激光发电装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种激光发电装置。
【背景技术】
[0002]激光发电装置是采用激光光源将电能转换成光能，再通过光纤传输送到光电转换器，由光电转换器将光能转换成电能，从而向电子器件供电。
[0003]光电池具有良好的抗电磁辐射干扰性能，可靠性高，可为高压输变电、医疗、航空以及需严格防爆的场合提供安全、洁净的电能。
[0004]目前不论是硅光电池还是II1- V族元素的光电池，单节电池的电压都只有IV左右。这个电压不论是作为供电电源还是作为DCDC电压变化模块的输入都是不够的。为了得到更高的电池电压，通常的做法是将多节电池串联起来，比如美国JDSU公司的Photovoltaic Power Converters分别将4节和6节电池串联起来，分别输出4V和6V的电压。由于电池相当于一个恒流源，在多个电池串联式时，为了保证整个电池组的光电转换效率，必须保证所有的电池都输出相同大小的电流。
[0005]为了实现光电池组的输出效率最大化，我们需要保证串联阵列中各光电池照射功率相同。
[0006]由于传导光纤输出的激光束照射在光电池受光面上的图案是平面圆形；因此，如果所述平面圆形上激光功率分布是均匀的，我们只需要在该平面圆形中保证各光电池的入射面受光面积相等即可。
[0007]在图1和图2中展示了光电池组的两种排列方式:
[0008]方式一、如图1所示光电池组由若干个大小相同、面积相等的矩形光电池组成。若干个矩形光电池呈矩形阵列排布；平面圆形以外切的方式将改矩形阵列包覆在内。
[0009]该方式一，可以保证各矩形光电池的受光面积相等，实现了各矩形光电池输出电流的一致。但是，必然地会有部分激光能量(矩形光电池与平面圆形不相交部分)无法利用。
[0010]方式二、如图2所示硅光电池组由若干个大小相同、面积相等的扇形光电池组成。若干个扇形光电池构成一个完成的受光圆形；该受光圆形与平行圆形大小完全相等。
[0011]该方式二，可以保证各扇形光电池的受光面积相等，实现了各矩形光电池输出电流的一致；也保证了激光能量的高利用率。但是，考虑到目前关于光电池的制作工艺，加工类似扇形光电池及其封装的成本较高，且工艺十分复杂。
[0012]而且以上所述的两种方式都是在传导光纤输出的平面圆形上功率分布均匀的前提下。实际上，光纤输出的激光光斑有一定的不均匀性，即使方式二中的能够被完全实施，光电池组的效率也很难达到最佳值。
[0013]那么，研发成本低、工艺简单并且激光能量利用率高的光电池，将是本领域技术人员亟需的。【实用新型内容】
[0014]针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种激光能量利用率高，制作成本低的激光发电装置。
[0015]为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案:
[0016]—种激光发电装置，包括:
[0017]激光器，作为光源，输出激光光束；
[0018]传导光纤，置于所述激光器后，用于将激光传送至光电池处；
[0019]矩形平顶整形元件，置于所述传导光纤后，将传导光纤的输出整形为矩形平顶光束；
[0020]光电池组，置于所述矩形平顶整形元件后，其由至少两块相同且依次串联的光电池组成，所述光电池组的感光平面组成矩形感光平面，所述矩形平顶光束在矩形感光平面上的投影与所述的矩形感光平面大小、形状相同。
[0021 ] 优选地，所述光电池组的由一块独立的电池组成，所述光电池的感光平面为矩形。
[0022]优选地，所述光电池的数量为自然数的二次方，所述光电池的感光平面组成方形感光平面。
[0023]优选地，所述光电池组的感光平面为圆形。
[0024]优选地，所述光电池的感光平面为多边形。
[0025]优选地，所述光电池的感光平面为长方形。
[0026]优选地，所述光电池的感光平面为正多边形。
【附图说明】
[0027]图1为现有技术中方式一的示意图；
[0028]图2为现有技术中方式二的示意图；
[0029]图3为本实用新型激光发电装置实施例的工作原理图；
[0030]图4为图3的A面视图；
[0031]图5为图3的另一种A面视图；
[0032]附图标注:1、激光器；2、矩形平顶整形元件；3、光电池组。
【具体实施方式】
[0033]参照图3至图5对本实用新型激光发电装置实施例做进一步说明。
[0034]图3中公开了一种激光发电装置，包括:激光器1，作为光源，输出激光光束；矩形平顶整形元件2，置于激光器I后，整形激光光束为矩形平顶光束；光电池组3，置于矩形平顶整形元件2后，其由至少两块相同且依次串联的光电池组3成，光电池的感光平面组成矩形感光平面，矩形平顶光束在矩形感光平面上的投影与的矩形感光平面大小、形状相同。
[0035]本实施例适用于造价低廉，工艺简单的矩形光电池；激光器I输出的激光光束在经过矩形平顶整形元件2时发生衍射，得到均匀功率密度分布的矩形平顶光束，矩形平顶光束正好照射在矩形感光平面上。激光能量得以充分利用。
[0036]在图4中具体地公开了一种光电池组3，该光电池组3包括十六个矩形的光电池。该十六个光电池的感光平面组成矩形感光平面。此时选取相应的矩形平顶整形元件2即可适用。
[0037]另外，光电池的数量为自然数的二次方，光电池的感光平面组成方形感光平面。方形感光平面对应投影呈方形的方形平顶整形元件。由于方形平顶整形元件相对于矩形平顶整形元件2易于生产。
[0038]值得一提的是，本实施例所提出的矩形平顶整形元件2，即是衍射元件，本实施例由激光器输出的激光在经过衍射元件后，形成矩形光斑；由衍射元件衍射生成均匀地矩形光斑的整形技术，是本领域技术人员所熟知的，此处不对衍射元件的信号作出具体限定。
[0039]此外在图5中公开了另一种光电池的结构，即光电池的感光平面为圆形。
[0040]或者，光电池的感光平面为多边形。
[0041 ] 或者，光电池的感光平面为长方形。
[0042]或者，光电池的感光平面为正多边形。
[0043]以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种激光发电装置，其特征在于，包括: 激光器，作为光源，输出激光光束； 传导光纤，置于所述激光器后，用于将激光传送至光电池处； 矩形平顶整形元件，置于所述传导光纤后，将传导光纤的输出整形为矩形平顶光束； 光电池组，置于所述矩形平顶整形元件后，其由至少两块相同且依次串联的光电池组成，所述光电池组的感光平面组成矩形感光平面，所述矩形平顶光束在矩形感光平面上的投影与所述的矩形感光平面大小、形状相同。2.根据权利要求1所述的激光发电装置，其特征在于，所述光电池组包括一块独立的电池组成，所述光电池的感光平面为矩形。3.根据权利要求1所述的激光发电装置，其特征在于，所述光电池的数量为自然数的二次方，所述光电池的感光平面组成方形感光平面。4.根据权利要求1所述的激光发电装置，其特征在于，所述光电池组的感光平面为圆形。5.根据权利要求1所述的激光发电装置，其特征在于，所述光电池的感光平面为多边形。6.根据权利要求5所述的激光发电装置，其特征在于，所述光电池的感光平面为长方形。7.根据权利要求5所述的激光发电装置，其特征在于，所述光电池的感光平面为正多边形。
【专利摘要】本实用新型公开了一种激光发电装置，包括：激光器，作为光源，输出激光光束；传导光纤，置于所述激光器后，用于将激光传送至光电池处；矩形平顶整形元件，置于所述传导光纤后，将传导光纤的输出整形为矩形平顶光束；光电池组，置于所述矩形平顶整形元件后，其由至少两块相同且依次串联的光电池组成，所述光电池组的感光平面组成矩形感光平面，所述矩形平顶光束在矩形感光平面上的投影与所述的矩形感光平面大小、形状相同。本实施例适用于造价低廉，工艺简单的矩形光电池；传导光纤输出的激光光束在经过矩形平顶整形元件时发生衍射，得到均匀功率密度分布的矩形平顶光束，矩形平顶光束正好照射在矩形感光平面，使激光能量得以充分利用。
【IPC分类】H02J7/00, H02S10/20
【公开号】CN204858627
【申请号】CN201520477884
【发明人】李永明, 刘练, 王晨, 马东伟
【申请人】北京思通博远激光科技有限公司
【公开日】2015年12月9日
【申请日】2015年7月4日