- SOLED 裝置結合太陽能電池和 LED，能減輕士兵的電池負擔。
- 該裝置的電力轉換效率可達 22%，並能發出近 11% 的光。
- 這項技術可減少對傳統電池和發電機的依賴，提高能源韌性。
- 團隊正在努力提升面板的光線亮度，以擴大應用範圍。
美國一名士兵在執行任務時，可攜帶最多 20 磅的電池以供無線電和其他電子設備使用。位於佛羅裏達國際大學的工程師們研發了一種薄型裝置，能夠透過將陽光轉化為電力來減輕這一負擔，並同時作為光源。這款名為 SOLED 的裝置，結合了太陽能電池板和發光二極管（LED）。該項目獲得了國防部 1,000 萬美元的資助，該裝置極薄，可以縫合到軍服或裝備上，為位於偏遠地區的部隊提供了一種安靜的發電方式，而無需發電機所帶來的噪音、熱量或體積。
SOLED 由多用途半導體鈣鈦礦製成，作為太陽能電池時，能以高達 22% 的效率將陽光轉換為電力，該團隊表示，這一效率與商業太陽能技術相當。當反向運行時，它以近 11% 的效率發出光，這一數據較早期版本有顯著提升。儘管該光源對肉眼並不明亮，其波峯位於 818 奈米，略超過可見光的邊緣，並呈現微弱的粉紅色光芒。然而，夜視傳感器、生物識別掃描儀和醫療成像設備能夠讀取此類波長。
團隊目前正在努力使面板的光線更加明亮。
提升能源韌性
主導研究的 Daniela Radu 表示，這種能夠產生電力和光源的面板可減少對電池、發電機及補給的依賴。「這是我們能在個別士兵層面上提高能源韌性的方式。」Radu 亦指出，這項技術還可能促進新型顯示器、傳感器及其他光電設備的發展，當供應路線受到威脅時，可提供靈活性。
關於擴大應用，FIU 助理研究教授 Neetesh Kumar 表示，鈣鈦礦太陽能電池的實驗室測試通常使用約 0.1 平方釐米（約 0.016 平方英寸）的樣本，因為這是標準設備的設計範圍。團隊將 SOLED 擴展至 1.1 平方釐米（約 0.17 平方英寸），並保持電力轉換效率在 20% 以上，然後再擴展至 2.1 平方釐米（約 0.33 平方英寸），同樣保持強勁的性能。
雖然擴大尺寸存在挑戰，因為該面板薄且層數較多，但 Kumar 表示，團隊目前未遇到問題。
擴大應用的挑戰
這項工作源於國防部的資助，該資助用於支持綜合韌性能源與儲能卓越中心（CIREES），由 Radu 主導。FIU 負責該多年度項目，並與賓州州立大學的合作夥伴共同努力，旨在將作戰人員的能源韌性提升為國家安全優先事項。FIU 尚未給出可穿戴版本的時間表。目前的結果顯示，電力轉換效率在超過最小實驗室樣本的情況下持平在 20% 以上。這項研究發表在《Nano Energy》期刊上。
項目 規格 電力轉換效率 高達 22% 反向運行效率 近 11% 面板尺寸 1.1 平方釐米（約 0.17 平方英寸） 擴展後面板尺寸 2.1 平方釐米（約 0.33 平方英寸）
SOLED 技術對士兵的影響
SOLED 裝置的研發不僅能減輕士兵在執行任務時的電池負擔，還能提高其在偏遠地區的作戰能力。透過結合太陽能和 LED 技術，士兵能在不依賴傳統電源的情況下持續獲得電力，這對於提升能源韌性至關重要。此外，這項技術的成功應用可能促進新型顯示器和傳感器的發展，進一步增強作戰靈活性。面對未來的挑戰，團隊仍需克服擴大應用所帶來的技術困難。