美科学家研制出利用液晶屏收集太阳能的薄膜

伤我心太深

加州大学洛杉矶分校研究团队研制的偏振有机光伏薄膜

当面临户外工作，或是长途旅游时，很多人恐怕都有过这样的担忧：因为无法找到外接电源，而使自己的智能手机或者笔记本电脑等因电能耗尽而关机，从而错过了商务良机，甚至失去了唯一的求生机会。近日，美国加州大学洛杉矶分校萨缪里工程与应用科学学院的研究人员开发出的一种技术，基本上解决了这个棘手的问题。

该校的工程师专为电子设备创立了一种收集和重复利用能源的新理念：为这些设备的液晶显示屏（LCD）配备内置的光电偏光器，支持他们将环境光源、阳光和电子设备自身的背光源转化成电能。相关论文即将发表在《先进材料》(Advanced Materials)杂志上。

LCD可谓是现今电子设备上配备的常规物件，无论是智能手机、电视屏幕、电脑显示器还是笔记本电脑和平板电脑上，都能看到它们的身影。LCD多是由不同部分组成的分层结构，由两块玻璃板构成，中间由含有液晶材料的间隔隔开。因为液晶材料本身并不发光，所以需要给显示屏配置额外的光源，在液晶显示屏背面有一块导光板和反光膜，导光板的主要作用是将线光源或者点光源转化为垂直于显示平面的面光源。背光源发出的光线在穿过第一层偏振过滤层之后进入液晶层。液晶层中的水晶液滴都被包含在细小的单元格结构中，一个或多个单元格构成屏幕上的一个像素。在玻璃板与液晶材料之间是透明的电极，电极分为行和列，在行与列的交叉点上，通过电压的变化可改变液晶的旋光状态，液晶材料的作用类似于一个个小的光阀。在液晶材料周边是控制电路部分和驱动电路部分。当LCD中的电极产生电场时，液晶分子就会发生扭曲，从而将穿越其中的光线进行有规则的折射，然后经过第二层过滤层后在屏幕上显示出来。

加州大学洛杉矶分校研究团队此次研制出的新型能源收集偏光器名为偏振有机光伏板。它能促进LCD的功能，同时发挥偏光器、光伏器件以及环境光源或者太阳能光伏板的作用。

研究主导人员、材料科学系教授杨洋（音译）说：“我坚信这是一个改变游戏规则的发明，它能显著提升LCD的效能。此外，这种偏光器同样可以用作普通的太阳能电池，来收集室内或室外的光源。因此下次去海滩的时候，你就可以借助阳光为你的iPhone充电了。”

研究人员表示，从能源利用的角度来看，现在的LCD偏光器效率偏低。一台电子设备的背光能够消耗该设备80%至90%的能源，高达75%的光源更是因为偏光器流失了。而偏振的有机光伏LCD能够重新获取大部分未使用的能源。

论文的主要作者、该校工程学博士后研究员朱瑞（音译）也谈到，他们涂层的方法十分简单，该技术未来将有望应用于大规模的制造过程。

此次研究的支持者、英特尔实验室学术研究办公室的项目主管尤苏瑞·伯托总结说，此次研究小组所阐述的偏振有机光伏电池约能收集七成以上浪费的LCD背光光子，并能将它们重新转化为电能。而研究团队和其他顶级团队的强有力合作，则促成了电池能效以及其收集能源的潜力的提升。

杨洋则表示：“在不远的未来，我们希望进一步提升偏振有机光伏的效率，并最终达成与电子制造商的合作，将这项技术融入到真正的产品中去。我们也期望这种节约能源的LCD将来能成为显示器市场的主流技术。”