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集成电路之父Jack Kilby鲜为人知的故事

CSDN  · 公众号  · 科技媒体  · 2016-12-23 10:00

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然而1973年底,Kilby与Lathrop突然不再讨论教学大纲、教科书与课程需求之类的问题了,阿拉伯石油输出国组织发布了出口禁令,油价飙升的话题占据了各种头条,Kilby向Lathrop提议,思考一下如何应用硅电技术,减少世界经济对石油的依赖。此时,美国不仅使用石油来供暖、提炼汽油,还在发电上大量应用。Lathrop欣然同意,为了实现想法,他们表现出了非凡的创造精神,两人都投入了新领域,并进行了大量学习,最终成为了该领域的专家——包括物理学、化学、太阳能经济学等。


没过多久,他们获得了第三位合作者,来自德州农工大学的W. Arthur Porter,他对住宅用的太阳能系统有一个大致思路。在他们讨论的大多配置中,这个系统的核心在于一组很浅的管道,其中被液体溴化氢部分填满,每个管道底部都嵌有包裹在透明矩阵中、数千枚BB弹大小的硅球,太阳能光子会撞击这些硅球,让电子脱出,形成电势,并让周围的液体分离成为氢气和液溴。这些成分会被抽离并分别存储起来,直到需要电力的时候再重新结合成为燃料电池,循环到管道中。


在石油出口禁令后转向太阳能发电的路上,Kilby、Lathrop和Porter并不孤独。20世纪70年代,太阳能的使用出现了爆发式的增长。从1974年到1979年,美国联邦用于可再生能源开发的资金从每年3200万美元增长到13.6亿美元。私营企业的利益反映了这种增长趋势。到1976年,根据《太阳能工程杂志》的报道,有88家太阳能相关的公司在纽约证交所上市,这些大型公司分别由小型公司、学术研究室和业余爱好者组成。在20世纪70年代,石油、电子与军工企业都与太阳能牵涉颇深,而身兼油田仪器公司、半导体生产商与国防供应商的TI公司,在这三个行业都有很深的根基。


Kilby的系统与大多其它的太阳能技术有所不同,它回答了这个亘古疑问:当太阳不发光时,我们该怎么办?由于这个系统会将化学物质分开存储,再按需结合,因此我们可以暂时将太阳光子撞击的瞬间与系统发电的瞬间独立开来。Kilby等人也相信,在制造工艺上他们的系统会比其它基于硅的太阳能发电方案要简单得多。


图1 硅电池:太阳能发电的核心——Kilby及其同事研究的太阳能发电系统,核心由镶嵌在半透明材料中的小块硅晶体组成。”


彼时,制造光电池所需的大型单晶硅薄片非常困难,也很昂贵。但Kilby的液体燃料系统使用了对品质要求不高的硅丸,这些小球可以通过18世纪末期制造子弹的方式获得。这个技术非常简单:将融化的铅(或者硅)从制弹塔(shot tower)顶端倾入,所形成球状的液滴在滴落时冷却成型。







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