我們經(jīng)常受限于只能從外部觀察關鍵電子元件的功能，但新技術的進展越來越有助于突破這些限制，工程師在處理許多電子元件時的兩難是：看不到元件在運作時的情形在大多數(shù)的情況下，它們就像是技術的「黑盒子」，我們可以測量許多關鍵參數(shù) - 電壓，電流，溫度等等，然后再發(fā)揮聰明才智地猜測實際上發(fā)生了什么。

在許多情況下，工程師可以透過拆解的方式分離元件和機械，完成一份「解剖」報告，或是使用一些成像技術（X光，超音波，雷射成像），看看內(nèi)部「拆解」后的狀況是否和所學的理論與概念一致。

如果能在電池的充電/放電/蓄電期間看到內(nèi)部運作狀況，將有助于實現(xiàn)更大的進步。例如，我們真的很想看到在這些鋰離子電池和電池組中發(fā)生什么事，因為它們很可能啟動嚴重的故障模式，甚至隨后引發(fā)火災甚至爆炸。針對這個目標已經(jīng)取得了一些進展，但還需要極其復雜的設置。

太陽能電池也有類似的問題。我們能以相當高的精確度輕松地測量電流，電壓，入射光強度，溫度等參數(shù)，但仍然無法即時觀察內(nèi)部發(fā)生的情況。目前有一些技術可以觀察到太陽能電池的表面的活動（此處的表面是指頂部的100-200nm的），在不久之前這還是無法實現(xiàn)的。

美國能源部（DoE）勞倫斯柏克萊國家實驗室（勞倫斯伯克利國家實驗室; LBNL）首席研究人員愛德華·巴納德日前接受“光子與成像技術”（光子與成像技術）期刊訪問，“3D成像暴露電池表面缺陷”（3D成像揭示子表面電池缺陷）文中解釋了他們在“解碼”碲化鎘（CdTe）太陽能電池方面所取得的進展（我不明白為什么作者在標題中把這項技術稱為“電池”;我從來沒看過“太陽能電池”被認為是電池，因為它并沒有儲存能源的功能。）此外，在LBNL的官網(wǎng)上也有一則描述其他技術細節(jié)的新聞發(fā)布：“以3D成像太陽能電池的新方法”（三維圖像太陽能電池的新途徑）。

透過雷射以及其他復雜的儀器，研究人員就能看到受激發(fā)的電子在將光線傳回之前保持活躍的時間。他們并以3維（3D）的方式映射載子的壽命，以便更能了解損耗機制以及有關因素。在此當然涉及了更深入的固態(tài)物理學。

當能夠即時觀察某些電子元件的內(nèi)部運作，你認為會是什么？

參考文獻：Insight to Solar Cells Advances Performance，by Bill Schweber

（文章來源于：EET電子工程專輯）