手機太陽能充電發展趨勢探討*

李 翔，周復港，張樹村，楊晨曦

（西安交通工程學院人文與經濟管理學院，陜西 西安 710300）

1 手機的發展歷程

1.1 手機的初步發展

英國物理學家麥克斯韋提出電磁波理論后，在數十年后得到驗證。 座機電話由美國科學家貝爾發明，此后，電話的方便逐漸傳到了世界，手機也逐步進入人們的日常生活，從早期的大哥大，到近期的智能機。

1.2 手機的更新換代

當大哥大面世的時候，人們對于大哥大的呼聲與需求是前所未有的。 但是好景不長，由于中國在技術更新、觀念更新、知識更新等方面速度奇快，大哥大的業務功能無法滿足人們的需要，這也導致大哥大在2001年的時候徹底退出了中國市場。

1992年11月9 日，諾基亞推出了世界上第一款商用便攜式數字移動電話諾基亞，諾基亞手機逐漸風靡全世界。

2009年，觸摸屏技術發生飛躍性的突破，觸屏手機開始進入千家萬戶，而當時諾基亞因理念不同，沒有研究智能機導致諾基亞無法與現在的手機媲美，只能淪為時代的背景板。

1.3 手機發展帶來的問題

1）內部。 手機電池容量不夠，電不夠用、充電寶的不便捷與資源的浪費，數據線易損壞，鋰電池會增加對環境的壓力等。

2）外部。 手機制造百花齊放，手機行業競爭激烈，手機的需求已經接近飽和，外來手機對國產手機市場的沖擊等。

2 太陽能發展與太陽能充電

2.1 太陽能發展

經過多年的發展，太陽能技術發展越來越完善，應用領域也越來越廣泛，太陽能應用最為普遍和發展最為飛速的產業之一就是太陽能集熱。 以太陽能熱水器為例，隨著人們生活品質的提高，對于熱水器的需求也越來越大，如果沒有太陽能的支持，那浪費的燃料是不可估量的[1]。金山銀山，不如綠水青山。 我國目前依舊是以火力發電廠為主，風力發電廠與太陽能發電廠只是占極少數而已，所以太陽能發展潛力無窮。

2.2 太陽能電池的應用

太陽能電池其他應用在各行各業逐漸的興起，如特斯拉作為新能源汽車行業的翹楚，成為全世界太陽能電池的引航者。 但是太陽能電池的應用遠遠不止是汽車，在家庭燈具方面也有巨大的作用，將燈放在窗戶邊吸收到太陽能之后儲存于電池中，晚上太陽能燈具就會起到與普通燈具一樣的效果。 并且只需要將燈放在窗戶旁邊而已，安全系數得到了很大的提高。 因此，將太陽能用于手機電池充電肯定也會事半功倍，太陽能充電的安全系數遠遠高于普通充電器，最近手機充電爆炸事件屢見不鮮，但是太陽能充電就可以完全規避這一情況。 因此，太陽能手機的價格會比同等配置的手機造價便宜不少，并且太陽能手機還省去了數據線等一系列的輔助設施，為顧客省去了大量麻煩。

2.3 無線充電器的誕生促進了太陽能充電的發展

普通手機充電需要使用數據線，因此用起來極為麻煩不易攜帶；并且數據線的使用年限太低極易受損，受損之后對于人體危害較大。 無線充電器是固定放在那里通過磁場的傳播給手機充電對人體的危害較小，并且無線充電適用于各種類型手機，所以無線充電器相對于普通充電安全系數會更高。 然而太陽能充電更是在此基礎上提高了其安全性，彌補了其充電不穩定的缺點。 太陽能充電器相比于無線充電器來說是無線充電的進階型產品，也可以說是另類的 “無線充電器”。 而無線充電器的迅猛發展也推動了這種另類“無線充電器”的發展。

2.4 太陽能充電與無線充電和普通充電的比較

1）普通充電的優點。 ①充電速度快：有線充電器（快充）一般給手機充電，每半小時就可沖50%～70%的電。一般充電器也只需要通過兩三個小時也可以充到50%的電[2]。從充電的速度上遠遠快于另外兩種充電器。 ②功率更高：相比起其他兩種充電方式有線充電其充電功率更高，電量轉化率達到95%。 相比于無線充電器來說節約了不少能源。 ③方便快捷：現階段各種商場附近都有可以租借的充電寶，而有線充電只要花一點錢租借就行了；不用像無線充電必須帶著固定的設施很不方便，所以無線充電暫時只能在固定的地方充，相比而言有線充電更加方便。

2）普通充電的缺點。 ①充電不穩定：無充電指示或充電一段時間后，拔下充電器，電池電量仍沒有增加。 ②電池充電不顯示電量：電池低電，并且電池充電雖然顯示已充電但是電量不漲反降；電池待機時間過短等問題。 ③其他缺點：充電器接口不良，不能充電、漏電、數據線損壞、充電時間過長、充電發熱等問題。

3）無線充電的優點。 ①與普通充電相比較對人體的危害較小，無線充電使用的是共振原理也就是磁場共振，只在以同一頻率共振的線圈之間傳輸。 ②適用各種類型的充電頭，充電時不需要插拔，如果不想充了隨時可以拿起來用，較為方便，也不用擔心損壞充電口的問題。 ③不需要有線接口。

4）無線充電的缺點。 ①效率低：能量存送效率不及真實接觸。 ②充電速度慢：由于效率低，在同樣的輸入功率下，充電速度較慢。 ③成本高：在充電器需要有推動無線線圈的電子線路，而在用電裝置需要有電力轉換的電子裝置，兩者也需要有無線線圈，因此成本比直接接觸會高。 ④不能在移動時充電： 這個問題只在移動裝置上發生，例如剃須刀在充電時就不能移離充電器，若剃須刀內的電池電量完全用盡，這時剃須刀就不能使用。 ⑤兼容性低：不同品牌的無線充電裝置因為無統一標準，因此不能通換使用。

5）太陽能充電的優點。 ①方便快捷：相比于另外兩種充電器而言太陽能充電只需要將手機放在太陽能照射到的地方就可以充電，并且在充電期間也可以邊玩邊充。 ②安全系數高：太陽能充電是通過太陽熱能充進來，在手機內部將太陽能轉化為電能，因此在使用過程種不用擔心觸電或者數據線損壞觸電。 ③引領潮流：一部太陽能手機在如今還是比較稀少的而能擁有一部太陽能手機便是時代的弄潮兒，引領時尚。④節能環保：太陽能是為數不多的能使用到高精尖設備技術的清潔能源；因此使用太陽能手機也是為環保做出了一份貢獻，符合現代社會的主旨。

6）太陽能充電的缺點。 ①技術的限制：由于目前科學技術有限，手機上面積的限制，串聯時會產生損耗，并降低產品良率等問題，例如升壓數在所有操作環境下獲得高轉換率無法使電能與光能更好轉換，使用太陽能電池暫時還未用于高精尖等設備上面，因此所帶來的研發挑戰是巨大的。 ②時間的限制：太陽能手機只能在白天使用太陽能充電，一到晚上如果熬夜工作的話電量勢必供不應求。

3 太陽能手機研發的必要與時代的需求

3.1 5G 技術成功研發所帶來的效益

5G 技術成功開發掀起了科技的新浪潮，作為新時代的產物5G 能夠開發出非常多的關聯產業，例如無人駕駛，5G 的低延遲性與安全性為智能交通的發展起了極大的推動作用，5G 技術使兩車之間可以進行相互溝通為自動駕駛提供了不可或缺的一部分。 5G 技術的成功還有其他更多的相關產業的產生如智能農業、智能電網、智能家居、遠程監控等。5G 自帶的安全性和穩定性將為大眾創業萬眾創新提供堅實的支撐，同時5G 的發展也能為研發公司帶來巨大的收益[3]。

3.2 太陽能手機帶來的沖擊

太陽能手機作為一個新興事物如果面世的話帶來的轟動不亞于5G 技術。 太陽能手機作為后來者必定能在以后的發展大放光彩，就如同5G 之于4G 的全面更新換代，太陽能手機也絕對會全面代替普通充電手機。 并且太陽能充電手機的問世也必將會帶動其他高精尖產品的更新，如電腦、平板，作為清潔能源也一定會受到政府的支持與鼓勵，也同樣會受到用戶的喜愛與支持。 可見太陽能手機的問世所帶來的沖擊是巨大的，其衍生品的發展空間也是巨大的[4]。

3.3 時代的需求

1987年大哥大在中國受到了很多人的關注以至于人們以擁有大哥大為榮，手機開始在人們的視野中嶄露頭角；1992年諾基亞讓人們認識到手機的重要性，因此到觸摸屏時代之前諾基亞基本占領了全世界的大部分市場；2009 觸摸屏的問世更是帶動了手機行業的迅猛發展，讓人們看到了手機這一科技產品的強大支配能力，也讓人認識到手機的不可或缺。 所以便有了以下的兩組數據：2012年全世界將近50%的手機都使用了觸摸屏技術，2015年后全世界80%的手機和智能產品都實現了觸控智能化[5]。

4 總結

綜上所述，各種品牌的手機層出不窮，讓人眼花繚亂。但無論是什么樣的手機都是科技進步的產物。 龐大的數量和使用人數更是凸顯出人們對手機的認可，也助推了經濟和科技的進步。 科技的發展極為迅猛，如果跟不上時代的變遷終將會被時代所淘汰。 因此，誰要是掌握了太陽能手機就是掌握未來的主流，雖然太陽能手機的發展到現在還不夠完善，但一旦研制成功，必將震動世界并造福人類。