本書重點(diǎn)介紹光伏器件的工作原理及特性參數(shù)、各類電池的材料、結(jié)構(gòu)與制備技術(shù)，力圖從材料學(xué)的角度解析各類太陽(yáng)能電池的材料-結(jié)構(gòu)-性能之間的關(guān)系。全書共分7章，第1章介紹太陽(yáng)電池的發(fā)展史及發(fā)展方向。第2章介紹半導(dǎo)體及p-n結(jié)相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)，太陽(yáng)能電池相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)。第3～7章分別介紹了晶體硅太陽(yáng)電池、Ⅲ-Ⅴ族化合物電池、非晶硅薄膜電池、銅銦硒薄膜太陽(yáng)電池、染料敏化電池與有機(jī)電池的原理、器件結(jié)構(gòu)及性能。
本書可作為新能源材料與器件、光電材料、功能材料等相關(guān)專業(yè)本科生、研究生專業(yè)基礎(chǔ)課教材，也可作為太陽(yáng)能電池、硅材料等光伏行業(yè)生產(chǎn)企業(yè)技術(shù)指導(dǎo)參考書。
第1章 緒論
1.1太陽(yáng)與太陽(yáng)能1
1.1.1太陽(yáng)是地球和大氣的能量源泉1
1.1.2太陽(yáng)常數(shù)和大氣質(zhì)量1
1.1.3太陽(yáng)光譜分布3
1.1.4太陽(yáng)輻射能量的影響因素4
1.2光伏發(fā)電歷史與現(xiàn)狀6
1.2.1光伏發(fā)展過(guò)程的里程碑6
1.2.2光伏發(fā)展歷史的啟示——尋找新材料，開發(fā)新技術(shù)，開拓新領(lǐng)域7
思考題及習(xí)題11
第2章 光伏原理基礎(chǔ)
2.1半導(dǎo)體基礎(chǔ)12 第1章 緒論
1.1太陽(yáng)與太陽(yáng)能1
1.1.1太陽(yáng)是地球和大氣的能量源泉1
1.1.2太陽(yáng)常數(shù)和大氣質(zhì)量1
1.1.3太陽(yáng)光譜分布3
1.1.4太陽(yáng)輻射能量的影響因素4
1.2光伏發(fā)電歷史與現(xiàn)狀6
1.2.1光伏發(fā)展過(guò)程的里程碑6
1.2.2光伏發(fā)展歷史的啟示——尋找新材料，開發(fā)新技術(shù)，開拓新領(lǐng)域7
思考題及習(xí)題11
第2章 光伏原理基礎(chǔ)
2.1半導(dǎo)體基礎(chǔ)12
2.1.1半導(dǎo)體中電子態(tài)與能帶結(jié)構(gòu)12
2.1.2半導(dǎo)體中的雜質(zhì)與缺陷20
2.1.3平衡態(tài)載流子分布22
2.1.4半導(dǎo)體光吸收25
2.1.5非平衡載流子的產(chǎn)生與復(fù)合28
2.1.6載流子輸運(yùn)性質(zhì)33
2.2半導(dǎo)體p-n結(jié)基礎(chǔ)36
2.2.1熱平衡的p-n結(jié)36
2.2.2p-n結(jié)伏安特性39
2.2.3異質(zhì)結(jié)43
2.3太陽(yáng)電池基礎(chǔ)46
2.3.1光生伏特效應(yīng)46
2.3.2太陽(yáng)電池電流-電壓特性分析46
2.3.3太陽(yáng)電池性能表征49
2.3.4量子效率譜51
2.3.5太陽(yáng)電池效率分析52
2.3.6太陽(yáng)電池效率損失分析56
2.3.7p-i-n結(jié)電池57
思考題及習(xí)題58
第3章 晶體硅電池
3.1晶體硅太陽(yáng)電池59
3.1.1早期的硅太陽(yáng)電池59
3.1.2傳統(tǒng)的空間電池60
3.1.3紫電池61
3.1.4黑體電池62
3.1.5表面鈍化64
3.1.6PERL電池設(shè)計(jì)67
3.2高效晶體硅電池69
3.2.1絲網(wǎng)印刷電池69
3.2.2掩埋柵太陽(yáng)電池71
3.2.3高效背面點(diǎn)接觸電極電池72
3.2.4異質(zhì)結(jié)電池74
3.2.5Pluto電池77
思考題及習(xí)題79
第4章 高效Ⅲ-Ⅴ族化合物太陽(yáng)電池
4.1Ⅲ-Ⅴ族化合物材料及太陽(yáng)電池的特點(diǎn)80
4.2Ⅲ-Ⅴ族化合物太陽(yáng)電池的制備方法82
4.2.1液相外延技術(shù)82
4.2.2金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積技術(shù)83
4.2.3分子束外延技術(shù)84
4.3Ⅲ-Ⅴ族化合物太陽(yáng)電池85
4.3.1GaAs基系單結(jié)太陽(yáng)電池85
4.3.2GaAs基系多結(jié)疊層太陽(yáng)電池87
4.3.3Ⅲ-Ⅴ族聚光太陽(yáng)電池93
4.3.4薄膜型Ⅲ-Ⅴ族太陽(yáng)電池94
4.4Ⅲ-Ⅴ族化合物太陽(yáng)電池的研究熱點(diǎn)95
4.4.1更多結(jié)(三結(jié)以上)疊層電池的研究95
4.4.2Ⅲ-Ⅴ族量子阱、量子點(diǎn)太陽(yáng)電池97
4.4.3熱光伏電池99
4.4.4分光譜太陽(yáng)電池99
4.4.5其他類型新概念太陽(yáng)電池100
思考題及習(xí)題100
第5章 硅基薄膜太陽(yáng)電池
5.1硅基薄膜物理基礎(chǔ)及其材料特性101
5.1.1硅基薄膜材料的研究歷史和發(fā)展現(xiàn)狀101
5.1.2非晶硅基薄膜材料的結(jié)構(gòu)和電子態(tài)102
5.1.3非晶硅基薄膜材料的電學(xué)特性105
5.1.4非晶硅基薄膜材料的光學(xué)特性107
5.1.5非晶硅基薄膜材料的光致變化109
5.2非晶硅基薄膜材料制備方法和沉積動(dòng)力學(xué)111
5.2.1非晶硅基薄膜材料制備方法111
5.2.2硅基薄膜材料制備過(guò)程中的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)116
5.2.3氫稀釋的作用以及對(duì)薄膜硅材料微結(jié)構(gòu)的影響118
5.3硅基薄膜太陽(yáng)電池122
5.3.1單結(jié)硅基薄膜太陽(yáng)電池122
5.3.2多結(jié)硅基薄膜太陽(yáng)電池125
5.4硅基薄膜太陽(yáng)電池的產(chǎn)業(yè)化130
5.4.1非晶硅基薄膜太陽(yáng)電池的優(yōu)勢(shì)130
5.4.2硅基薄膜太陽(yáng)電池所面臨的挑戰(zhàn)130
5.4.3硅基薄膜太陽(yáng)電池的發(fā)展方向130
思考題及習(xí)題131
第6章 銅銦鎵硒薄膜太陽(yáng)電池
6.1CIGS薄膜太陽(yáng)電池發(fā)展史132
6.2CIGS薄膜太陽(yáng)電池吸收層材料135
6.2.1CIGS薄膜材料135
6.2.2CIGS薄膜的制備方法142
6.3CIGS薄膜太陽(yáng)電池148
6.3.1CIGS薄膜太陽(yáng)電池的異質(zhì)結(jié)特性148
6.3.2CIGS薄膜電池的結(jié)構(gòu)151
6.3.3CIGS薄膜太陽(yáng)電池的器件性能155
6.4柔性襯底CIGS薄膜太陽(yáng)電池165
6.4.1柔性襯底CIGS薄膜太陽(yáng)電池的性能特點(diǎn)165
6.4.2柔性金屬襯底CIGS太陽(yáng)電池166
6.4.3聚合物襯底CIGS薄膜電池167
6.4.4CIGS柔性光伏組件168
6.5CIGS薄膜太陽(yáng)電池的發(fā)展動(dòng)向168
6.5.1無(wú)Cd緩沖層168
6.5.2其他Ⅰ-Ⅲ-Ⅵ族化合物半導(dǎo)體材料170
6.5.3疊層電池171
思考題及習(xí)題171
第7章 染料敏化太陽(yáng)電池
7.1染料敏化太陽(yáng)電池基礎(chǔ)172
7.1.1染料敏化太陽(yáng)電池的發(fā)展歷史172
7.1.2染料敏化太陽(yáng)電池的工作原理173
7.1.3染料敏化太陽(yáng)電池的結(jié)構(gòu)和組成175
7.2染料敏化太陽(yáng)電池及材料176
7.2.1襯底材料176
7.2.2納米半導(dǎo)體材料177
7.2.3染料光敏化劑181
7.2.4電解質(zhì)186
7.2.5對(duì)電極190
7.3有機(jī)聚合物太陽(yáng)電池191
7.3.1有機(jī)聚合物太陽(yáng)電池的發(fā)展191
7.3.2器件結(jié)構(gòu)和工作原理192
7.3.3給體光伏材料194
7.3.4受體材料196
7.4染料敏化太陽(yáng)電池性能198
7.4.1電化學(xué)性能198
7.4.2光伏性能202
7.5染料敏化太陽(yáng)電池未來(lái)的發(fā)展207
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