解析移動(dòng)電源的三大核心技術(shù)

　　移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展需要移動(dòng)電源的支持，在這一領(lǐng)域主要有薄膜電池技術(shù)、壓電材料技術(shù)、無線充電技術(shù)。

　　在移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，客戶端的使用很重要的一部分在于其使用時(shí)間，無論性能多么優(yōu)異，不能夠在脫離有線電源時(shí)保持開通的手機(jī)，平板電腦或者其余智能產(chǎn)品都不能得到有效應(yīng)用。

　　在需要提高電池使用時(shí)間的方法上，一種可以降低同時(shí)間的電能使用量，比如像iPad，節(jié)約了一切可以節(jié)約的耗電方式，節(jié)省一切可以節(jié)省的空間，但這對(duì)于飛速發(fā)展的IT產(chǎn)品而言委實(shí)不適。另一種方法就是提高電池的效能，為產(chǎn)品可以提供更加持續(xù)的續(xù)航能力，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展需要移動(dòng)電源的支持，在這一領(lǐng)域主要有薄膜電池技術(shù)、壓電材料技術(shù)、無線充電技術(shù)。

　　薄膜電池

　　隨時(shí)隨地可以接觸到的能量源最為理想的莫過于太陽能。對(duì)太陽能的應(yīng)用是人類有史以來便一直孜孜以求的問題。單晶硅太陽電池雖然在現(xiàn)階段的大規(guī)模應(yīng)用和工業(yè)生產(chǎn)中占主導(dǎo)地位，但是也暴露了許多缺點(diǎn)，其中最主要的問題是成本過高。同時(shí)受單晶硅材料價(jià)格和單晶硅電池制備過程的影響，若要再大幅度地降低單晶硅太陽電池成本是非常困難的。

　　于是產(chǎn)生了其替代品薄膜太陽能電池，其中包括非晶硅薄膜太陽電池，硒銦銅和碲化鎘薄膜電池，多晶硅薄膜太陽電池。非晶硅薄膜太陽能電池最重要的優(yōu)勢(shì)在于成本低，制備方便，由于其光電轉(zhuǎn)換效率會(huì)隨著光照時(shí)間的延續(xù)而衰減，它的不穩(wěn)定性也很明顯。

　　至于硒銦銅和碲化鎘多晶硅薄膜電池的效率較非晶硅薄膜電池高，成本較單晶硅電池低，并且易于大規(guī)模生產(chǎn)，還沒有效率銳減問題，似乎是非晶硅薄膜電池的一種較好的替代品。只是多晶硅薄膜電池制作過程中產(chǎn)生的大量污染同樣不容忽視，其原材料硒、銦、碲等又都是較稀有的金屬，進(jìn)一步降低成本的空間較小。

　　多晶硅薄膜電池由于所使用的硅量遠(yuǎn)較單晶硅少，又無效率銳減問題，并用有可能在廉價(jià)底材上制備，其成本預(yù)期要遠(yuǎn)低于單晶硅電池，實(shí)驗(yàn)室效率已達(dá)18%，遠(yuǎn)高于非晶硅薄膜電池的效率。因此，多晶硅薄膜電池被認(rèn)為是最有可能替代單晶硅電池和非晶硅薄膜電池的下一代太陽電池，現(xiàn)在已經(jīng)成為國(guó)際太陽能領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。

　　太陽能薄膜電池生產(chǎn)成本較低，其市場(chǎng)份額近年持續(xù)增長(zhǎng)。目前光電轉(zhuǎn)化率最高的是銅銦鎵硒太陽能薄膜電池，可達(dá)20％，但與超過30％的理論值仍相距甚遠(yuǎn)，其主要難題是材料中的銦、鎵分布和比例難以達(dá)到理想值。

　　盡管薄膜電池的技術(shù)要求較高，但在移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，這仍是一個(gè)充滿機(jī)會(huì)的產(chǎn)業(yè)。在國(guó)內(nèi)，中國(guó)規(guī)模最大、出口金額最多現(xiàn)代化家用紡織品生產(chǎn)商，目前孚日股份卻擁有薄膜太陽能電池組件的生產(chǎn)、研發(fā)以及晶體硅太陽能電池組件生產(chǎn)這兩塊光伏業(yè)務(wù)。據(jù)稱，其全資子公司孚日光伏科技有限公司目前正在與德國(guó)博世公司洽談下一步合作方式，其中包含股份轉(zhuǎn)讓等計(jì)劃。孚日光伏生產(chǎn)的銅銦硒薄膜太陽電池組件，屬第二代光伏技術(shù)中光電轉(zhuǎn)換效率最高的薄膜太陽電池，其對(duì)可見光的吸收系數(shù)和光電轉(zhuǎn)換效率是所有薄膜太陽電池材料中比較高的。

　　而在美國(guó)，美國(guó)盛產(chǎn)太陽能公司也在印第安納州建設(shè)一座大型太陽能薄膜電池組件制造廠，規(guī)?；蚴侨雷畲?。

　　對(duì)太陽能的應(yīng)用，其效率和清潔毋庸置疑，實(shí)現(xiàn)太陽能的薄膜電池有效使用，對(duì)于移動(dòng)設(shè)備的使用擴(kuò)展，將起到非常明顯的作用。

圖1 薄膜電池

　　壓電材料

　　壓電材料是受到壓力作用時(shí)會(huì)在兩端面間出現(xiàn)電壓的晶體材料。壓電效應(yīng)的原理是，如果對(duì)壓電材料施加壓力，它便會(huì)產(chǎn)生電位差，稱之為正壓電效應(yīng)；反之施加電壓，則產(chǎn)生機(jī)械應(yīng)力，稱為逆壓電效應(yīng)。在最近幾十年里逐步擴(kuò)大壓電材料的使用范圍，如今發(fā)現(xiàn)它是人類最具實(shí)用價(jià)值的新能源。使用壓電材料做風(fēng)力發(fā)電機(jī)與電風(fēng)扇的風(fēng)輪葉片，與空氣新能源組合在一起使用，絲毫不影響風(fēng)力發(fā)電機(jī)與電風(fēng)扇的功能與效率，又能實(shí)現(xiàn)不額外消耗任何能量而獲得具有實(shí)用價(jià)值的電能，使風(fēng)力發(fā)電機(jī)提高效率，使電風(fēng)扇能夠成為發(fā)電機(jī)，能使空氣新能源的效率成倍增長(zhǎng)。

　　壓電材料是當(dāng)前最理想的新能源材料，使用壓電材料與空氣新能源組合，這種新能源結(jié)構(gòu)產(chǎn)出的能源能夠滿足全人類的能源需求，如果這種新結(jié)構(gòu)的能源得到充分使用，就能進(jìn)一步減少溫室氣體排放，放慢地球變暖的速度，為人類環(huán)境發(fā)展方向引向良性。

圖2 壓電材料

　　無線充電技術(shù)

　　無線充電技術(shù)最重要的是兩件東西，一個(gè)是插座上的發(fā)信器，另一個(gè)是電子產(chǎn)品上的接收器，只要在一定的范圍內(nèi)，電源就可以瞬間實(shí)現(xiàn)有效傳送。

　　2010年9月1日，全球首個(gè)推動(dòng)無線充電技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化組織——無線充電聯(lián)盟在北京宣布將Qi無線充電國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)率先引入中國(guó)。信息產(chǎn)業(yè)部通信電磁兼容質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心也加入該組織。LG電子也推出了旗下首款無線充電器WCP-700。

　　無線充電技術(shù)采用統(tǒng)一的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于手提電話、PMP/MP3、數(shù)字照相機(jī)、手提電腦等產(chǎn)品都可以使用全新的低能耗、高兼容的相同的無線充電器。這個(gè)充電器類似一個(gè)托盤直接插到電源上，獲得聯(lián)盟認(rèn)證的帶有“Qi”標(biāo)識(shí)各企業(yè)的不同品牌的手機(jī)直接放在上面就可完成充電。對(duì)于不同的電子產(chǎn)品，電源接口能自動(dòng)對(duì)應(yīng)，需要充電時(shí)，發(fā)射器和接收芯片會(huì)同時(shí)自動(dòng)開始工作，充滿電時(shí)，雙方會(huì)自動(dòng)關(guān)閉。它還能自動(dòng)識(shí)別不同的設(shè)備和能量需求，進(jìn)行‘個(gè)性化工作’，這就是智能。

　　3月30日，移動(dòng)平臺(tái)和半導(dǎo)體領(lǐng)域企業(yè)ST-Ericsson又推出了一款電源管理解決方案，大大縮短相對(duì)于移動(dòng)設(shè)備在墻壁插座充電的時(shí)間。這一創(chuàng)新成果是其PowerHUBTM產(chǎn)品之一，該產(chǎn)品能夠采集眾多渠道能源，不僅是用戶更快充電，還可以有效降低溫室氣體排放。

　　現(xiàn)在，為了消費(fèi)者的安全和便利，無線充電技術(shù)人員在近距離無線充電技術(shù)開發(fā)的同時(shí)，也對(duì)遠(yuǎn)距離充電開始進(jìn)一步研究。一旦實(shí)現(xiàn)了這種技術(shù)，不光是小功率的移動(dòng)設(shè)備，即使家用電器，醫(yī)療設(shè)備，辦公用具等都可以實(shí)現(xiàn)無線充電，可以邊用邊充而無需電池。

圖3 無線充電技術(shù)

　　結(jié)語

　　隨著現(xiàn)代社會(huì)生活節(jié)奏的加快，移動(dòng)設(shè)備的應(yīng)用變得越來越廣泛。手機(jī)移動(dòng)電源的開發(fā)成為眾多設(shè)備提供商必須處理的難題之一。而實(shí)現(xiàn)移動(dòng)電源的續(xù)航能力有效提高者，可以在這一朝陽市場(chǎng)實(shí)現(xiàn)利潤(rùn)的可觀提高。

　　同時(shí)，移動(dòng)電源也是與人們生活息息相關(guān)的技術(shù)，讓人們可以實(shí)現(xiàn)隨時(shí)隨地都如在家在辦公室一樣實(shí)現(xiàn)電子設(shè)備的充分使用，方便人們的工作娛樂。