- SOLED 装置结合太阳能电池和 LED，能减轻士兵的电池负担。
- 该装置的电力转换效率可达 22%，并能发出近 11% 的光。
- 这项技术可减少对传统电池和发电机的依赖，提高能源韧性。
- 团队正在努力提升面板的光线亮度，以扩大应用范围。
美国一名士兵在执行任务时，可携带最多 20 磅的电池以供无线电和其他电子设备使用。位于佛罗里达国际大学的工程师们研发了一种薄型装置，能够通过将阳光转化为电力来减轻这一负担，并同时作为光源。这款名为 SOLED 的装置，结合了太阳能电池板和发光二极管（LED）。该项目获得了国防部 1,000 万美元的资助，该装置极薄，可以缝合到军服或装备上，为位于偏远地区的部队提供了一种安静的发电方式，而无需发电机所带来的噪音、热量或体积。
SOLED 由多用途半导体钙钛矿制成，作为太阳能电池时，能以高达 22% 的效率将阳光转化为电力，该团队表示，这一效率与商业太阳能技术相当。当反向运行时，它以近 11% 的效率发出光，这一数据较早期版本有显著提升。尽管该光源对肉眼并不明亮，其波峰位于 818 纳米，略超过可见光的边缘，并呈现微弱的粉红色光芒。然而，夜视传感器、生物识别扫描仪和医疗成像设备能够读取此类波长。
团队目前正在努力使面板的光线更加明亮。
提升能源韧性
主导研究的 Daniela Radu 表示，这种能够产生电力和光源的面板可减少对电池、发电机及补给的依赖。“这是我们能在个别士兵层面上提高能源韧性的方式。”Radu 亦指出，这项技术还可能促进新型显示器、传感器及其他光电设备的发展，当供应路线受到威胁时，可提供灵活性。
关于扩大应用，FIU 助理研究教授 Neetesh Kumar 表示，钙钛矿太阳能电池的实验室测试通常使用约 0.1 平方厘米（约 0.016 平方英寸）的样本，因为这是标准设备的设计范围。团队将 SOLED 扩展至 1.1 平方厘米（约 0.17 平方英寸），并保持电力转换效率在 20% 以上，然后再扩展至 2.1 平方厘米（约 0.33 平方英寸），同样保持强劲的性能。
虽然扩大尺寸存在挑战，因为该面板薄且层数较多，但 Kumar 表示，团队目前未遇到问题。
扩大应用的挑战
这项工作源于国防部的资助，该资助用于支持综合韧性能源与储能卓越中心（CIREES），由 Radu 主导。FIU 负责该多年度项目，并与宾州州立大学的合作伙伴共同努力，旨在将作战人员的能源韧性提升为国家安全优先事项。FIU 尚未给出可穿戴版本的时间表。目前的结果显示，电力转换效率在超过最小实验室样本的情况下持平在 20% 以上。这项研究发表在《Nano Energy》期刊上。
项目 规格 电力转换效率 高达 22% 反向运行效率 近 11% 面板尺寸 1.1 平方厘米（约 0.17 平方英寸） 扩展后面板尺寸 2.1 平方厘米（约 0.33 平方英寸）
SOLED 技术对士兵的影响
SOLED 装置的研发不仅能减轻士兵在执行任务时的电池负担，还能提高其在偏远地区的作战能力。通过结合太阳能和 LED 技术，士兵能在不依赖传统电源的情况下持续获得电力，这对于提升能源韧性至关重要。此外，这项技术的成功应用可能促进新型显示器和传感器的发展，进一步增强作战灵活性。面对未来的挑战，团队仍需克服扩大应用所带来的技术困难。