中文引用格式： 保慧琴，尹国福. 六结GaAs激光电池的设计与制备[J]. 电子技术应用，2026，52(7)：53-57.
英文引用格式： Bao Huiqin，Yin Guofu. Design and preparation of six-junction GaAs laser power converters[J]. Application of Electronic Technique，2026，52(7)：53-57.
引言
以激光为传输载体的无线能量传输系统，能实现高效的远程能量传输，且接收装置体积小方便转移，是对移动用电设备进行远距离能量补充的较好选择，广泛应用于无人机、微小卫星以及航天器等领域[1-4]。该系统利用光电转换过程，采用激光电池将激光能量转换成电能为用电设备供电。GaAs是一种典型的Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体，具有光电转换效率高、抗辐射性能好、耐热性好等优点，是目前高效激光电池的首选材料。2021年，美国桑迪亚实验室Mark Onuigbo[5]等人设计了一套激光充电系统。系统采用2 W的808 nm半导体激光器用于激光充电，最优光电转换效率为40%，波长响应范围为800~850 nm，600 mW的输出功率，开路输出电压为1~1.5 V。2021年，Nouri N[6]等人设计了具有背反射器的单结InAlGaAs激光电池，工作在1 310 nm波长，其开路电压只有0.603 V。Viacheslav Andreev等设计制备了面积为2 mm2的GaAs基激光光伏电池，当辐照强度为200 W/cm2时，器件开路电压为1.2~1.26 V。单结激光电池开路电压和转换效率较低，难以满足电子器件供电需求。通过将多个单结GaAs子电池堆叠起来形成多结激光电池，在相同的激光功率辐照下，多结激光电池可以获得更高的转换效率，同时得到较高的输出电压。2020年，中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所的研究团队[7]制备了三结叠层1 064 nm InGaAsP/InP激光电池，开路电压达2.16 V。2023年中国科技大学尹佳静团队[8]设计的六结InGaAsP激光电池开路电压达到4.69 V。本设计采用隧道结AlxGa1-xAs/N++-AlxGa1-xAs制备了六结GaAs激光电池，开路电压达到6.72 V。
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作者信息：
保慧琴1，2，尹国福3
（1.西安明德理工学院 信息工程学院， 陕西 西安710124；
2.西安电子科技大学 微电子学院， 陕西 西安710071；
3.陕西应用物理化学研究所瞬态化学效应与控制国家重点实验室， 陕西 西安710061）
