英国研究人员的发现,可能推动光伏的演变

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英国沃里克大学(Warwick University)的科学家们发现了一种在纳米层面改变半导体结构的方法,它可以将几种材料的电池效率提高到理论极限之外。

研究小组使用原子力显微镜装置的导电尖端将半导体压迫成一个新的形状。

科学家们将这一发现称为“柔性光伏效应”,它可以通过改变半导体材料的单个晶体,将更多的能量从太阳能电池中释放出来,从而使它们呈现出光伏效应。

在某些类型的半导体中,有围绕中心点的不完美对称现象,它能产生比材料带隙更大的电压,使材料的转化效率非常低。但沃里克大学物理系的科学家们发现了一种使材料翻倍有效的方法,并改变了它们的结构,使它们呈现出光伏效应。

研究人员研究了钛酸锶、二氧化钛和硅晶体,发现这三种晶体都会变形,都会呈现光伏效应。

扩大可从光伏效应中获益的材料范围有几个优点:不需要形成任何类型的纽结任何具有更好光吸收的半导体都可被选用于太阳能电池,最后是可以克服电力转换效率的热力学极限,即所谓的Shockley Queisser 极限。

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1964年,Wilkens和Hatman利用气体在电极上的氧化一还原反应对嗅觉过程进行了电子模拟,这是关于电子鼻的最早报道。

1965年,Buck等利用金属和半导体电导的变化对气体进行了测量,Dravieks等则利用接触电势的变化实现了气体的测量。

然而,作为气体分类用的智能化学传感器阵列的概念直到1982年由英国Warwick大学的Persuad等人提出,他们的电子鼻系统包括气敏传感器阵列和模式识别系统两部分。其中传感器阵列部分山三个半导体气敏传感器组成。这一简单的系统可以分辨按树脑、玫瑰油、丁香牙油等挥发性化学物质的气味。随后的5年,电子鼻研究并没有引起国际上学术界的广泛重视。

1987年,在英国Warwick大学召开的第八届欧洲化学传感研究组织年会是电子鼻研究的转机。在本次会议上,以Gardner为首的Warwick大学气敏传感研究小组发表了传感器在气体测量方而应用的论文,重点提出了模式识别的概念,引起了学术界广泛的兴趣。

1989年,北大西洋公约研究组织专门召开了化学传感器信息处理高级专题讨论会,致力于人工嗅觉及其系统设计这两个专题。1991年8月,北大西洋公约研究组织在冰岛召

开了第一次电子鼻专题会议。电子鼻研究从此得到快速发展。

1994年,Gardne:发表了关于电子鼻的综述性文章,正式提出了“电子鼻”的概念,标志着电子鼻技术进入到成熟、发展阶段。

1994年以来,历经十余年的发展,电子鼻的研究取得了突飞猛进的进展。目前对于电子鼻的研究主要集中在传感器及电子鼻硬件的设计、模式识别及其理论、电子鼻在食品、农业、医药、生物领域的应用、电子鼻与生物系统的关系等方而。其中传感器及电子鼻硬件的设计和电子鼻在食品及农业领域的应用是电子鼻研究中的热点。

电子鼻 :是模拟人类的嗅觉系统,设计研制的一种智能电子仪器,可适用于许多系统中测量一种或多种气味物质的气体敏感系统。其基本结构包括下面3个部分:1 气体传感器阵列,他由具有广谱响应特性、较大的交叉灵敏度以及对不同气体有不同灵敏度的气敏元件组成。工作时气敏元件对接触的气体能产生响应并产生一定的响应模式。他相当于人类鼻子的嗅觉受体细胞。2 信号预处理单元,他对传感器的响应模式进行预加工,以达到漂移补偿、信息压缩和降低信号(随样品)起伏的目的,完成特征提取的任务。3 模式识别单元,对信号预处理单元所发出的信号做进一步的处理,完成对气体信号定性和定量的识别。包括数据处理分析器、智能解释器和知识库。他相当于人类的大脑。

在1993年,Pearce等人就首次把传感器应用在啤酒检测上,实验室制造的由12个有机导电聚合物传感器组成的系统检测了3种近似的商品酒,有2种是酿造后再贮存的啤酒,还有1种是淡色啤酒,结果表明:这3种啤酒很容易被鉴别,而且还很快鉴别出一种人为感染的啤酒和未被感染的酒。


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