太陽能路燈和停車計時器並不難找到,為房屋和工廠供電的光伏板也很常見。這些進展引出一個大問題:我們是否能夠使用太陽能為我們無處不在的智慧手機和其他移動裝置供電,而不是每晚將它們插入電網?
答案不僅取決於光伏電池技術的效率提升,還取決於這些電池在我們的裝置上的位置以及我們存放它們的位置——我們中的許多人一天中的大部分時間都將智慧手機塞在口袋或手提包中,無法接觸到太陽的能量。
當然,已經取得了一些進展。在今年巴塞羅那舉行的世界行動通訊大會上,日本手機制造商京瓷公司連續第二年展示了一款12.7釐米太陽能手機的原型。這款迄今為止沒有名稱的裝置,每接受三分鐘的陽光照射,可以通話一分鐘——這比該公司2015年的前身有了很大的改進,後者每充電兩小時只能通話15分鐘。
支援科學新聞
如果您喜歡這篇文章,請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞工作: 訂閱。透過購買訂閱,您正在幫助確保有關當今塑造我們世界的發現和想法的有影響力的故事的未來。
為了開發這款手機,京瓷與法國的Sunpartner Technologies合作,該公司生產浸漬有光伏電池的半透明薄膜。由於是透明的,該薄膜可以安裝在LCD顯示屏和觸控式螢幕之間,以便手機在使用時更容易充電。之前的大多數太陽能手機的嘗試都是將電池放在背面,這意味著裝置必須面朝下才能充電,並且外部電池更容易損壞。
京瓷表示,預計很快將推出其太陽能智慧手機,可能在2017年2月舉行的下一屆世界行動通訊大會上推出。該公司表示,太陽能充電不會增加太多成本,因此手機的價格可能對於使用者和銷售手機的運營商來說都是可以接受的。京瓷發言人約翰·切爾補充說,該技術很可能會出現在其面向工業或戶外使用的手機系列中。如果它們確實流行起來,預計會有更多的小工具製造商效仿。
SunPartner的Wysips(“你所看到的是光伏表面”)薄膜透明度為90%,厚度為半毫米,並使用與微透鏡網路粘合的光伏層。光伏電池幾乎是透明的,因為它們非常薄,而且它們分佈在一個包含“多個由透明區域分隔的活性光伏區域”的表面上,根據2014年的一份專利申請。巴黎的E Ink電子紙顯示器閱讀器製造商Bookeen計劃將該技術用於其電子閱讀器的太陽能充電器。法國手錶製造商Nevo計劃將該薄膜整合到智慧手錶中。
另一個技巧是設計一種光伏電池,讓可見光透過,同時從紅外線和紫外線輻射中收集能量。“我們的想法是讓你甚至沒有注意到你正在給手機充電,”麻省理工學院工程學院創新副院長弗拉基米爾·布洛維奇說。布洛維奇、密歇根州立大學的理查德·倫特和前萊梅爾森-麻省理工學院獎獲得者邁爾斯·巴爾利用他們開發的技術共同創立了Ubiquitous Energy,這是一家位於海灣地區的初創公司,正在開發透明太陽能電池。
布洛維奇說,為手持消費電子產品供電的光伏發電可以獲得更高的效率,但目前為止不會太多。“陽光只能給你這麼多能量;我們無法改變這一點,”他說。“我們已經反覆改進了太陽能電池的效率。最好的太陽能電池已經達到了預期物理效能的極限。”那些“最好的”電池在某些應用中已接近在成本上與煤炭等化石燃料競爭,但它們本身價格昂貴且不適用於消費電子產品——因此京瓷對薄膜感興趣。“你想要一些在合理成本下具有合理效率的東西,這樣就不會改變你手機成本的模式,”布洛維奇說。
倫特在密歇根州立大學工程學院的團隊正在開發一種透明的發光太陽能聚光器,它可以應用在像窗戶一樣大的區域或像智慧手機顯示屏一樣小的區域。這種材料吸收紅外線和紫外線,並將其導向邊緣,在那裡光伏電池將光轉換為電能。
儘管取得了所有技術進步,太陽能手機還面臨另一個與使用者行為有關的限制——具體來說,人們將手機放在口袋、揹包或錢包外面並在光線下有多長時間,布洛維奇說。他補充說,使太陽能充電手機更實用“需要改變習慣”。布洛維奇建議,新的手機配置可能會解決其中一些問題。一種可能性是:手機配備可伸展的太陽能薄片,用於充電時展開,完成後縮回。
但是,在這個市場上,沒有什麼是有保證的。早在2009年,三星就推出了Blue Earth手機,該手機配備了太陽能充電器,但很快就將其撤回。三星發言人表示,Blue Earth是一款“限量生產”的手機,從未在美國銷售。諾基亞在2012年放棄了一個在後蓋內建太陽能充電器的手機開發專案,稱這根本不實用,而且需求有限。
