激光无线能量传输效率的实验研究

为了提高激光无线能量传输系统的转换效率,基于单结GaAs光电池的工作原理,用调节照射光电池的激光参量的方法,从理论上对激光无线能量传输系统的有关部分进行了优化设计,并通过实验研究了激光波长、激光强度等因素对光电池能量转换效率的影响。结果表明,单结GaAs光电池对单色激光的光电转换效率远高于传统的单晶硅电池,最高转化效率可达61.2%。该结果对于激光无线能量传输技术的应用具有一定参考价值。     

纳秒激光与硅电池片光电转换效率变化及机理初步分析

描述了用6 ns波长为1 064 nm的激光在SF6中作用于硅表面产生的锥形微观结构过程,测试了经激光处理及未经激光处理之硅晶片制成的硅电池光电转换效率的变化。实验显示,激光处理后的晶片所制电池其光电转换效率提高,其增加量为未经激光处理的电池效率的10%~15%,对这种变化进行了初步机理分析,认为可能与硅逾量电子结合能和Fermi能级有关。激光处理硅晶片的应用,也会进一步改善硅电池制作工艺。     

光强均匀度与标准粒子信号分布关系研究

为了研究光敏区光强分布对粒子计数器标准粒子信号分布的影响,从理论上分析了光敏区光强概率分布和标准粒子信号幅度概率分布之间的关系,并建立了能统一描述光敏区光强分布均匀度和信号幅度分布均匀度的数学模型,此模型定量分析了光敏区光强均匀度对信号分布曲线的影响,同时也揭示了长期制约国产粒子计数器分辨能力的本质因素,并给出了实验验证.理论和实验结果表明,光敏区光强分布的不均匀性是影响计数器分辨能力的主要因素.     

GaAs量子阱太阳能电池转换效率的计算

采用细致平衡模型计算了GaAs量子阱太阳能电池的转换效率,同时对量子阱结构带来的几种效应,如准费米能级分离、热载流子效应等进行了分析,并将碰撞离化效应引入此细致平衡模型中,通过计算研究了其对量子阱太阳能电池转换效率的影响.结果表明碰撞离化效应可以提高电池的转换效率,但提高幅度有限.     

GaAs量子阱太阳能电池转换效率的计算

采用细致平衡模型计算了GaAs量子阱太阳能电池的转换效率,同时对量子阱结构带来的几种效应,如准费米能级分离、热载流子效应等进行了分析,并将碰撞离化效应引入此细致平衡模型中,通过计算研究了其对量子阱太阳能电池转换效率的影响.结果表明碰撞离化效应可以提高电池的转换效率,但提高幅度有限.     

三结GaAs电池损伤对输出特性的影响研究

针对发生损伤后三结GaAs电池的电学特性进行了研究。从三结电池的等效电路模型出发,根据光伏效应相关理论,建立了GaAs三结电池损伤分析模型,具体计算了损伤发生在不同位置时,光电池输出电压、功率、效率的变化。结果表明,顶结发生热熔损伤对电池的电学特性影响最大,将直接导致光电转换效率下降17.23%。中结发生热熔损伤对电池的电学特性影响次之,将引起4.23%的效率下降。底结损伤对电池的电学特性影响相对最小,所导致的光电转换效率下降量为2.42%。     

GaAs基量子阱谐振腔增强型光电探测器特性研究

通过对谐振腔增强型(RCE)光电探测器的理论分析和实验测试结果,证明对应不同光束入射角度,RCE光电探测器的模式波长按一定规律可调谐.并给出当入射角度变化10°～60°,模式调谐范围约为40nm,而谐振波长处的量子效率峰值及半高宽FWHM的变化与材料吸收系数紧密相关.     

GaAs基量子阱谐振腔增强型光电探测器特性研究

通过对谐振腔增强型（RCE）光电探测器的理论分析和实验测试结果,证明对应不同光束入射角度, RCE光电探测器的模式波长按一定规律可调谐. 并给出当入射角度变化10°～60° ,模式调谐范围约为40nm,而谐振波长处的量子效率峰值及半高宽FWHM的变化与材料吸收系数紧密相关.     

GaAs基量子阱谐振腔增强型光电探测器特性研究

通过对谐振腔增强型(RCE)光电探测器的理论分析和实验测试结果,证明对应不同光束入射角度,RCE光电探测器的模式波长按一定规律可调谐.并给出当入射角度变化10°～60°,模式调谐范围约为40nm,而谐振波长处的量子效率峰值及半高宽FWHM的变化与材料吸收系数紧密相关.     

变掺杂GaAs光电阴极吸收系数的表征

确定阴极材料的光子吸收系数,是开展变掺杂GaAs光电阴极光电发射性能理论研究的重要条件之一。分析了变掺杂阴极的结构特点,提出了材料等效光子吸收系数的概念,并给出了等效光子吸收系数的计算方法。设计了变掺杂阴极样品并进行了阴极Cs、O激活实验,理论计算了材料的等效光子吸收系数并对激活后的阴极量子效率进行了拟合仿真,拟合曲线同实验曲线非常一致,证明了该计算方法的有效性。     

激光无线传能系统光电池阵列排布研究

为提高激光无线传能系统接收端的光电转换效率、对比验证接收端不同优化设计方法的优劣,开展了光电阵列不同排布方式的实验研究。分别研制了单一串联排布、顺次串并排布、依据照度分布的串并排布三种光电池阵列,并开展了实验研究。在高斯分布光斑照射下,对比了顺次串并排布与依据照度分布的串并排布输出特性,并对比了单一串联排布在均匀光照下的输出特性。结果表明,不同串并联方式、不同光照条件下,得到的光电效率区别较大。单一串联排布在均匀光照下光电转换效率最高,为39.14%;在高斯分布光照条件下,依据照度分布的串并排布光电转换效率为33.3%,比顺次串并排布效率高出一倍。该结果可对激光无线传能系统接收端的优化设计提供参考。