Жидкокристаллические экраны с фотогальваническими поляризаторами

6.09.11

Фотогальванические поляризаторы

В школе инженерии и прикладных наук Генри Сэмуели (Henry Samueli) нашли новый способ накопления и повторного использования энергии электронных устройств. В ее основе лежит оборудование жидкокристаллических экранов фотогальваническими поляризаторами, позволяющими преобразовывать солнечный свет, рассеянный свет и даже собственную подсветку устройства в электричество.

Дисплеи на жидких кристаллах используются для отображения графической информации во многих и многих электронных устройствах – смартфонах и телевизорах, мониторах компьютеров и ноутбуков, в компьютерных планшетах, цифровых фотоаппаратах и прочих столь любимых нами «игрушках».

Каждый пиксель ЖК-матрицы состоит из слоя молекул между двумя прозрачными электродами, и двух поляризационных фильтров, пропускающих наружу строго определенное количество света (подсветки). Молекулы жидких кристаллов при этом срабатывают в качестве световых клапанов. Управление каждым таким клапаном (пикселем) позволяет задавать количество пропускаемого изнутри света; миллионы пикселей и формируют изображение на жидкокристаллическом дисплее.

Команда инженеров из Университета Калифорнии в Лос-Анджелесе создала новый вид ЖК-дисплея, носящий название поляризирующего органического фотогальванического дисплея. Одновременно играя роль поляризатора, фотоэлемента с запирающим слоем и фотоэлектрической панели (способной улавливать как прямой солнечный, так и отраженный свет), такой дисплей существенно выигрывает как в функциональности, так и в энергетической эффективности работы.

Результаты исследования изложены в онлайн-издании, а также бумажной версии журнала Advanced Materials.

Ведущий исследователь, профессор материаловедения Калифорнийского университета Янг Янг верит, что революционное изобретение существенно повысит эффективность ЖК-дисплеев. Кроме того, поляризаторы можно будет использовать в качестве обычных фотоэлементов, поглощающих прямой или отраженный свет и питающих батарею от солнечной энергии.

С точки зрения энергозатрат современные поляризаторы ЖК-дисплеев и впрямь неэффективны. Так, задняя подсветка телефона «съедает» от 80 до 90% мощности устройства. При этом целых 75% создаваемого света теряется при прохождении сквозь поляризационный фильтр. Особенность органического фотогальванического ЖК-дисплея и заключается в способности регенерировать большую часть этой неиспользованной энергии.

Технология все еще нуждается в доработке, однако рано или поздно исследователи надеются воплотить ее в реально существующих устройствах. Профессор Янг уверен, что энергосберегающие ЖК экраны скоро заменят своих «более прожорливых» предшественников. «Наш метод покрытия довольно прост, и в будущем сможет широко использоваться в производственных процессах», – полагает Руй Чжу, научный сотрудник Школы инженерии и прикладных наук Университета Калифорнии и один из ведущих авторов исследования.

Демонстрация поляризационных свойств нового дисплея

«Поляризационный органический фотоэлемент, продемонстрированный исследовательской группой профессора Янга, потенциально способен уловить 75 процентов потерянных фотонов подсветки ЖК экрана и преобразовать их обратно в электричество», – заявил Юусри Бутрос, руководитель программы от Центра академических исследований Intel Labs (научно-исследовательского подразделения компании Intel), выступающего спонсором исследования.

Тесное сотрудничество исследователей из Университета Калифорнии в Лос-Анджелесе с коллегами из Intel Labs привело к повышению эффективности работы фотоэлементов, увеличивая потенциал повторного использования ранее уходящей в никуда энергии. Подробности научных изысканий пока не разглашаются, однако известно, что кроме Intel, программа финансируется Научно-исследовательским управлением ВМС США.

Комментарии:

Солнечные батареи в оконных стеклах Солнечные батареи в оконных стеклах II