激光充能技術(shù)是指利用激光束和光電池實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離、無線充電的技術(shù)，可應(yīng)用于無人機(jī)續(xù)航和便攜式電器充電等。該技術(shù)關(guān)鍵在于高亮度激光輻照環(huán)境的光電轉(zhuǎn)換效率和穩(wěn)定性，因?yàn)榧す廨椪展怆姵氐墓怆娹D(zhuǎn)換過程總是伴隨著熱耗散，熱耗散引起的材料升溫和熱應(yīng)力又會(huì)通過若干機(jī)制（改變材料帶隙、縮短載流子壽命等）降低光電效率，更多光能耗散成熱能，溫升/熱應(yīng)力進(jìn)一步加劇，這種耦合行為甚至?xí)?dǎo)致光電池暫時(shí)或永久失效。
針對(duì)激光充能系統(tǒng)穩(wěn)定性和能量轉(zhuǎn)換效率問題，中國科學(xué)院力學(xué)研究所科研團(tuán)隊(duì)建立了從激光輸入到電能輸出的耦合模型，發(fā)展了光能吸收分布求解的數(shù)學(xué)格式，闡明了光能向電能/熱能/應(yīng)變能轉(zhuǎn)化的耦合機(jī)制，構(gòu)造了系統(tǒng)最優(yōu)參數(shù)窗口搜索算法，并獲得了試驗(yàn)驗(yàn)證。
研究得到了國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目和中科院A類先導(dǎo)項(xiàng)目的資助，部分結(jié)果公開發(fā)表在相關(guān)領(lǐng)域期刊[Journal of Power Sources 2018 (393)211-216, Energy 2017(134)248-255, Applied Thermal Engineering 2015(88)410-417]。該研究為激光充能技術(shù)搭建了多效應(yīng)理論框架，為充能系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供了高效率優(yōu)化算法。
圖(上) 激光充能技術(shù)概念；(下) 激光輻照光電池的力、熱、電效應(yīng)耦合算例
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