[发明专利]基于双球体结构功率球式光伏接收器的激光无线能量传输系统

权利要求书

1.一种基于双球体结构功率球式光伏接收器的激光无线能量传输系统，所述系统包括激光器、发射装置、接收装置、功率球光伏接收器和电源管理模块，所述激光器的输出侧安置有发射装置，所述发射装置输出侧安置有接收装置，所述接收装置与用于将激光信号转化成电信号的功率球式光伏接收器连接，所述功率球式光伏接收器的输出端与所述电源管理模块连接，其特征在于：所述功率球式光伏接收器为双球体结构功率球式光伏接收器，所述双球体结构功率球式光伏接收器包括功率球光伏接收器、冷却球、进气止回阀、出气止回阀和气管，所述功率球光伏接收器上安装所述进气止回阀和出气止回阀，所述进气止回阀通过气管与所述冷却球的进气口连通，所述出气止回阀通过气管与所述冷却球的出气口相接。

2.如权利要求1所述的基于双球体结构功率球式光伏接收器的激光无线能量传输系统，其特征在于：所述进气止回阀、出气止回阀均为单向阀，所述单向阀包括阀体、托杆、密封圈、挡板和弹簧，所述阀体内设有供气体流过的阀孔，所述挡板上布置密封圈，所述挡板与所述阀孔配合，所述挡板可上下滑动地套装在托杆上，所述托杆固定在阀体内腔，所述挡板与弹簧的一端连接，所述弹簧的另一端固定在所述托杆的底部。

3.如权利要求1或2所述的基于双球体结构功率球式光伏接收器的激光无线能量传输系统，其特征在于：所述功率球光伏接收器采用封闭球体结构，空心球体里充满CO2或N2或Xe大分子气体；入射激光进入功率球光伏接收器的内部空心球体里，激光以设定的角度照射到内壁上某一位置光伏电池，其中光伏电池是单晶硅、多晶硅、GaAs或铟嫁砷InGaAs材料构成，其带隙宽度和808nm波长或者1000nm激光匹配。

4.如权利要求1或2基于双球体结构功率球式光伏接收器的激光无线能量传输系统，其特征在于：所述接收装置采用圆锥形结构，朝向激光器方向接收端面直径大；所述接收装置侧面镀有808nm或者1000nm高反膜，入射激光经过侧面反射后，全部通过小端面输出口注入功率球光伏接收器。

5.如权利要求1或2基于双球体结构功率球式光伏接收器的激光无线能量传输系统，其特征在于：所述发射装置采用伽利略式多倍扩束镜，扩束镜由二个镜片组成，包括一个输入的凹透镜和一个输出的凸透镜，输入镜将虚焦点光束传输给输出镜，二镜片两面镀有808nm或者1000nm窄带增透膜。

6.如权利要求1或2基于双球体结构功率球式光伏接收器的激光无线能量传输系统，其特征在于：所述激光器采用808nm波长的激光器作为激光无线能量传输的光源，采用GaAs太阳能电池。

7.如权利要求1或2基于双球体结构功率球式光伏接收器的激光无线能量传输系统，其特征在于：所述激光器采用二极管泵浦固体激光器，采用在1000nm激光波长处转换效率高的铟嫁砷InGaAs太阳能电池。

8.如权利要求1或2基于双球体结构功率球式光伏接收器的激光无线能量传输系统，其特征在于：所述电源管理模块包括电压稳定和控制系统，采用超小型升/降压控制器芯片，输入0.9V-5V任意直流电压；用于降低受到照射光强较高的光伏电池单元输出电压，以及升高照射光强不足的光伏电池单元输出电压。