http://www.roscosmos.ru/22717/



Следующий эксперимент будет уже в космосе - между МКС и "Прогрессом".

В чем уникальность?
Лазеры?
Кремниевые панельки?
КПД лазера 1, максимум 2%, КПД солнечной панельки тоже 10-15%.

Малолетним блатным зазнайкам не дают покоя результаты похороненного в 1994 году проекта, с концентрацией СВЧ излучения, подачей его на орбиту и прием на земле, с полным КПД почти 92%?
Была у нас такая мразь, глебом зволась, которая уехала к япошкам с частью документов, к счастью несущественных.
Прокрутите архивы новостей за 96-98 гг., когда обрадованные япошки всем заявили что до 2000 г. на орбите у них будет станция мощностью не менее 1 ГВт.
Вот если бы глеб был действительно спецом, а не машинисткой, перепечатавшей документы, может тогда у них что-нибудь и вышло.

? Гм...
Это что-то из прошлого века...

У ПП-лазеров КПД больше 70% (в ИК диапазоне)... там правда, качество излучения никакое, но то такое дело, житейское. Если обычный неодим светодиодами накачивать, то 30% у мощных промлазеров. Ну, те, которые не по ватту уже, а сотни Вт, или даже киловатты-десятки кВт.
А у обычной кремниевой СБ под когерентным светом с энергией чуть больше ширины ЗЗ КПД за 90%.

"Уникальности", конечно, никакой нет... Люди уже и дроны запитывали, а там десятки Вт, и система слежения чуток интереснее...
Опять же, применимость всего этого... Куда - непонятно.

Но система таки более чем реальная, рабочая и так далее. Если в космосе реально есть нужда в таком (скажем, чтоб зря большие солнечные батареи не тягать), то как раз с лазером - есть смысл, а с СВЧ - вообще никакого.

На поселок сколько таких диодов понадобится, Китай на сколько десятилетий загрузим каждым домом?


А КПД панелек обратно преобразовать ИК, хоть на 1% натянут?

Сквозной к.п.д. "ПП ИК лазер" - "кремниевая панель, оптимизированная под монохроматичное излучение" получается чуть больше половины, с учётом к.п.д. блока питания лазера и к.п.д. преобразователя после фотовольтаики.

На какой "поселок"?
Вообще, такие штуки - для питания удаленных движущихся объектов - роботы, дроны... для космоса вот чего-то там хотят.
Ну и эта "ирония" была бы как-то понятна лет 30 назад, когда лазеры со светодиодной накачкой были перспективной темой в лабораториях, а светодиоды были индикаторами с милливатной мощностью.
Нынче как бы волоконный лазер на киловатты на заводе не редкость.

Про КПД панелек я сказал. У самых обычных кремниевых СБ из магазина (вот тех самых, у которых КПД от солнца 16-20%) потери при преобразовании солнечного света в основном - от несоответствия света энергии запрещенной зоны. У кремния она что-то там около 1.1эВ (длина волны около микрона, ближний ИК), любой свет энергичнее все равно даст пару с этой энергией. Вся остальная энергия будет профукана.
А свет менее энергичный вообще не создаст пары.
Поэтому, если хочется большого КПД от солнца - наворачивают дико дорогие многопереходные СБ, с множеством переходов под свой свет. Сначала снимаем пенки с синего, потом - с красного, потом уже ловим оставшийся ИК... и все равно потери.

На "своей родной" длине волны (вот этот самый микрон для кремния) современная полупроводниковая СБ - очень эффективна. Потери - только на термализацию, дефекты, немного омических, в общем - мелочи жизни. При этом и они падают с ростом удельной мощности света (все рекорды КПД поставлены с концентрацией света).
Если у нас лазер с правильной длиной волны, то эффективность - отличная!

Для передвижных тем более СВЧ, а не свет.
Да и к ИК панельки кроме нагрева ничего не дает, максимальный КПД как раз в УФ диапазоне, где вместо диодов тогда уж обычную дугу в ртути.

Вы, простите, чушь несёте. В смысле, таки совсем.

Интернет-то у Вас есть? Вот возьмите и посмотрите ширину ЗЗ кремния.
Ну или сразу так:

Тут нужно пояснить: это график по энергии. Ну или по КПД - как угодно. Квантовая эффективность будет выглядеть такой горизонталью.

Вот там, где красная линия обрывается - это ширина ЗЗ кремния - 1.12эВ.
Видите, где максимум у красной и у синей кривых? В ИК, чуть-чуть не доходя до неё. Потому что именно там минимум потерь на термализацию, вся энергия идёт создание электронно-дырочной пары, которую потом растащит поле перехода.

Меньше - уже не будет пары.
Выше - лишняя энергия кванта бессмысленно тратится в тепло (если зелёный 2эВ квант упал на батарею, то батарея всё равно отдаст полезной энергии как для ИК-кванта, на 1.1эВ, а остальное - в тепло).

А почему в жёстком УФ у реальной СБ всё падает до нуля (там, где Вам мыслится некая "наибольшая эффективность" ) - это уже долгий и мутный разговор про экситоны и безызлучательные переходы.

За преобразование ИК, да еще с 20% Вам нобелевку просто обязаны дать.

Всё уже украдено до нас.

Это вот - то, что выше - вообще говоря, общеизвестные основы.

Ну так где нобелевки?
Кроме ряда заявлений, где серийные панельки на ИК диапазон?

А они нужны кому-то? Именно серийно.

В любом магазине, на сайте, и т.п. Тот график относится к любой однопереходной батарее на поликристаллическом или монокристаллическом кремнии (то есть, процентов так 95 от того, что продаётся).
Выше всё объяснил.

Не верите мне - гугл, учебник ФТТ, и т.д.
Ещё раз: это не теорема Ферма, это самые основы, посильные любому второкурснику.
Вы полагаете, что я это всё придумал, что ли? И графики сам нарисовал?

А тут безальтернативно.

Возьмите солнечный спектр. И попробуйте закрыть максимум его площади вот таким треугольником, так чтоб получить как можно больше энергии.
Максимум чувствительности неизбежно съедет в ИК. Тут всё спектр Солнца определяет: нам самим придётся подбирать материал так, чтоб он был чувствителен в ИК. Даже квантовый (не энергетический) максимум у Солнца - где-то около 1мкм, это ИК.
Ну хорошо, не кремний а теллурид кадмия. Или CIGS. Результат-то - один фиг.

Полупроводниковая однопереходная СБ чтоб получить максимальный КПД от Солнца, должна работать в ИК, и более того - там у неё и будет наибольший КПД.

Конечно, есть варианты с многопереходными (например, тот же "Хевел" пытается ваять аморфный кремний поверх монокристалла). Там кривая чувствительности будет сложнее (но не за счёт ухудшения в ИК, а за счёт роста в видимом диапазоне). Или всякие более сложные штуки с преконверсией или хитрыми поглотителями - квантовые точки, люминесцентные конверторы, СБ на органике+диоксид титана...
Но это всё пока таки экзотика для быта (90% рынка - поли- и монокремний, ещё около 9% - CdTe, остаток - аморфный кремний и CIGS). Как-то так.

Разве нет?

Здесь дело не веры, а реалей и практики.
Воспользовался рекомендацией, ну посмотрите результаты, включая даты и эффективность и что в основе...


https://yandex.ru/search/?lr=213&msid=1...%82%D0%B2%D0%BE

Ну вот я про практику и говорю.
Не то ищите: Вы пытаетесь найти какие-то подтверждения своим словам, а нужно искать, как на самом деле.

Ищите спектральный отклик нынешних батарей. Обычных, простых нынешних кремниевых СБ.

И смотрите цифры, а не слова - "ИК" можно назвать излучение от 700нм до микрон так 20. А разница по энергии - в 20 раз, и интересовать должен диапазон, где ПП-лазеры работают. Конкретно - около микрона.

В прошлом году к нам китайцы приезжали, разговаривали на тему беспроводной передаче энергии БПЛА (это была задача, над которой они работают). Наши сразу начали говорить про физику процесса. В итоге вроде на этом тема и затихла.

Интересует, какие рельные величины кпд для существуюших полупроводниковых лазеров ближнего ИК-диапазона?

НЯЗ, до 70-90% (внутренний КВ до 93%).
Вопрос, какой мощности, какое качество излучения... Вот с последним как раз фигня: ограничения удельной мощности в переходе заставляет делать промежуточные ступени (твердотельный лазер с накачкой от светодиодов/ПП-лазеров), что снижает КПД. Опять же, ради рекорда можно и азотом охлаждать, и светить в импульсах по микросекунде со скважностью в десятки-сотни.

Если не гонять сферических коней по вакууму, то волоконный лазер с ПП-накачкой может реально иметь 35% КПД при мощности в десятки кВт.
А КПД лазерного ИК-диода на несколько Вт непрерывной мощности может быть процентов 70.

Спасибо, за ответ.
Похожие цифры попадались.

И сколько таких "если"?
Просуммировав что-нибудь работать вообще будет?

Процентов на 20-50 общего КПД от розетки до потребителя рассчитывать можно.

Не будет на ИК 20%.

Уже _есть_ и более.

В чьих-то лабах и на пару милливатт ?

Тут по ТВ был дополнительный репортаж, что одним из пременением передачи энергии может быть использование на роботах при тушении пожаров.
Как показала практика (немного иное назначение, но тоже применительно к ЧС) - приборы с лазерами инфракрасного диапазона при пожарах работают значительно хуже ожидаемого, копоть и гарь очень сильно мешают нормальной работе.

Если бы панельки эффективно преобразовывали ИК, то для пожарных роботов и никакие лазеры не понадобились бы.
Но эффективность ИК практически никакая.

Низкая эффективность еще не приговор для технической системы. Достаточно посмотреть на паровозы и лампы накаливания, которые продолжали, а лампы так и сейчас продолжают использоваться даже при наличии более совершенных систем.

Тем более, когда мы говорим о каких-нибудь специфических сферах применения.