向右滑动:上一篇 向左滑动:下一篇 我知道了
广告

你见过太阳能电池内部运作的情况吗?

时间:2017-08-01 作者:Bill Schweber 阅读:
我们经常受限于只能从外部观察关键电子组件的功能,但新技术的进展越来越有助于突破这些限制…

工程师在处理许多电子组件时的两难是:看不到组件在运作时的情形。在大多数的情况下,它们就像是技术的“黑盒子”,我们可以测量许多关键参数——电压、电流、温度等等,然后再发挥聪明才智地猜测实际上发生了什么。mxbEETC-电子工程专辑

当然,在许多情况下,工程师可以透过拆解的方式分离组件和机械,完成一份“解剖”报告,或是使用一些成像技术(X光、超音波、雷射成像),看看内部“拆解”后的状况是否和所学的理论与概念一致。mxbEETC-电子工程专辑

然而,进行这一类的分析和实际去观察组件或设备内部在正常运作时的情况还是不一样的。例如,你曾经看过洗碗机的研发设施吗?难道洗碗机上会加装一扇透明的防水门以及坚固耐用的相机,让你观察实际的内部运作情况吗?也太奢侈了!mxbEETC-电子工程专辑

如果能在电池的充电/放电/蓄电期间看到内部运作状况,将有助于实现更大的进步。例如,我们真的很想看到在这些锂离子电池和电池组中发生什么事,因为它们很可能启动严重的故障模式,甚至随后引发火灾甚至爆炸。针对这个目标已经取得了一些进展,但还需要极其复杂的设置。mxbEETC-电子工程专辑

太阳能电池也有类似的问题。我们能以相当高的精确度轻松地测量电流、电压、入射光强度、温度等参数,但仍然无法实时观察内部发生的情况。目前有一些技术可以观察到太阳能电池的表面的活动(此处的表面是指顶部的100-200nm),在不久之前这还是无法实现的。mxbEETC-电子工程专辑

好消息是在太阳能电池方面也有所进展。美国能源部(DoE)劳伦斯伯克利国家实验室(Lawrence Berkeley National Laboratory;LBNL)首席研究人员Edward Barnard日前接受《光子与成像技术》(Photonics & Imaging Technology)期刊访问,在“3D成像暴露电池表面缺陷”(3D Imaging Reveals Sub-surface Battery Flaws)文中解释了他们在“译码”碲化镉(CdTe)太阳能电池方面所取得的进展。(我不明白为什么作者在标题中把这项技术称为‘battery’;我从来没看过‘solar cell’被认为是battery,因为它并没有储存能源的功能。)此外,在LBNL的官网上也有一则描述其他技术细节的新闻发布:“以3D成像太阳能电池的新方法”(A New Way to Image Solar Cells in 3-D)。mxbEETC-电子工程专辑

透过雷射以及其他复杂的仪器,研究人员就能看到受激发的电子在将光线传回之前保持活跃的时间。他们并以3维(3D)的方式映像载子的寿命,以便更能了解损耗机制以及有关因素。在此当然涉及了更深入的固态物理学。mxbEETC-电子工程专辑

例如,该研究开始从原子层面解释为什么以氯化镉处理基本碲化镉可以改善性能,这一事实已久经流传,但大家都不甚了解。这显然提高了受激电子以及晶粒本身的寿命。
solar_1501178933
左侧的3D渲染是未经氯化镉处理的碲化镉太阳能电池。右图显示采用氯化镉处理的太阳能电池,可让整个材料更均匀地“发亮”,包括晶粒以及其间的空间。 (来源:Berkeley Lab)mxbEETC-电子工程专辑

这并不只是在现场实时观察无生命的物体。还有详细的心脏成像、当然还有多普勒(Doppler)超音波测量,以及甚至是实时显示动脉血流与压力。即使是脑部也获得了关注,包括非侵入式以及侵入式传感器。不过,除了由于某种刺激或脑处理造成某些事情发生在特定地方,坦白说,我并不是很清楚这些脑信号究竟说明了什么。mxbEETC-电子工程专辑

如果能实时观察某些电子组件的内部运作,您认为会是什么?mxbEETC-电子工程专辑

本文授权编译自EE Times,版权所有,谢绝转载mxbEETC-电子工程专辑

EETC wechat barcode


关注最前沿的电子设计资讯,请关注“电子工程专辑微信公众号”。
mxbEETC-电子工程专辑

mxbEETC-电子工程专辑

本文为EET电子工程专辑 原创文章,禁止转载。请尊重知识产权,违者本司保留追究责任的权利。
Bill Schweber
EE Times/EDN/Planet Analog资深技术编辑。Bill Schweber是一名电子工程师,他撰写了三本关于电子通信系统的教科书,以及数百篇技术文章、意见专栏和产品功能介绍。在过去的职业生涯中,他曾担任多个EE Times子网站的网站管理者以及EDN执行编辑和模拟技术编辑。他在ADI公司负责营销传播工作,因此他在技术公关职能的两个方面都很有经验,既能向媒体展示公司产品、故事和信息,也能作为这些信息的接收者。在担任ADI的marcom职位之前,Bill曾是一名备受尊敬的技术期刊副主编,并曾在其产品营销和应用工程团队工作。在担任这些职务之前,他曾在英斯特朗公司(Instron Corp., )实操模拟和电源电路设计以及用于材料测试机器控制的系统集成。他拥有哥伦比亚大学电子工程学士学位和马萨诸塞大学电子工程硕士学位,是注册专业工程师,并持有高级业余无线电执照。他还在计划编写和介绍了各种工程主题的在线课程,包括MOSFET基础知识,ADC选择和驱动LED。
您可能感兴趣的文章
  • 英飞凌:用TOF开创会“思考”设备的新时代 英飞凌科技全球副总裁畅谈了ToF 3D成像和传感技术的未来应用趋势、3D传感结构光和ToF之间的竞争等一系列关键问题。
  • 为美好生活打造智能传感器制胜组合 半导体下游应用的需求通常会伴随宏观经济、工业制造和居民消费偏好而波动,所以全球经济大环境的变化确实给行业发展带来了不少调整。但我始终坚信,能够帮助实现产品差异化的企业最终都将获得逆市增长的机会。
  • 用1/3的价格突破工业与桌面3D打印边界 此前的桌面3D打印机始终无法摆脱部分业余的3D打印机基因,难以满足专业领域的众多应用需求。因此,开发Method的初衷,是希望将工业级技术变得更加可及、将性价比的卓越性推向新高度,重新定义高速建模。
  • 阜时科技:争做3D摄像头行业的创新标兵 与传统2D人脸识别技术相比,近几年涌现出的3D人脸识别技术,增加了“深度”这个维度。以iphoneX大规模采用的3D摄像头为代表,在用户身份验证的安全性、人机交互的体验及后续支持更多的娱乐化产品方面,走在了消费电子的最前沿。
  • 详解3D人脸与屏下指纹的现状与未来, 谁才是生物识别新 随着全面屏手机的爆发,智能手机对于屏占比的要求越来越高。目前主流旗舰手机的屏占比已经达到了90%左右,手机正面早已没有了传统的HOME键存在的位置。这也使得可以隐藏在屏幕内、不影响屏占比的新的屏下指纹技术得到了越来越多的智能手机厂商的青睐。与此同时,随着苹果iPhone X的带动,不少的手机厂商也推出支持3D人脸识别的旗舰机型。
  • 智能手机进入3D成像时代(附供应商名单及方案介绍) 3D传感技术在智能手机用户中很流行吗?它会是未来每一支智能手机的必备功能吗?不管如何,我们先来认识一下这一行的主要供应商,以及他们的方案……
相关推荐
    广告
    近期热点
    广告
    广告
    广告
    可能感兴趣的话题
    广告