太阳电池薄膜技术PDF电子书下载

第1章薄膜生长技术 1

1.1气相法 1

1.1.1化学气相沉积法 1

1.1.2物理气相法 5

1.2液相法 13

1.2.1化学镀法 13

1.2.2电镀法 13

1.2.3辊涂法 14

1.2.4浸渍提拉法 15

1.2.5喷涂法 16

1.2.6旋涂法 17

参考文献 18

第2章薄膜的表征方法 19

2.1形貌和结构的表征 19

2.1.1 X射线衍射方法 19

2.1.2低能电子衍射和反射高能电子衍射 21

2.1.3拉曼光谱 22

2.1.4电子显微技术 22

2.2成分分析方法 29

2.2.1光电子能谱 29

2.2.2二次离子质谱 31

2.2.3卢瑟福背散射 31

2.2.4傅里叶变换光谱仪 32

2.2.5光致发光光谱和阴极射线发光光谱 33

2.3厚度分析方法 34

2.3.1椭圆偏振光谱 34

2.3.2光干涉法 35

2.4其他分析方法 36

2.4.1附着力的测量 36

2.4.2透光率的测量 37

参考文献 38

第3章薄膜生长中的量子态现象 39

3.1现有几种主要的薄膜生长理论 39

3.1.1薄膜沉积的三种基本模式 40

3.1.2氢化非晶硅的生长 40

3.1.3氢化微晶硅的生长 40

3.1.4逐层生长模型 42

3.1.5 Fortmann和Shimizu提出的非晶相到结晶相转化的新模型 42

3.1.6非晶硅和微晶硅薄膜临界点扩散模型 43

3.1.7其他相关模型 43

3.2薄膜生长过程中的量子态现象 44

3.2.1随温度变化的量子态现象 44

3.2.2随氢稀释比变化的量子态现象 47

3.2.3随功率变化的量子态现象 47

3.2.4随其他情况变化的量子态现象 49

3.3量子态现象的特征 50

3.4量子态现象的原因分析 51

3.5量子态现象的物理思想 53

3.5.1量子态作为物质能态的普遍性 53

3.5.2量子态的差别性 54

3.5.3量子态现象——从微观量子态到宏观物质能态 54

3.6等能量驱动原理 55

参考文献 57

第4章太阳电池技术 59

4.1太阳电池简介 59

4.2光伏效应 61

4.2.1半导体简介 61

4.2.2电子-空穴对 62

4.2.3 p-n结 63

4.3太阳电池的分类 65

4.3.1晶体硅太阳电池 65

4.3.2薄膜太阳电池 66

4.4太阳电池现状和发展 66

4.4.1硅材料地位的确定 66

4.4.2体材料与薄膜材料的对比 67

4.4.3薄膜太阳电池对比 68

参考文献 71

第5章非晶硅薄膜太阳电池 72

5.1透明导电氧化物薄膜 72

5.1.1 ZAO薄膜的特性 73

5.1.2太阳电池对TCO镀膜玻璃的性能要求 74

5.1.3 ZAO导电膜的研究现状及制备方法 75

5.1.4磁控溅射镀膜的物理过程 77

5.1.5 TCO结构性能指标分析 79

5.1.6影响 TCO薄膜性能的主要因素 80

5.2非晶硅薄膜太阳电池的生产 83

5.2.1非晶硅薄膜材料性能的表征 83

5.2.2非晶硅薄膜太阳电池制备的基本方法 84

5.2.3影响非晶硅薄膜性能的主要因素 86

5.2.4非晶硅薄膜太阳电池的结构 88

5.2.5工业化非晶硅薄膜太阳电池的生产设备和测试 91

参考文献 93

第6章多晶硅薄膜太阳电池 95

6.1常规电阻炉退火制备多晶硅薄膜的研究 95

6.1.1常规电阻炉退火的温度研究 97

6.1.2常规电阻炉退火的时间研究 99

6.2光退火制备多晶硅薄膜的研究 103

6.2.1光退火的温度研究 103

6.2.2光退火的时间研究 105

6.3常规电阻炉退火与光退火固相晶化的对比 109

6.3.1实验方法 109

6.3.2实验结果及分析 109

6.3.3结论 112

6.4硅薄膜结构和性能的自然衰变 112

6.4.1实验方法 112

6.4.2实验结果与讨论 112

6.4.3结论 114

6.5关于硅薄膜与玻璃基底的结合问题 114

6.6光退火制备多晶硅薄膜的计算 115

参考文献 119

第7章铜铟镓硒薄膜太阳电池 120

7.1铜铟镓硒薄膜太阳电池材料 120

7.2铜铟镓硒薄膜太阳电池的原理 122

7.3铜铟镓硒薄膜太阳电池的制备方法 124

7.3.1共蒸发法 124

7.3.2溅射后硒化法 124

7.3.3非真空沉积法 125

7.4铜铟镓硒薄膜太阳电池的典型结构 126

7.4.1 Mo背接触层 126

7.4.2 CdS缓冲层 126

7.4.3氧化锌窗口层 128

7.4.4顶电极和减反膜 128

7.5铜铟镓硒柔性薄膜太阳电池 129

7.5.1铜铟镓硒柔性薄膜太阳电池的特点 129

7.5.2衬底材料的选择和要求 130

7.5.3柔性金属衬底铜铟镓硒太阳电池 130

7.6铜铟镓硒薄膜太阳电池的发展趋势 131

7.6.1无镉缓冲层 131

7.6.2其他Ⅰ-Ⅲ-Ⅵ族化合物半导体材料 131

参考文献 132

第8章砷化镓薄膜太阳电池 133

8.1砷化镓薄膜太阳电池简介 133

8.2砷化镓系太阳电池工作原理 134

8.3单结砷化镓太阳电池 135

8.4多结砷化镓太阳电池 136

8.5砷化镓量子点太阳电池 138

8.5.1量子点的特点 138

8.5.2量子点在电池中的作用 139

8.5.3量子点应用在砷化镓太阳电池中的研究 139

8.6砷化镓薄膜太阳电池的发展趋势 141

参考文献 143

第9章染料敏化纳米薄膜太阳电池 144

9.1染料敏化纳米薄膜太阳电池原理 144

9.2染料敏化纳米薄膜太阳电池结构 146

9.2.1导电基底材料 146

9.2.2纳米多孔半导体材料 146

9.2.3染料敏化剂 146

9.2.4电解质 147

9.2.5对电极 148

9.3染料敏化太阳电池所用材料 148

9.3.1衬底材料 148

9.3.2纳米半导体材料 148

9.3.3染料敏化剂 149

9.3.4电解质 150

9.3.5对电极 151

9.4染料敏化纳米薄膜太阳电池性能 151

9.4.1电化学性能 151

9.4.2光伏性能 152

9.4.3染料敏化太阳电池的性能指标 153

9.5染料敏化纳米薄膜太阳电池的发展趋势 153

参考文献 155

第10章薄膜的衬底材料 156

10.1薄膜衬底材料的选择 156

10.1.1衬底材料的选择标准 156

10.1.2几种常用的衬底材料的性能和特点 158

10.2太阳能玻璃 158

10.3压延光伏玻璃 160

10.3.1光伏玻璃原料选择的一般原则 160

10.3.2光伏玻璃的原料 160

10.3.3碎玻璃的使用 162

10.3.4光伏玻璃的化学组成 163

10.3.5压延光伏玻璃的生产 163

10.4浮法光伏玻璃 164

10.4.1浮法玻璃生产线 164

10.4.2浮法成形特点 165

10.4.3浮法锡槽技术 167

10.5平板玻璃的原始表面 172

参考文献 172

第11章光伏玻璃减反膜 173

11.1光伏玻璃减反膜简介 173

11.2减反膜的工作原理 174

11.3溶胶-凝胶法制备减反膜的原理和方法 176

11.4溶胶-凝胶法的特点 177

11.4.1溶胶-凝胶法的优点 177

11.4.2溶胶-凝胶制膜工艺的缺点 177

11.5溶胶-凝胶法制备减反膜的常用方法 178

11.5.1旋涂法 178

11.5.2浸渍提拉法 178

11.5.3辊涂法 179

11.5.4喷涂法 179

11.6溶胶-凝胶法制备减反膜的改性 180

11.7溶胶-凝胶法制备减反膜的工艺研究 181

11.7.1薄膜的制备过程 181

11.7.2溶胶-凝胶法制备减反膜过程中的关键参数 183

11.8双层减反膜 188

11.8.1薄膜的自洁性 190

11.8.2薄膜的超亲水性 191

11.9光伏玻璃减反膜的生产 192

11.9.1磨边清洗 192

11.9.2镀膜 192

11.9.3镀膜液的使用 194

11.9.4减反膜质量的检验 195

11.9.5镀膜玻璃质量的经验判断 197

参考文献 197