《雷射輻照薄膜光伏電池的光-電-熱-力耦合效應》是依託中國科學院力學研究所，由吳臣武擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：雷射輻照薄膜光伏電池的光-電-熱-力耦合效應
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：吳臣武
- 依託單位：中國科學院力學研究所
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
雷射遠距離能量傳輸系統的光電轉換環節中，光伏電池的光電轉換效率決定了，其吸收的雷射光能很大一部分將耗散為熱能，使光電池出現明顯溫升。溫度升高通常會導致光電池的光電轉換效率下降，從而使更多的光能變成熱能、增大光電池溫升。溫升引起的熱應變將通過影回響變數子阱結構和能帶結構改變光電轉換效率；光電池的熱應力過高時會萌生損傷、部分釋放光電池應變、進一步影響光電轉換效率。材料損傷導致的熱壅塞還會加劇局部溫度梯度和熱應力，促使損傷演化、匯聚、擴展並最終使光電池徹底失效。可見，給出雷射輻照光伏電池的光-電-熱-力耦合過程的數學描述，是光電轉換環節設計和最佳化的前提。本項目將主要針對典型多結薄膜光伏電池，開展特定波段雷射輻照等系列試驗研究，建立光伏電池的雷射輻照多物理場回響的數學模型，研究其中的光-電-熱-力耦合效應，揭示光能、電能、熱能和變形能轉換中的耦合作用機制，為系統評估和最佳化提供理論基礎和試驗依據。
結題摘要
雷射遠距離能量傳輸系統的光電轉換環節中，光伏電池的光電轉換效率決定了，其吸收的雷射光能很大一部分將耗散為熱能，使光電池出現明顯溫升。溫度升高通常會導致光電池的光電轉換效率下降，從而使更多的光能變成熱能、增大光電池溫升。溫升引起的熱應變將通過影回響變數子阱結構和能帶結構改變光電轉換效率；光電池的熱應力過高時會萌生損傷、部分釋放光電池應變、進一步影響光電轉換效率。材料損傷導致的熱壅塞還會加劇局部溫度梯度和熱應力，促使損傷演化、匯聚、擴展並最終使光電池徹底失效。可見，給出雷射輻照光伏電池的光-電-熱-力耦合過程的數學描述，是光電轉換環節設計和最佳化的前提。本項目主要針對典型多結薄膜光伏電池，開展了特定波段雷射輻照等系列試驗研究，建立了光伏電池的雷射輻照多物理場回響的數學模型，研究了其中的光-電-熱-力耦合效應，揭示了光能、電能、熱能和變形能轉換中的耦合作用機制，研究結果為系統評估和最佳化提供理論基礎和試驗依據。
