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當(dāng)面臨戶外工作，或是長途旅游時(shí)，很多人恐怕都有過這樣的擔(dān)憂：因?yàn)闊o法找到外接電源，而使自己的智能手機(jī)或者筆記本電腦等因電能耗盡而關(guān)機(jī)，從而錯(cuò)過了商務(wù)良機(jī)，甚至失去了唯一的求生機(jī)會(huì)。近日，美國加州大學(xué)洛杉磯分校薩繆里工程與應(yīng)用科學(xué)學(xué)院的研究人員開發(fā)出的一種技術(shù)，基本上解決了這個(gè)棘手的問題。
該校的工程師專為電子設(shè)備創(chuàng)立了一種收集和重復(fù)利用能源的新理念：為這些設(shè)備的液晶顯示屏（LCD）配備內(nèi)置的光電偏光器，支持他們將環(huán)境光源、陽光和電子設(shè)備自身的背光源轉(zhuǎn)化成電能。
LCD可謂是現(xiàn)今電子設(shè)備上配備的常規(guī)物件，無論是智能手機(jī)、電視屏幕、電腦顯示器還是筆記本電腦和平板電腦上，都能看到它們的身影。LCD多是由不同部分組成的分層結(jié)構(gòu)，由兩塊玻璃板構(gòu)成，中間由含有液晶材料的間隔隔開。因?yàn)橐壕Р牧媳旧聿⒉话l(fā)光，所以需要給顯示屏配置額外的光源，在液晶顯示屏背面有一塊導(dǎo)光板和反光膜，導(dǎo)光板的主要作用是將線光源或者點(diǎn)光源轉(zhuǎn)化為垂直于顯示平面的面光源。背光源發(fā)出的光線在穿過第一層偏振過濾層之后進(jìn)入液晶層。液晶層中的水晶液滴都被包含在細(xì)小的單元格結(jié)構(gòu)中，一個(gè)或多個(gè)單元格構(gòu)成屏幕上的一個(gè)像素。在玻璃板與液晶材料之間是透明的電極，電極分為行和列，在行與列的交叉點(diǎn)上，通過電壓的變化可改變液晶的旋光狀態(tài)，液晶材料的作用類似于一個(gè)個(gè)小的光閥。在液晶材料周邊是控制電路部分和驅(qū)動(dòng)電路部分。當(dāng)LCD中的電極產(chǎn)生電場時(shí)，液晶分子就會(huì)發(fā)生扭曲，從而將穿越其中的光線進(jìn)行有規(guī)則的折射，然后經(jīng)過第二層過濾層后在屏幕上顯示出來。
加州大學(xué)洛杉磯分校研究團(tuán)隊(duì)此次研制出的新型能源收集偏光器名為偏振有機(jī)光伏板。它能促進(jìn)LCD的功能，同時(shí)發(fā)揮偏光器、光伏器件以及環(huán)境光源或者太陽能光伏板的作用。
研究主導(dǎo)人員、材料科學(xué)系教授楊洋（音譯）說：“我堅(jiān)信這是一個(gè)改變游戲規(guī)則的發(fā)明，它能顯著提升LCD的效能。此外，這種偏光器同樣可以用作普通的太陽能電池，來收集室內(nèi)或室外的光源。因此下次去海灘的時(shí)候，你就可以借助陽光為你的iPhone充電了。”
研究人員表示，從能源利用的角度來看，現(xiàn)在的LCD偏光器效率偏低。一臺(tái)電子設(shè)備的背光能夠消耗該設(shè)備80%至90%的能源，高達(dá)75%的光源更是因?yàn)槠馄髁魇Я恕６竦挠袡C(jī)光伏LCD能夠重新獲取大部分未使用的能源。
論文的主要作者、該校工程學(xué)博士后研究員朱瑞（音譯）也談到，他們涂層的方法十分簡單，該技術(shù)未來將有望應(yīng)用于大規(guī)模的制造過程。
此次研究的支持者、英特爾實(shí)驗(yàn)室學(xué)術(shù)研究辦公室的項(xiàng)目主管尤蘇瑞·伯托總結(jié)說，此次研究小組所闡述的偏振有機(jī)光伏電池約能收集七成以上浪費(fèi)的LCD背光光子，并能將它們重新轉(zhuǎn)化為電能。而研究團(tuán)隊(duì)和其他頂級(jí)團(tuán)隊(duì)的強(qiáng)有力合作，則促成了電池能效以及其收集能源的潛力的提升。
楊洋則表示：“在不遠(yuǎn)的未來，我們希望進(jìn)一步提升偏振有機(jī)光伏的效率，并最終達(dá)成與電子制造商的合作，將這項(xiàng)技術(shù)融入到真正的產(chǎn)品中去。我們也期望這種節(jié)約能源的#p#分頁標(biāo)題#e#LCD將來能成為顯示器市場的主流技術(shù)。”
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