激光无线能量传输是指不使用能量传输线,而使用激光作为能量传输载体,从远距离为目标机器供能。相比于传统的能量传输方法,激光无线传能具有传输距离远,传输功率密度高等优点,所以其可用于空间太阳能电站的实现,也可广泛应用于远距离对无人机、卫星、空间飞行器、太空基地、极端条件下工作的机器人等进行能量供应。目前限制激光无线能量传输系统进入实际应用的主要因素是其系统的能量转换效率不够高。一般来说,在整个传输过程中,能量经过了两次转换过程以及以激光的形式进行了长距离传输,所以为提高其能量转换效率,使得系统进入实际应用,本文针对于在接收端的能量转换过程进行研究。系统接收端的主要器件为光伏电池,而目前针对光伏电池的研究主要集中于太阳光的辐照,激光辐照下光伏电池的响应特性与能量转换效率的研究尚不够深入。所以,为了提高激光辐照下光伏电池的能量转换效率,使得其能应用于激光无线传能系统中,从而使系统能够进入实际应用,本文通过理论分析与实验研究了激光辐照下光伏电池的响应特性与能量转换效率,主要工作如下:(1)通过能带理论以及p-n结相关基础知识,推导得到激光辐照下光伏电池的光生电流、复合电流以及暗电流的表达式,为接下来的理论计算以及实验结果的分析提供基础;(2)基于光伏电池的单指数模型,获得了激光辐照下光伏电池的伏安特性函数,并由实验数据提取得到其内部表征参数,结合光伏电池电流表达式,能够定量地分析激光辐照下光伏电池的内部表征参数与响应特性;(3)建立了激光辐照下光伏电池的光电模型与热模型,并仿真计算得到了不同类型激光辐照下不同材料光伏电池的响应特性、能量转换效率以及温度变化,分析了光电响应与热响应之间的耦合关系及影响,为实验设计及分析提供了支撑;(4)搭建实验平台,研究了激光波长、功率密度、光伏电池材料、温度以及入射激光角度对激光辐照下光伏电池响应特性以及能量转换效率的影响规律。通过分析实验结果可知:随着激光功率密度的增加,光伏电池的输出功率先增加而后趋于饱和,但是高功率密度激光引起的电池温升会导致其光电转换效率的下降,所以激光功率密度的选择与光伏电池温度的控制是提高激光无线传能系统能量转换效率的关键因素。