太阳电池原理与工艺PDF电子书下载

目录 1

第一章 太阳电池的工作原理 1

§1.1P-N结 2

§1.1.1平衡P-N结 2

§1.1.2非平衡P-N结 8

§1.1.3光照下的P-N结——光电效应 11

§1.2太阳电池的光谱响应和光电流 13

§1.2.1太阳光的光谱分布 13

§1.2.2太阳电池的光谱响应 15

§1.2.3短路电流 27

§1.2.4单色光的光电流计算 30

§1.2.5少子寿命 35

§1.3太阳电池的电学特性 41

§1.3.1等效电路及光照的电流－电压关系 41

§1.3.2暗电流 44

§1.3.3太阳电池的开路电压 47

§1.3.4填充因数 54

§1.3.5串联电阻、旁路电阻对电池I-V特性的影响 55

§1.4太阳电池的转换效率 59

§1.4.1太阳电池效率计算 60

§1.4.2太阳电池效率的理论值及实际值 62

§1.4.3串联电阻和旁路电阻对效率的影响 64

§1.5太阳电池片厚度对电池参数的影响 66

§1.5.1厚度与光吸收的关系 66

§1.5.2电池厚度对短路电流的影响 68

§1.5.3电池片厚度对开路电压及填充因素的影响 69

§1.5.4电池片厚度对固有效率的影响 70

第二章 硅太阳电池的性能及应用 73

§2.1硅太阳电池的结构 73

§2.2硅太阳电池的性能 74

§2.2.2输出特性与光强关系 75

§2.2.1光谱响应 75

§2.2.3负载特性曲线 76

§2.2.4光照角特性 78

§2.2.5响应时间 78

§2.2.6光反射特性 78

§2.2.7温度特性 80

§2.2.8热性质 81

§2.2.9使用寿命 81

§2.3温度和光照强度对电池性能的影响 81

§2.3.1温度的影响 81

§2.3.2光照强度的影响 87

§2.3.3温度和光照强度的综合影响 89

§2.4辐照对电池性能的影响 91

§2.4.1辐照损伤 91

§2.4.2抗辐照的电池 93

§2.5太阳电池供电系统 94

§2.5.1镉镍蓄电池组 95

§2.5.2太阳电池组合方阵 96

§2.5.3电子控制装置 100

§2.5.4小电源设计 101

§2.6太阳电池方阵的组装和试验 106

§2.6.1电池串并联 107

§2.6.2贴盖片 108

§2.6.3贴电池片 110

§2.6.4电性能匹配 110

§2.7太阳电池应用 112

第三章 硅太阳电池的工艺 116

§3.1硅片加工 118

§3.1.1表面损伤层 118

§3.1.2化学抛光 119

§3.1.3化学机械抛光 120

§3.2.1扩散方程 122

§3.2扩散 122

§3.2.2扩散工艺 124

§3.2.3扩散参数的控制 125

§3.3收集电极的引出 144

§3.3.1欧姆接触 145

§3.3.2太阳电池的收集电极 147

§3.3.3减反射镀层 156

§3.4测试 159

§3.4.1太阳模拟器 159

§3.4.2太阳电池的标定 161

§3.4.3测试线路 161

§3.4.4参数测量 163

§3.5影响太阳电池质量的工艺因素 164

第四章 硅太阳电池的发展趋向 171

§4.1高效率太阳电池 171

§4.1.1紫电池 172

§4.1.2无反射电池 176

§4.1.3背电场（B.S.F.）电池 180

§4.1.4高效率硅太阳电池的性能 186

§4.1.5高效率硅电池的发展方向 190

§4.2低价硅太阳电池 194

§4.2.1太阳电池级硅（SOG-Si） 195

§4.2.2半结晶硅（SILSO硅） 203

§4.2.3带状硅和片状硅 205

§4.2.4大直径硅单晶 212

§4.2.5薄膜结晶 213

§4.2.6熔盐电解法（ECE法） 218

§4.2.7连续生产工艺 219

§4.2.8非晶硅太阳电池 219

第五章 化合物半导体太阳电池 230

§5.1异质结太阳电池的基本原理 231

§5.1.2半导体异质结的能带图 232

§5.1.1异质结的分类 232

§5.1.3异质结的特性 241

§5.2异质面太阳电池 242

§5.2.1砷化镓与砷化镓太阳电池 242

§5.2.2砷化镓异质面太阳电池 248

§5.2.3碲化镉异质面太阳电池 254

§5.3异质结太阳电池 257

§5.3.1硫化亚铜－硫化镉太阳电池 258

§5.3.2InP/CdS和CuInSe/CdS太阳电池 266

§5.3.3SnO2/Si、In2O3/Si及ITO/Si太阳电池 269

§5.4肖特基太阳电池及反型层太阳电池 274

§5.4.1肖特基势垒太阳电池 274

§5.4.2表面反型层硅太阳电池 283

§5.5异质结太阳电池的工艺 291

§5.5.1化学成结法 292

§5.5.2化学气相输运法 294

§5.5.3溶液生长法 298

§5.5.4真空蒸发 302

§5.5.5溅射技术 306

§5.5.6离子注入技术 307

§5.5.7薄膜剥离技术 309

§5.6结语 310

第六章 光电化学电池 314

§6.1概况 314

§6.2光电化学电池的结构与分类 315

§6.3光生化学电池 316

§6.4半导体－电解质光电化学电池 320

§6.5水的光解制氢（光能→化学能） 333

§6.6结语 336

附录一 常用太阳电池名词术语中英对照 341

附录二 常规硅电池工艺中主要设备照片 346

附录三 太阳电池常用的材料参数 348

附录四 太阳光谱参数与吸收条件关系 348