显示屏虚耗光可充电


  将太阳能电池加装到液晶显示屏上,有助于再生利用大量的能量,这些能量通常会在给显示屏供电时浪费掉。两个研究小组已经研制出滤光器,可以兼作光伏电池,这一技术可以提高手机和笔记本电脑的电池寿命。

             

  偏光电源:这种薄膜可用于液晶显示屏,它能让一种偏振光透过,而把其余的一些偏振光转换成电能。

  来源:麻省理工科技创业

  今年售出的显示器,超过90%将是使用液晶显示器(LCD)技术。然而,液晶显示器效率特别低,只能把背光源产生的5%的光转换成可视图像。笔记本电脑中,液晶显示器耗电占三分之一。

  这种类型的屏幕仍然占主导地位,因为制造商可以大规模廉价生产液晶显示器。更节能的显示屏不是生产过于昂贵,就是不能生成高品质的图像。“液晶显示屏非常低效,但它管用,”珍妮弗?科尔格罗夫(Jennifer Colegrove)说,他是一家市场研究和咨询公司的显示器研究分析师。

  两个独立的团体,一个在加州大学洛杉矶分校(UCLA.:University of California, Los Angeles),另一个在密歇根大学(University of Michigan),这两个团体都在研究解决液晶显示器浪费光的两个最大元凶:就是偏振器和滤色器。

  偏光器过滤出的光,不兼容液晶像素中的液晶快门(liquid-crystal shutters),这些光占液晶显示屏总虚耗光的75%,而传统的彩色滤光器会过滤出照射到上面的三分之二的光。这两个研究小组已经创造出这两种显示元件的塑料光伏版本,可以把光转换成电能。

  “我们希望把每个人都使用的耗能元件变成节能的,”杨洋(Yang Yang)说,他是加州大学洛杉矶分校材料科学与工程教授。杨洋小组创造的塑料太阳能电池,可以作为偏振片。研究人员只要用一块布,在太阳能电池薄膜上擦一层,使所有分子超一个方向对准。这样校准就可以把电池变成偏振片,这种偏振片可把一些透不过去的光转换成电能。

  杨洋的工作是英特尔公司资助的一项为期三年项目的一部分;在未来的一年,他的团队计划把这种光伏偏振片集成到运行的显示器中。在一篇发表在杂志《先进材料》(Advanced Materials)上的论文中,这个小组报告说,它的偏振器可以把一般过滤器3%或4%的虚耗光转换成电能。杨洋希望把这提高到10%左右,这就需要改进所用的材料。

  这种光伏偏振片也可以利用环境光线,所以它们会有助于电话在不使用时充电。“当手机放着时,它可以在后台工作,收集能量,回收利用,反过来给电池充电,”尤斯里?波特罗斯(Youssry Botros)说,他是英特尔实验室学术研究办公室(Intel Labs Academic Research Office)项目主任。

  第二个小组是密歇根大学的郭杰(Jay Guo)领导的,他正在开发一种收集能量的滤色器。滤色器用于很多种显示器,但郭杰小组制成的滤水器适用于反射性“电子纸”屏。这些屏包含子像素阵列,会吸收环境光线,然后反射红、绿或蓝光。

  郭杰和他的同事结合使用一种普通的聚合物太阳能电池材料和一种滤色器,这种滤水器是他的研究小组去年发明的。光伏滤色片可以把约2%的虚耗光转换成电能,否则这些光就会被浪费。

  郭杰估计,构成光伏过滤器的整个显示屏可产生几十毫瓦电力,这足以使手机电池的使用寿命有很大改观。这种光伏滤色片在一篇论文中介绍过,论文发表在美国化学学会纳米(ACS Nano)杂志上。

  “这是一个有趣的想法,”加里?吉布森(Gary Gibson)说,他是加利福尼亚州帕洛?阿尔托(Palo Alto)惠普实验室开发反射式彩色显示屏的科学家。亮度低是彩色电子纸经常出现的一个问题。如果这种彩色滤光片证明很实用,吉布森说,从环境光线收集的能量就可用于驱动背光,使显示屏更亮。