[实用新型]一种激光无线充电接收端及充电系统

说明书

本实用新型公开了一种激光无线充电接收端及充电系统，包括石墨烯封装的单晶硅光电池，石墨烯封装的单晶硅光电池设置为由电极和电池层组成的光电池，电极是由多层石墨烯构成透明电极，透明电极设置在电池层的顶端；电池层自上而下依次设置有上表面钝化层、发射区、空穴传输层、硅型衬底、银基板；发射区设置为单晶硅电池的n型掺杂区、p型掺杂区；空穴传输层是由单层石墨烯构成的，空穴传输层插设在单晶硅电池的n型掺杂区和p型掺杂区之间，通过空穴传输层将光电池的p‑n结转化为p‑i‑n结，吸收光子并转化为载流子。本实用新型中接收端可以稳定在高能量密度激光辐照环境工作，并进行高效率的单色光光电转化，将显著提高激光无线充电系统效率和稳定性。

技术领域

本实用新型属于无线充电设备技术领域，具体涉及一种激光无线充电接收端及充电系统。

背景技术

激光无线充电技术是指利用激光束和光电池实现远距离、高功率无线充电技术，该技术的关键在于维持高功率激光辐照光电池的光电转化效率和稳定性。由于激光辐照光电池的过程中存在着热耗散过程，热耗散使电池材料升温又会引起改变电池材料带隙、缩短载流子寿命等机制，从而降低光电转化效率，使用过程中随着光电转化效率降低，造成更多光能耗散成热能，升温效应进一步加剧，这种耦合作用会导致光电池暂时或永久失效。

在提高光电池实现光电转化过程中，透明电极作为光电池必不可少的组成部分，其性能直接影响太阳能电池的光利用率。

现有的申请公布号为CN104696173A的实用新型专利公开了一种激光无线传输能量的储热发电装置。该储热发电装置通过高温相变储热盒来吸收热能，提高整个装置的工作稳定性。

现有的申请公布号为CN105576130B的实用新型专利公布了一种有机光电池，该种有机光电池电极材料主要采用的是氧化铟锡(ITO)，氟掺杂的氧化锡 (FTO)和掺杂的氧化锌。其具有光学透明性，一方面光可以透过电极材料，另一方面光电转化形成的电流可通过电极流出。ITO是一种由约90％的In₂O₃和约 10％的SnO₂组成的n型掺杂半导体材料。

上述现有技术分别主要存在以下缺陷：1)相变材料储热性能良好但导热性能有限，高功率激光辐照时会造成电池局部温度较高，导致光电池局部失效。 2)目前常用的商业化ITO随光透过率增加，面电阻值变大，为提高光电池的效率，一方面要提高透明电极的光透过率(有效波长范围)，另一方面则应减小电极本身的电阻。而这两个指标要求存在矛盾关系。3)目前高功率聚光型光电池的散热技术主要集中在被动散热，一方面光电转化过程中很大一部分光能转化成了热能，造成了能量的浪费，光电转化效率较低；另一方面没有从光电转化过程中光电池自身进行改造，针对光电转化过程中能量变化没有较好的分析利用。

实用新型内容

针对现有技术中存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种激光无线充电接收端及充电系统，是一种光电池的封装技术，其优势在于能够提高光电池的光电转化效率、降低损耗、并使热能快速扩散出去。

本实用新型采取的技术方案为：

一种石墨烯封装的单晶硅光电池，包括电极、电池层，所述电池层包括电池自身的各层材料和空穴传输层，所述电极是由多层石墨烯构成的透明电极，所述空穴传输层是耗尽层在原来的基础进一步改进封装，在原耗尽层上增加单层石墨烯形成的，所述电池各层材料包括单晶硅电池的n型掺杂区、p型掺杂区、硅型衬底、底部铝制底板。

一种激光无线充电接收端，包括石墨烯封装的单晶硅光电池，所述石墨烯封装的单晶硅光电池设置为由电极和电池层组成的光电池；

所述电极是由多层石墨烯构成透明电极，透明电极设置在电池层的顶端，更为具体的是，两块透明电极分别设置在电池层的两侧顶端；

所述电池层自上而下依次设置有上表面钝化层、发射区、空穴传输层、硅型衬底、银基板；