装有太阳能面板与电池的无人机可利用阳光随时充电

我们现在看不到无人机被广泛使用的原因之一是，大多数无人机在电池耗尽之前只能飞行大约 30 分钟。这意味着它们通常只能进行单程 15 分钟的往返飞行--从基地到目的地再返回。一种替代方案是让无人机根据需要停在指定路线上的充电站，但这些充电站仍需建造、供电和维护。此外，无人机还将被限制按照包含充电站的飞行路线飞行。

有朝一日，多旋翼无人机可以在外出时为电池充电，而不必返回充电站。它们可以通过机载超薄太阳能电池充电，这种电池已经在一架小型四旋翼无人机上成功进行了测试。

这就是新型太阳能电池的用武之地。

这种轻质柔性电池由奥地利林茨约翰内斯-开普勒大学（Johannes Kepler University Linz）的科学家们创造，由一种被称为钙钛矿（perovskite）的材料制成，厚度不到 2.5 微米，仅为人类头发宽度的 1/20。重要的是，它们将太阳光转化为电能的效率高达 20.1%，而且每克输出功率高达 44 瓦。

在对该技术进行概念验证测试时，科学家们将一个由 24 个电池组成的环形阵列安装在市售的 CX10 微型四旋翼飞行器上，该飞行器被命名为"太阳能跳跃者"。该阵列仅占增强型飞机总重量的 1/25，而电池本身仅占 1/400。

在一系列室内试验中（在模拟阳光的人造光源下进行），无人机反复在半油门状态下悬停 10 秒钟，然后降落并充电 30 分钟。它成功地完成了六次这样背靠背的"充电-飞行-充电"循环，可以想象，它可以无限期地进行这样的循环。

在另一系列实验中，太阳能跳跃器再次以半油门状态悬停，但这次是让它一直悬停到电池耗尽。这些测试同时在连接和不连接太阳能电池阵列的情况下进行。结果发现，连接太阳能电池阵后，飞行时间延长了约 6%。

这并不是一个很大的数字，但话又说回来，这项技术的目的更多是让无人机在有阳光的地方停下来充电，而不是让它们在飞行中充电。此外，科学家们还指出，如果无人机本身经过改装，能效更高，这个数字还会更大。

在目前的版本中，如果关闭所有电气功能，太阳能料斗需要 1 小时 35 分钟才能通过太阳能电池从空载完全充满电

当然，除了为无人机充电之外，这项技术还可以有其他用途。

该研究的主要作者之一克里斯托夫-普茨（Christoph Putz）说："超薄、轻质太阳能电池不仅在彻底改变航空航天业的能源生产方式方面具有巨大潜力，而且包括可穿戴电子设备和物联网在内的广泛应用也能从这项新技术中受益。重量轻、适应性强、效率高的光伏技术是开发下一代自给自足能源系统的关键。"

由 Martin Kaltenbrunner 教授和 Niyazi Serdar Sariciftci 教授领导的研究论文最近发表在《自然-能源》杂志上。