[科普中国]-用衣服就能给手机充电？晒晒太阳就“来电”

一个由世界各国工程师、物理学家和化学家组成的团队制出了 光导纤维太阳能电池 。这些光导纤维的直径比人的头发丝还要细，而且柔软可弯曲，同时也具备太阳能电池的发电能力。美国军方已经对这款奇妙的产品产生了兴趣，准备将其作为军用服装的混织纤维。这样一来，未来的美国大兵很可能就是穿着一身电池上战场了。

(可弯曲的光纤太阳能电池。图片来源：参考文献[1])

从本质上说，这款现代感十足的太阳能电池其实就是玻璃质光纤，科学家们使用高压化学气相沉积技术，将n、i、p型非晶硅植入光纤，给这根光纤赋予了太阳能电池的功能。从功能上说，植入了非晶硅的光纤和普通太阳能电池并无不同，都是通过光生伏打效应产生电能。不同之处在于，人们在制造传统太阳能电池时将非晶硅附在平面玻璃基板之上，制成产品自然与玻璃一样坚硬；而 光导纤维太阳能电池在植入硅时突破了平面的限制，也因为材料的不同获得了柔软的特性。

该科研团队带头研究人员，来自宾夕法尼亚州立大学（Penn State University）的约翰·贝丁（John Badding）对外表示，他们已经制成了“数米长的光纤太阳能电池”，并且他们的新技术能够制备“十米以上长度的光纤太阳能电池”。如果光纤太阳能电池的长度能达到这个量级的话，剩下的问题就是将其织入织物之中了。贝丁表示，美国军方对于在军用衣物中使用该材料、给士兵配备可穿戴式电源很感兴趣，但遗憾的是我们还没能看到混织光纤太阳能电池的织物。虽然从图中我们可以确定这种材料的可塑性，不过谁也不能保证它是否能够承受每日穿戴的磨损，能不能够做到高效耐用。

(光纤太阳能电池中的三层非晶硅。图片来源：参考文献[1])

当然光纤太阳能电池的应用空间是广大的，如果我们的帽子或是T恤由这种材料制成，“用衣服给手机充电”就不再是无稽之谈。如今生物仿生移植技术正在兴起，这些生物医学设备也都面临着难以供能的问题，而光纤太阳能电池打造的可穿戴电源就提供了理想的解决方案。

这些光纤太阳能电池还有很多值得我们探讨的迷人功能。正因为它突破了平面的硅附着方式，所以这种太阳能电池没有正反面之分，任何角度的光照都能产生电能，也不会随着光照角度的变化而衰减效率。此外，科研小组的另一位成员皮尔·萨奇奥（Pier Sazio）透露，他们还使用相同的办法成功将光电探测器植入光纤之中，这意味着什么呢？没有人知道。但如果我们大胆想想的话，你会看到一台可穿戴的计算机设备，完全无需外界供能，而且，网速还很快。

作者：Sebastian Anthony

编译：果壳包果核

排版：凝音

题图来源：参考文献[1]

参考文献：

[1] He R , Day T D , Krishnamurthi M , et al. Silicon p-i-n Junction Fibers[J]. Advanced Materials, 2013, 25(10).

文章编译自：Extremetech The first flexible, fiber-optic solar cell that can be woven into clothes