我們都擔(dān)心給我們的智能手機(jī)或筆記本電腦充電,要是附件沒(méi)有電源插座怎么辦。但加州大學(xué)洛杉磯分校亨利•薩穆里工程和應(yīng)用科學(xué)學(xué)院(UCLA Henry Samueli School of Engineering and Applied Science)的研究人員開(kāi)發(fā)出一項(xiàng)新技術(shù),有助于解決這一問(wèn)題。
偏光有機(jī)光伏電池薄膜,
來(lái)源:加州大學(xué)
加州大學(xué)洛杉磯分校的工程師們創(chuàng)造了一個(gè)新穎的概念,可以利用和回收電子設(shè)備的能量,這一概念需要給這些設(shè)備的液晶屏安裝內(nèi)置的光伏偏振器(photovoltaic polarizers),這樣,它們就可以把環(huán)境光、陽(yáng)光和自身的背光轉(zhuǎn)換成電能。
LCDs或者說(shuō)液晶顯示器,用于在今天的許多電子設(shè)備,包括智能手機(jī),電視屏幕,電腦顯示器,筆記本電腦和平板電腦。他們的工作原理,是用兩個(gè)偏振片(polarized sheets),只讓設(shè)備中一定量的背光通過(guò)。微小的液晶分子被夾在兩個(gè)偏振片之間,這些晶體的開(kāi)關(guān)可以采用微型晶體管,這樣就可以用作光閥(light valve)。操作每一個(gè)光閥,或像素,讓一定量的背光逃逸;數(shù)百萬(wàn)個(gè)像素相結(jié)合,就創(chuàng)造出液晶顯示器上的各種圖像。
加州大學(xué)洛杉磯分校的工程團(tuán)隊(duì),創(chuàng)造了一種新型能量收集偏振器,稱為偏振有機(jī)光伏(polarizing organic photovoltaic),用于液晶顯示器,它能夠增強(qiáng)液晶顯示器的功能,同時(shí)可以用作偏光器、光伏發(fā)電裝置以及背光或陽(yáng)光光伏電池板。
他們的研究成果目前發(fā)表在網(wǎng)絡(luò)版的《先進(jìn)材料》(Advanced Materials)雜志上,也會(huì)發(fā)表在該雜志即將發(fā)行的一期紙媒上。
“我相信,這是一個(gè)改變游戲規(guī)則的發(fā)明,可以改善液晶顯示器的效率,”楊揚(yáng)(Yang Yang)說(shuō),他是加州大學(xué)洛杉磯分校工程學(xué)院材料科學(xué)教授,也是這項(xiàng)研究的主要研究者。“此外,這些偏振器也可以用作普通太陽(yáng)能電池,利用室內(nèi)或室外的光線。所以,下一次你在沙灘上,就可以通過(guò)陽(yáng)光給您的iPhone充電。”
研究人員說(shuō),從能源利用的角度點(diǎn)看,目前的液晶偏光片是低效的。設(shè)備的背光可以消耗80%至90%的設(shè)備的源。但是,產(chǎn)生的光,高達(dá)75%通過(guò)偏振片損失了。偏光有機(jī)光伏LCD可以回收其中大部分未使用的能量。
“在不久的將來(lái),我們想提高偏光有機(jī)太陽(yáng)能電池的效率,最終我們希望能與電子產(chǎn)品制造商合作,把我們的技術(shù)整合到現(xiàn)實(shí)產(chǎn)品中,”楊楊說(shuō)。“我們希望,這種節(jié)能液晶顯示器將成為主流顯示技術(shù)。”
液晶屏偏光有機(jī)光伏電池結(jié)構(gòu)示意圖,來(lái)源:加州大學(xué)
“我們的涂層方法很簡(jiǎn)單,而且未來(lái)可以用于大面積制造工藝,”朱芮(Rui Zhu)說(shuō),他是加州大學(xué)洛杉磯分校工程學(xué)院博士后研究員,也是論文的第一作者。
“楊楊教授研究組展示的偏光有機(jī)光伏電池(polarizing organic photovoltaic cell),可以利用液晶背光源中75%的浪費(fèi)的光子,并把它們轉(zhuǎn)化成電能,”尤斯里•柏特羅斯(Youssry Boutros)說(shuō),他是英特爾實(shí)驗(yàn)室學(xué)術(shù)研究辦公室(Intel Labs Academic Research Office)項(xiàng)目總監(jiān),這個(gè)辦公室支持這項(xiàng)研究。“加州大學(xué)洛杉磯分校工程學(xué)院這一小組和其他高級(jí)團(tuán)體之間的緊密合作,已帶來(lái)了更高的電池效率,提高了利用能量的潛力。這項(xiàng)技術(shù)本身就很有趣,同時(shí)也與幾個(gè)其他項(xiàng)目有協(xié)同作用,這些項(xiàng)目都是我們通過(guò)英特爾實(shí)驗(yàn)室學(xué)術(shù)研究辦公室資助的。”