激光技术与太阳能电池PDF电子书下载

1绪论 1

1.1 太阳能发展历程 3

1.1.1 早期的太阳能利用 3

1.1.2 工业化太阳能的利用 3

1.1.3 中国近代太阳能的利用兴起 3

1.1.4 世界范围内开发利用太阳能热潮 4

1.1.5 开发利用太阳能成为主流趋势 4

1.1.6 太阳能电池发展进程 5

1.2 太阳能发电的优势与不足 6

1.2.1 太阳能发电的优点 6

1.2.2 太阳能发电的缺点 7

1.3 太阳能发电现状与发展前景 7

1.3.1 太阳能电池的生产与应用 7

1.3.2 光伏产业飞速发展 7

1.4 中国太阳能发电现状与发展前景 9

1.4.1 中国太阳能资源非常丰富 9

1.4.2 中国太阳能光伏产业发展 9

1.4.3 中国太阳能光伏产业发展强劲 10

1.4.4 我国太阳能电池发展的主要问题及解决办法 11

1.5 太阳能电池的新技术与新动态 13

1.5.1 大力发展多晶硅 13

1.5.2 减少硅片厚度 14

1.5.3 发展薄膜电池 14

1.5.4 太阳能采集新装置——氦气球 14

1.5.5 新材料与新工艺不断出现 15

参考文献 17

2晶硅太阳能电池原理及分类 19

2.1 金属与半导体导电机理 19

2.1.1 自由电子 19

2.1.2 金属导电率 19

2.2 晶硅电池的原理 20

2.2.1 半导体导电机理 20

2.2.2 半导体二极管的物理特性 22

2.2.3 半导体的能带结构 23

2.3 P型和N型半导体 24

2.3.1 P型半导体 24

2.3.2 N型半导体 24

2.4 PN结 25

2.4.1 扩散运动与漂移运动 25

2.4.2 PN结的导通和截止 26

2.4.3 光电导 27

2.4.4 PN结的光生伏特效应 28

2.5 常规晶硅电池结构及工艺研究 30

2.5.1 表面织构化 31

2.5.2 扩散制PN＋结 32

2.5.3 去除边缘PN＋结和去除磷硅玻璃 33

2.5.4 镀膜 33

2.5.5 丝网印刷电极 33

2.5.6 银电极 34

2.5.7 铝背场 34

2.5.8 烧结 34

2.6 太阳能电池相关参数 35

2.6.1 标准测试条件 35

2.6.2 太阳能电池的等效电路 36

2.6.3 太阳能电池的主要技术参数 37

2.7 影响电池效率的一些因素 42

2.7.1 光吸收率 42

2.7.2 带隙类型 43

2.7.3 载流子寿命 43

2.7.4 光照强度 43

2.8 提高太阳能电池效率的方法 44

2.8.1 最大功率跟踪 44

2.8.2 聚光 46

参考文献 51

3太阳能电池的分类 54

3.1 按基体不同分类的太阳能电池 54

3.1.1 单晶硅太阳能电池 54

3.1.2 多晶硅太阳能电池 56

3.1.3 非晶硅薄膜太阳能电池 57

3.2 按材料不同分类的太阳能电池 58

3.2.1 多晶硅薄膜太阳能电池 58

3.2.2 微晶硅太阳能电池 59

3.2.3 HIT太阳能电池 60

3.2.4 有机聚合物太阳能电池 60

3.2.5 染料敏化太阳能电池 64

3.2.6 量子点敏化太阳能电池 67

3.2.7 无机半导体纳米晶薄膜太阳能电池 69

3.2.8 钙钛矿太阳能电池 75

3.3 按电池结构分类的太阳能电池 79

3.3.1 同质结太阳能电池 79

3.3.2 异质结太阳能电池 79

3.3.3 肖特基结太阳能电池 79

3.3.4 复合结太阳能电池 79

3.4 新型太阳能电池 80

3.4.1 纳米晶太阳能电池 80

3.4.2 叠层太阳能电池 80

3.4.3 柔性太阳能电池 81

参考文献 81

4固体激光器 84

4.1 固体激光器的基本组成及工作原理 84

4.1.1 工作物质 85

4.1.2 泵浦系统 85

4.1.3 聚光系统 86

4.1.4 光学谐振腔 87

4.1.5 冷却与滤光系统 87

4.2 固体激光器的应用 88

4.2.1 军事国防 88

4.2.2 医疗美容 89

4.3 固体激光器的分类 89

4.3.1 可调谐近红外固体激光器 90

4.3.2 可调谐紫外Ce3＋激光器 92

4.3.3 可调谐中红外Cr2＋激光器 92

4.3.4 镱激光器 92

4.3.5 掺钛蓝宝石激光器 92

4.4 高功率灯泵浦固体激光器的研究 94

4.4.1 光学谐振腔的研究 96

4.4.2 激光介质热效应的研究 107

4.5 Nd：YAG激光器 117

4.5.1 Nd：YAG晶体结构、物理性能和激光特性[16] 119

4.5.2 Nd：YAG激光棒 123

4.5.3 Nd：YAG激光器的理论分析 126

参考文献 128

5利用固体激光器制备太阳能电池的理论分析及应用 130

5.1 激光器制备电池的理论分析 131

5.1.1 激光产生的理论基础 131

5.1.2 固体激光器加工系统 134

5.1.3 激光与材料的相互特性 134

5.2 基于固体激光器加工晶硅太阳能电池 136

5.2.1 激光加工技术在硅太阳能电池中的应用 136

5.2.2 激光加工技术在薄膜太阳能电池中的应用 139

5.2.3 连续激光电源输出电流对划片的影响分析 142

5.2.4 声光Q电源输出频率对划片的影响分析 143

5.2.5 声光Q电源输出脉宽对划片的影响分析 145

5.2.6 激光扫描速度/工作台移动速度对划片的影响分析 146

5.2.7 激光器光学系统出光光斑直径对划片的影响分析 148

5.3 激光掺杂选择性发射极太阳能电池 151

5.3.1 选择性发射极 153

5.3.2 激光掺杂工艺对硅片方阻的影响 156

5.3.3 激光掺杂工艺对电池外量子效率的影响 157

5.3.4 激光掺杂工艺对电池光电转换效率的影响 158

5.3.5 激光掺杂工艺致使电池失效的分析 159

5.4 利用激光制备硅太阳能电池表面织化结构 160

5.4.1 表面织构 161

5.4.2 表面织构的减反射原理 162

5.4.3 激光表面织构技术 163

5.4.4 单晶体硅电池绒面织构技术 164

5.4.5 多晶硅电池绒面织构技术 165

5.4.6 激光表面织构技术的发展 167

5.5 固体激光器在非晶硅太阳能电池中的应用 168

5.5.1 非晶硅薄膜太阳能电池结构和制备工艺 169

5.5.2 非晶硅薄膜太阳能电池激光刻线系统 171

5.5.3 脉冲激光对非晶硅薄膜晶化现象的影响 177

5.5.4 非晶硅薄膜太阳能电池激光除边工艺研究 180

5.5.5 激光专用机在非晶硅太阳能电池制备中的应用 182

参考文献 185

6固体激光器对电池效率的影响 187

6.1 优化激光工作波长 187

6.2 优化固体激光器工作参数 189

6.2.1 通过数值计算分析高斯光束焦点 189

6.2.2 通过实验探索高斯光束焦点 191

6.3 探索固体激光器功率对硅片的影响 194

6.4 探索固体激光器速度对硅片的影响 206

6.5 探索固体激光器脉冲重复频率对硅片的影响 211

6.6 总结 213

参考文献 214