完全采用太陽能的智能手機在未來可以實現(xiàn)嗎

（文章來源：網(wǎng)絡(luò)整理）

一直以來，太陽能作為一種清潔綠色能源被廣泛的應(yīng)用于各行各業(yè)，很多廠家通過使用高性能的太陽能板對原有傳統(tǒng)供電方式進(jìn)行了改造，通過逐步的完善設(shè)計，大大的降低了能耗，節(jié)約了資源，同樣，用太陽能技術(shù)改造手機供電模式也出現(xiàn)在了很多廠商的規(guī)劃之中，這個改進(jìn)將會是革命性的，同樣也面臨著很大挑戰(zhàn)。

說到這個改進(jìn)，至少十年前就已經(jīng)有相關(guān)廠家展示過類似產(chǎn)品，也有很多廠家申請了相關(guān)專利，但也只是曇花一現(xiàn)，沒有后續(xù)的動作，進(jìn)入智能手機領(lǐng)域，由于目前的流行趨勢是大屏幕、高分辨率、娛樂性，這些必然會導(dǎo)致手機功耗的進(jìn)一步增大，也給太陽能手機設(shè)計帶來了新的難度，畢竟手掌般大小的太陽能板無論如何也無法提供系統(tǒng)高能耗運轉(zhuǎn)的需要，太陽能手機似乎無法實現(xiàn)了。

一直以來我在關(guān)注著太陽能板、小型化電池技術(shù)、光電轉(zhuǎn)換效率方面的新突破，因為這一領(lǐng)域的突破將帶來產(chǎn)品設(shè)計的大踏步的發(fā)展，目前來看，幾乎所有的產(chǎn)品都在電源方面存在很大的瓶頸，如果要突破這些瓶頸，需要解決兩方面的問題，一方面是產(chǎn)品的功耗需要大幅度的降低，也就是低功耗設(shè)計；另一方需要更好的太陽能材料實現(xiàn)高效率、大容量的需求。只有滿足這兩方面的要求，太陽能手機設(shè)計才會有質(zhì)的飛躍，下面就這兩方面的設(shè)計來詳細(xì)說明實現(xiàn)的途徑及方法。

我們先從降低手機功耗說起，目前智能手機電量的消耗主要集中屏幕、內(nèi)部處理器、無線通信（WIFI、藍(lán)牙、定位等），這些部件的能量消耗占據(jù)比例的80%以上，特別是在線觀看視頻，背光亮度設(shè)置比較高的時候，你會發(fā)現(xiàn)手機電量基本上幾個小時就降到了待充電狀態(tài)，所以要想實現(xiàn)低功耗設(shè)計就必須從這幾個高能耗部件開始，目前來說手機廠商已經(jīng)在這方面做了很多的優(yōu)化設(shè)計，大體包括以下三點：

一、芯片級別的優(yōu)化設(shè)計，包括降低芯片供電電壓，部分芯片降頻、降低偏置電流，可以說在這領(lǐng)域目前的產(chǎn)品基本上都做得比較好。

二、固件級別的優(yōu)化設(shè)計，你可以理解為對各個芯片及功能運行過程的優(yōu)化，打個比方，手機藍(lán)牙工作時，有些情況下并沒有太多的上行及下行數(shù)據(jù)，不需要很頻繁的運行，這樣就可以切換到低功耗模式，要知道一般藍(lán)牙的休眠功耗做到uA級別是很容易的，固件設(shè)計過程中實現(xiàn)休眠和喚醒之間的切換是很容易的。

三、系統(tǒng)級別的優(yōu)化和個性化自定義功能，這個比較好理解，智能手機通常都會有待機時間設(shè)置，超過一定時間不觸碰手機，手機就會進(jìn)入休眠狀態(tài)，這個時候的手機耗電是很低的。

低功耗設(shè)計方面的優(yōu)化，目前來說設(shè)計師已經(jīng)做到了近乎極致，下面我們來聊聊太陽能材料，從百度搜索中我們可以很容易獲取到很詳細(xì)的介紹，里面最主要的材料是晶體硅材料（包括多晶硅和單晶硅），為了實現(xiàn)太陽能電池板的高效能使用，很多的光伏產(chǎn)品設(shè)計都采用串聯(lián)多個模塊的設(shè)計，但是這并不能大幅度的解決轉(zhuǎn)換效率的問題，目前我查到的最新的材料設(shè)計聲稱可以在原有材料的基礎(chǔ)上提高40%的轉(zhuǎn)換效率，說實話，這個對于智能手機的應(yīng)用還是顯得捉襟見肘。

從上面的分析看來實現(xiàn)太陽能手機的瓶頸還是在材料方面，這個需要很長時間的研究和探索，如果目前想實現(xiàn)太陽能手機的設(shè)計，單純從技術(shù)角度講，可以采取如下方案：

一、將手機從功能和硬件方面拆分成若干個單元，每個單元獨立供電，手機整體的功耗很大，但是每個功能模塊的能量消耗較小，可以給每個部件采用單獨的太陽能模塊供電。然后將手機拼接起來，類似于搭積木

二、為了防止無光照情況下的使用，備用電池還是需要的，整個的電源充電和電量調(diào)度有一個或多個分配器構(gòu)成，在不用手機或系統(tǒng)供電小于太陽能輸出功率時實現(xiàn)對電池的充電，在大電流工作時采用電池加太陽能并行供電方式，在無光照情況下采用電池單獨工作，設(shè)計流程看似負(fù)雜，其實只要硬件和軟件架構(gòu)確定，需要做的工作其實不是很多，最多就是優(yōu)化一下調(diào)度算法，實現(xiàn)手機的高效運轉(zhuǎn)就可以了。

總體來說太陽能手機最終會隨著新設(shè)計方法和新材料技術(shù)的不斷突破慢慢進(jìn)入到我們的生活中來，也將改變我們的生活，很期待這一天早點到來。
（責(zé)任編輯：fqj）