完全采用太阳能的智能手机在未来可以实现吗

（文章来源：网络整理）

一直以来，太阳能作为一种清洁绿色能源被广泛的应用于各行各业，很多厂家通过使用高性能的太阳能板对原有传统供电方式进行了改造，通过逐步的完善设计，大大的降低了能耗，节约了资源，同样，用太阳能技术改造手机供电模式也出现在了很多厂商的规划之中，这个改进将会是革命性的，同样也面临着很大挑战。

说到这个改进，至少十年前就已经有相关厂家展示过类似产品，也有很多厂家申请了相关专利，但也只是昙花一现，没有后续的动作，进入智能手机领域，由于目前的流行趋势是大屏幕、高分辨率、娱乐性，这些必然会导致手机功耗的进一步增大，也给太阳能手机设计带来了新的难度，毕竟手掌般大小的太阳能板无论如何也无法提供系统高能耗运转的需要，太阳能手机似乎无法实现了。

一直以来我在关注着太阳能板、小型化电池技术、光电转换效率方面的新突破，因为这一领域的突破将带来产品设计的大踏步的发展，目前来看，几乎所有的产品都在电源方面存在很大的瓶颈，如果要突破这些瓶颈，需要解决两方面的问题，一方面是产品的功耗需要大幅度的降低，也就是低功耗设计；另一方需要更好的太阳能材料实现高效率、大容量的需求。只有满足这两方面的要求，太阳能手机设计才会有质的飞跃，下面就这两方面的设计来详细说明实现的途径及方法。

我们先从降低手机功耗说起，目前智能手机电量的消耗主要集中屏幕、内部处理器、无线通信（WIFI、蓝牙、定位等），这些部件的能量消耗占据比例的80%以上，特别是在线观看视频，背光亮度设置比较高的时候，你会发现手机电量基本上几个小时就降到了待充电状态，所以要想实现低功耗设计就必须从这几个高能耗部件开始，目前来说手机厂商已经在这方面做了很多的优化设计，大体包括以下三点：

一、芯片级别的优化设计，包括降低芯片供电电压，部分芯片降频、降低偏置电流，可以说在这领域目前的产品基本上都做得比较好。

二、固件级别的优化设计，你可以理解为对各个芯片及功能运行过程的优化，打个比方，手机蓝牙工作时，有些情况下并没有太多的上行及下行数据，不需要很频繁的运行，这样就可以切换到低功耗模式，要知道一般蓝牙的休眠功耗做到uA级别是很容易的，固件设计过程中实现休眠和唤醒之间的切换是很容易的。

三、系统级别的优化和个性化自定义功能，这个比较好理解，智能手机通常都会有待机时间设置，超过一定时间不触碰手机，手机就会进入休眠状态，这个时候的手机耗电是很低的。

低功耗设计方面的优化，目前来说设计师已经做到了近乎极致，下面我们来聊聊太阳能材料，从百度搜索中我们可以很容易获取到很详细的介绍，里面最主要的材料是晶体硅材料（包括多晶硅和单晶硅），为了实现太阳能电池板的高效能使用，很多的光伏产品设计都采用串联多个模块的设计，但是这并不能大幅度的解决转换效率的问题，目前我查到的最新的材料设计声称可以在原有材料的基础上提高40%的转换效率，说实话，这个对于智能手机的应用还是显得捉襟见肘。

从上面的分析看来实现太阳能手机的瓶颈还是在材料方面，这个需要很长时间的研究和探索，如果目前想实现太阳能手机的设计，单纯从技术角度讲，可以采取如下方案：

一、将手机从功能和硬件方面拆分成若干个单元，每个单元独立供电，手机整体的功耗很大，但是每个功能模块的能量消耗较小，可以给每个部件采用单独的太阳能模块供电。然后将手机拼接起来，类似于搭积木

二、为了防止无光照情况下的使用，备用电池还是需要的，整个的电源充电和电量调度有一个或多个分配器构成，在不用手机或系统供电小于太阳能输出功率时实现对电池的充电，在大电流工作时采用电池加太阳能并行供电方式，在无光照情况下采用电池单独工作，设计流程看似负杂，其实只要硬件和软件架构确定，需要做的工作其实不是很多，最多就是优化一下调度算法，实现手机的高效运转就可以了。

总体来说太阳能手机最终会随着新设计方法和新材料技术的不断突破慢慢进入到我们的生活中来，也将改变我们的生活，很期待这一天早点到来。
（责任编辑：fqj）