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三结砷化镓太阳电池受连续激光辐照的热应力分布与损伤特性

DOI：10.1016/j.ijleo.2019.163284 期刊：Optik 出版年份：2019 更新时间：2025-09-12 10:27:22
摘要： 根据傅里叶热传导与热应力场理论，建立了三结砷化镓太阳电池的热损伤模型。计算了连续激光辐照下太阳电池内部的温度与热应力分布。结果表明：温度与热应力分布与入射激光光束的强度分布相对应；压应力和拉应力的最大值随入射激光功率密度和光束腰半径的增加而增大；当光束腰半径为0.5厘米时，在功率密度低于约40瓦/平方厘米的情况下，熔融损伤是主要损伤形式；而当激光功率密度更高时，应力损伤将成为主要损伤形式；随着光束腰半径增大，损伤过程的变化也会在更低的激光功率密度下发生。
作者： Lei Qi，Yanxin Xie，Yali Liu，Hao Jing，Rongzhu Zhang
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研究概述 实验方案

研究目的

为研究温度与热应力分布对砷化镓太阳能电池损伤的影响，计算了连续高斯激光束辐照下三结砷化镓太阳能电池内部温度场与热应力场的变化规律。

研究成果

结果表明，温度场与热应力场的分布形式与入射光相同。压应力和拉应力的最大值随激光功率密度和光束腰半径的增大而增加。此类太阳能电池的热损伤演化过程会因激光功率密度和光束腰半径的不同而呈现显著差异。

研究不足

该研究聚焦于连续激光束辐照下三结砷化镓太阳能电池的热应力分布与损伤特性，但未考虑其他类型激光器或太阳能电池。模型假设激光能量仅沉积于底部电池，可能无法完全代表所有实际场景。

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