[发明专利]一种瓦级输出功率的激光供电接收端装置和系统

权利要求书

1.一种瓦级输出功率的激光供电接收端装置，其特征在于，包括：

第一电压转换器，第一电压转换器适于对传感节点进行供电；

光伏模块，所述光伏模块适于与第一电压转换器的输入端电学连接；

超级电容储能模块，所述光伏模块还适于对超级电容储能模块充电，所述超级电容储能模块适于与第一电压转换器的输入端电学连接；

第一微控制器，所述第一微控制器基于所述光伏模块和第一电压转换器的输出功率以及所述超级电容储能模块的工作电压，对所述光伏模块的入射激光功率执行回路反馈控制，且对所述超级电容储能模块的充放电进行管控。

2.根据权利要求1所述的瓦级输出功率的激光供电接收端装置，其特征在于，所述光伏模块包括若干个串联的子光伏电池，光伏模块采用垂直堆叠的多结结构或横向分段的多段单结结构在单片上集成串联的多个子光伏电池；

优选的，所述光伏模块包括：自上至下垂直堆叠的第一子光伏电池至第M子光伏电池，M为大于2的整数；第一隧穿结至第M-1隧穿结，第j隧穿结位于第j子光伏电池与第j+1子光伏电池之间，j为大于等于1且小于等于M-1的整数；

优选的，各子光伏电池均包括半导体PN结，每个子光伏电池的半导体PN结的厚度根据设置；α(λ)是给定入射激光波长λ下的光吸收系数；t_i是第i子光伏电池的半导体PN结的厚度，i为大于等于1且小于等于M-1的整数；I_i是进入第i子光伏电池的激光强度，I_i+1是进入第i+1子光伏电池的激光强度；

优选的，M为大于等于4的整数；

优选的，第M子光伏电池中半导体PN结的厚度为2800纳米～3200纳米；

优选的，第一子光伏电池至第M子光伏电池中，每个子电池均包含自下至上层叠的背面场层、基础层、发射层和窗口层，所述基础层和发射层构成半导体PN结，窗口层的能隙分别大于基础层和发射层的能隙，背面场层的能隙分别大于基础层和发射层的能隙；

优选的，半导体PN结的材料包括掺杂导电离子的砷化镓、磷化铟或锑化镓；

优选的，所述光伏模块还包括：位于第M子光伏电池底部的衬底层；对于第M子光伏电池的背面场层的导电类型与衬底层的导电类型相同；第一子光伏电池至第M-1子光伏电池中背面场层的导电类型与基础层的导电类型相同且与第M子光伏电池的导电类型相反，第一子光伏电池至第M子光伏电池中窗口层的导电类型与发射层的导电类型相同；

优选的，第一子光伏电池的窗口层的厚度分别大于第二子光伏电池至第M子光伏电池的窗口层的厚度；

优选的，所述光伏模块具有50％以上的光电转换效率。

3.根据权利要求2所述的瓦级输出功率的激光供电接收端装置，其特征在于，所述光伏模块还包括：位于所述第一子光伏电池顶部的栅线层；位于栅线层和第一子光伏电池之间的接触层；位于接触层侧部且被栅线层暴露的增透膜；

优选的，所述增透膜包括第一子增透膜和第二子增透膜，第一子增透膜位于第二子增透膜和第一子光伏电池之间，所述第一子增透膜的折射率间于第二子增透膜的折射率和第一子光伏电池的窗口层的折射率之间；

优选的，所述栅线层包括相对的主栅线和位于相对的主栅线之间且与主栅线连接的若干间隔的细栅线；相邻细栅线之间的间距为20μm～70μm；栅线层的高度为1μm～3μm；主栅线的宽度为90μm～130μm；细栅线的宽度为3μm～5μm。

4.根据权利要求1所述的瓦级输出功率的激光供电接收端装置，其特征在于，所述光伏模块安装在绝缘导热基底上，所述绝缘导热基底上具有封装所述光伏模块的散热封装体，所述散热封装体具有接口，所述接口用于耦合连接光伏模块和能量光纤；

优选的，所述绝缘导热基底的材料包括氧化铝、氮化硼、碳化硅、或氮化铝；

优选的，所述散热封装体的材料为金属散热材料。