《太阳能电池材料制造检测技术》 【翁敏航 编著】 2013年

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《太阳能电池材料制造检测技术》 【翁敏航 编著】 2013年



内容简介
《太阳能电池——材料、制造、检测技术》作者总结多年的研究经验，由浅入深地对太阳能电池进行详细的介绍。首先对太阳能光电产业的历史演进及基本理论做简单的介绍．并对人阳能电池的半导体物理基础、基本原理、损失与测定进行了说明。《太阳能电池——材料、制造、检测技术》重点在丁太阳能电池相关原理的说明，并纳入许多读者感兴趣的议题，包括晶硅太阳能电池、染料敏化太阳能电池、硅基薄膜与高效率化合物的太阳能电池等知识。
　　《太阳能电池——材料、制造、检测技术》使用浅显易懂的词句，并尽量按条理进行说明，同时配有丰富的图片，使读者减少不必要的阅读困难。
目　　录
目录
1章 太阳能电池概论 1
1.1 章节重点与学习目标 2
1.2 能源现状 2
1.2.1 全球变暖 3
1.2.2 能源危机 4
1.3 可再生能源 4
1.3.1 发展可再生能源的必要性 4
1.3.2 可再生能源的种类 5
1.3.3 发展可再生能源的策略 7
1.3.4 发展太阳能电池的必要性 8
1.4 太阳光的使用 10
1.4.1 太阳光谱 10
1.4.2 太阳辐射与吸收 10
1.4.3 太阳光的光电转换 12
1.5 太阳能电池的种类 12
1.6 太阳能电池的发展 19
1.7 世界主要国家和地区对太阳能电池的补助政策 22
1.8 关于太阳能电池的知识 23
1.9 结语 24
2章 太阳能电池的半导体物理基础 29
2.1 章节重点与学习目标 30
2.2 半导体材料分类 31
2.2.1 元素半导体 32
2.2.2 化合物半导体 33
2.2.3 有机半导体 35
2.2.4 非晶态半导体 35
2.3 晶体结构与能带结构 36
2.3.1 晶体结构 36
2.3.2 能带结构 41
2.4 电子传输性质 46
2.5 本征半导体及非本征半导体 48
2.6 半导体中的电性行为 51
2.7 半导体的结 54
2.7.1 PN结 54
2.7.2 肖特基结 58
2.7.3 异质结 59
2.8 半导体中的复合过程 60
2.9 半导体的光电性质 62
2.10 结语 64
3章 太阳能电池的基本原理、损失与测定 69
3.1 章节重点与学习目标 70
3.2 太阳能电池的基本原理 70
3.2.1 太阳光谱的基本特性 70
3.2.2 太阳能电池产生电力的基本原理 72
3.2.3 太阳能电池的暗特性 73
3.2.4 太阳能电池的光特性 75
3.3 太阳能电池的效率损失 77
3.3.1 太阳能电池效率的损失原因 77
3.3.2 减少太阳能电池效率损矢的方法 79
3.3.3 量子效率 80
3.4 太阳能电池的电性参数 81
3.4.1 短路电流 81
3.4.2 开路电压 82
3.4.3 填充因子与转换效率 83
3.5 太阳能电池的等效电路 84
3.5.1 理想太阳能电池的等效电路 84
3.5.2 考虑到串联电阻及并联电阻的等效电路 85
3.5.3 串联电阻(Rs)对电性的影响 87
3.5.4 并联电阻(Rsh)对电性的影响 88
3.5.5 照度对电性的影响 90
3.5.6 温度对电性的影响 90
3.5.7 串联电阻(Rs)与并联电阻(Rsh)的计算 91
3.6太阳能电池的测定环境 93
3.6.1 太阳光模拟器 93
3.6.2 温度测定 95
3.6.3 组件测定 96
3.7结语 97
4章 结晶硅太阳能电池器件与制造 101
4.1 章节重点与学习目标 102
4.2 多晶硅原料的制造技术 103
4.2.1 三氯硅烷的制造与提纯 106
4.2.2 硅烷热分解法 108
4.2.3 四氯化硅还原法 111
4.3 单品硅片制造技术 111
4.3.1 单晶生长的关键设备及制备 111
4.3.2 柴式生长法 112
4.3.3 浮区生长法 115
4.3 4 单晶硅晶圆的加工成型 116
4.3.5 单晶硅中的杂质 118
4.4 多晶硅片制造技术 121
4.4.1 多晶硅材料 122
4.4.2 多晶硅片加工成型 125
4.4.3 多晶硅片 126
4.4.4 多晶硅中的杂质 l28
4.5 结晶硅太阳能电池的种类与结构 1 29
4.5.1 结晶硅太阳能电池的种类 130
4.5.2 结晶硅太阳能电池的结构 132
4.6 结晶硅太阳能电池制造技术 l37
4.6.1 前段器件制备 1 37
4.6.2 后段封装与模块 144
4.7 前瞻性制造技术 147
4.7.1 高效率单晶硅太阳能电池 148
4.7.2 具有本征薄膜的异质结太阳能电池 150
4.7.3 球状硅基太阳能电池 153
4.7.4 六边形晶圆封装模块 156
4.8结语 157
5章 非晶硅薄膜太阳能电池 163
5.1 章节重点与学习目标 164
5.2 非晶硅薄膜太阳能电池的发展背景 l64
5.3 非晶硅材料的结构与特性 166
5.4 非晶硅材料的光致衰退与改善方法 l70
5.5 非晶硅薄膜太阳能电池结构 1 72
5.6 非晶硅薄膜太阳能电池制备 176
5.6.1 非晶硅薄膜太阳能电池的模块化 l76
5.6.2 透明导电膜技术 177
5.6.3 非晶硅薄膜制备技术 181
5.6 1 激光切割技术 183
5.7 非晶硅薄膜太阳能电池的封装技术 188
5.8 研发趋势 190
5.9 结语 192
6章 前瞻硅基薄膜太阳能电池 197
6.1 章节重点与学习目标 198
6.2结晶硅薄膜太阳能电池的发展背景 198
6.2.1 结晶硅薄膜太阳能电池技术——单结太阳能电池 198
6.2.2 次世代硅薄膜太阳能电池技术——叠层太阳能电池 l99
6.2.3 叠层太阳能电池的原理 201
6.3 结晶硅薄膜太阳能电池的种类 202
6.3.1 a-Si／μc—Si叠层太阳能电池 202
6.3.2 a-Si／SiGe叠层太阳能电池 204
6.3.3 a-Si／poly-Si叠层太阳能电池 205
6.4 结晶硅薄膜太阳能电池的制备技术 206
6.4.1 a-Si／yc-Si型太阳能电池的技术发展 206
6.4.2 a-Si／SiGe型太阳能电池的制备技术 208
6 1.3 a-Si／poly-Si叠层太阳能电池的制备技术 209
6.5 微晶硅薄膜的制备技术 210
6.6 多晶硅薄膜的制备技术 213
6.6.1 直接沉积法 214
6.6.2 再结晶法 215
6.7 大面积硅基薄膜镀膜技术 221
6.8 硅基薄膜太阳能电弛的发展趋势 225
6.9 结语 227
7章 染料敏化太阳能电池 233
7.1 章节重点与学习目标 234
7.2 染料敏化太阳能电池的发展历史 234
7.3 染料敏化太阳能电池的基本组成 236
7.3.1 透明导电极 236
7.3.2 工作电极 237
7.3.3 光敏化剂 239
7.3.4 电解质 240
7.3.5 反电极 241
7.4 染料敏化太阳能电池的工作原理与制备 241
7.4.1 电流产生原理 241
7.4.2 传输损失机制 244
7.4.3 电池制备的基本方法 246
7.5 染料敏化太阳能电池的研究重点 248
7.5.1 透明导电膜的研究 249
7.5.2 工作电极的研究 250
7.5.3 染料的研究 253
7.5.4 电解质的研究 256
7.5.5 其他的研究重点与趋势 261
7.6 染料敏化太阳能电池的专利探讨 265
7.7 国际研发现状 267
7.8 结语 269
8章 化合物太阳能电池 279
8.1 章节重点与学习目标 280
8.2 化合物半导体 281
8.3 碲化镉基太阳能电池 282
8.3.1 硫化镉／碲化镉太阳能电池的发展历史 282
8.3.2 硫化镉／碲化镉的材料特性 283
8.3.3 硫化镉／碲化镉太阳能电池的结构 283
8.3.4 硫化镉／碲化镉薄膜层的制备 285
8.3.5 硫化镉／碲化镉太阳能电沲的模块 286
8.3.6 CdTe基薄膜太阳能电池的未来课题 287
8.4 铜铟硒基太阳能电池 288
8.4.1 发展历史 288
8.4.2 铜铟硒太阳能电池 289
8.4.3 铜铟镓硒太阳能电池 293
8.4.4 铜铟硒基薄膜型太阳能电池的模块化制备 294
8.4.5 铜铟硒基薄膜型太阳能电池的未来课题 296
8.5 Ⅲ-V族太阳能电池 296
8.5.1 Ⅲ-V族太阳能电池的基本概念 296
8.5.2 砷化镓型太阳能电池 300
8.5.3 磷化铟型太阳能电池 302
8.5.4 氮化镓型太阳能电池 303
8.5.5 多结Ⅲ-V族太阳能电池 303
8.5.6 Ⅲ-V族太阳能电池制备 305
8.5.7 Ⅲ-V族太阳能电池的未来课题 309
8.6 聚光型太阳能电池 310
8.6.1 聚光型太阳能电池模块 312
8.6.2 太阳追踪系统 315
8.7 结语 316
9章 次世代太阳能电池 321
9.1 章节重点与学习日标 322
9.2 多结、多带隙及叠层型太阳能电池 324
9.3 中间能带型太阳能电池 327
9.4 热载流子太阳能电池 328
9.5 热光伏太阳能电池 330
9.6 频谱转换太阳能电池 331
9.6.1 频谱上转换 33l
9.6.2 频谱下转换 332
9.6.3 颇谱转换集中 333
9.7 有机太阳能电池 334
9.7.1 有机太阳能电池的发展历史 335
9.7.2 有机太阳能电池的基本原理 337
9.7.3 单层结构 337
9.7.4 双层异质结结构 338
9.7.5 混合层异质结结构 338
9.7.6 多层薄膜型结构 339
9.8 塑料太阳能电池 340
9.8.1 塑料太阳能电池的材料特性及种类 340
9.8.2 共轭聚合物/C60复合有机太阳能电池 341
9.9 纳米结构太阳能电池 343
9.10 结语 346
10 章太阳能电池材料分析技术 351
10.1 章节重点与学习目标 352
10.2 表面形貌与微结构分析 353
1 0.2.1 扫描电子显微镜 353
1 0.2.2 透射电子显微镜 356
1 0.2.3 原子力显微镜 360
1 0.3 晶体结构与成分分析 363
10.3.1 能量色谱仪 363
10.3.2 X射线衍射分析仪 365
10.4 光学特性分析 368
10.4.1 紫外线／可见光吸收光谱 368
10.4.2 傅里叶转换红外线光谱仪 370
10.4.3 拉曼光谱仪 375
10.5 电特性分析 378
10.5.1 霍尔量测 378
10.5.2 直流电性量测系统(I-V) 380
10.5.3 微波光电导衰减器 382
10.5.4 光电转化效率测定仪 384
10.6 结语 385

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