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第一章 绪论 1

1.1 开发利用太阳能的重要意义 1

1.1.1 化石燃料正面临日渐枯竭的危机状况 1

1.1.2 保护生态环境逐渐受到人们的重视 3

1.1.3 “3E”矛盾与解决 4

1.2 太阳能发电的特点 5

1.2.1 太阳能发电的优点 5

1.2.2 太阳能发电的缺点 5

1.3 近年来世界光伏产业的发展状况 6

1.3.1 太阳能电池的生产 6

1.3.2 各国光伏发展 9

习题 11

参考文献 11

第二章 太阳辐射 12

2.1 太阳简介 12

2.1.1 日地运动 13

2.1.2 地球绕太阳的运行规律 14

2.2 太阳辐射的光谱 14

2.2.1 大气层外的太阳辐射光谱 16

2.2.2 地球表面的太阳辐射光谱 17

2.3 世界和我国太阳能资源的分布情况 18

习题 20

参考文献 20

第三章 太阳能光伏器件的原理 22

3.1 半导体物理基础 22

3.1.1 固体的能带理论 24

3.1.2 电子和空穴的输运 27

3.1.3 半导体的掺杂特性 28

3.2 太阳能电池的工作原理 30

3.2.1 pn结 30

3.2.2 半导体的光电转换 35

3.3 太阳能电池的特性参数 36

3.3.1 标准测试条件 36

3.3.2 太阳能电池等效电路 36

3.3.3 伏安特性曲线 37

3.4 太阳能电池分类 40

3.4.1 按电池结构分类 40

3.4.2 按用途分类 41

3.4.3 按光电转换机理分类 41

3.4.4 按基体材料分类 42

习题 42

参考文献 43

第四章 晶体硅太阳能电池 45

4.1 硅材料的制备 45

4.2 单晶硅太阳能电池 47

4.2.1 单晶硅太阳能电池基本原理及结构 48

4.2.2 单晶硅锭的铸造 49

4.2.3 单晶硅片的制造 50

4.2.4 单晶硅电池片的制备工艺 51

4.2.5 单晶硅太阳能电池发展趋势 54

4.3 多晶硅太阳能电池 56

4.3.1 多晶硅太阳能电池制备工艺 56

4.3.2 多晶硅太阳能电池发展趋势 57

4.3.3 多晶硅薄膜太阳能电池 59

4.4 HIT太阳能电池片及其制造方法 60

4.4.1 HIT太阳能电池的基本原理及结构 61

4.4.2 HIT太阳能电池片的特点 62

4.5 太阳能电池组件 65

4.5.1 太阳能电池组件的结构及分类 66

4.5.2 太阳能电池组件的封装 67

4.6 晶体硅太阳能电池的发展趋势 69

4.6.1 高效率的太阳能电池结构 70

4.6.2 高效率太阳能电池的工艺技术 72

习题 74

参考文献 75

第五章 非晶硅及微晶硅薄膜太阳能电池 76

5.1 概述 76

5.2 非晶硅太阳能电池 77

5.2.1 非晶硅太阳能电池结构 78

5.2.2 非晶硅太阳能电池的工作原理 80

5.2.3 非晶硅太阳能电池的制备工艺 81

5.2.4 非晶硅太阳能电池的衰减及其可靠性 82

5.3 薄膜微晶硅（μc-Si：H）太阳能电池及其性能 84

5.3.1 薄膜微晶硅太阳能电池的结构 85

5.3.2 微晶硅的基本特性 85

5.3.3 微晶硅的材料及其制备 89

5.3.4 微晶硅薄膜太阳电池的发展趋势 91

5.4 非晶硅／微晶硅型叠层太阳能电池 92

习题 94

参考文献 94

第六章 无机化合物半导体太阳能电池 96

6.1 Ⅲ-Ⅴ族太阳能电池 96

6.1.1 引言 96

6.1.2 Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体的材料特性 97

6.1.3 Ⅲ-Ⅴ族系半导体太阳能电池的结构和特点 98

6.1.4 GaAs系太阳能电池 100

6.1.5 InP系太阳能电池 104

6.1.6 Ⅲ-Ⅴ族量子阱结构太阳能电池 106

6.1.7 Ⅲ-Ⅴ族聚光太阳能电池 107

6.1.8 Ⅲ-Ⅴ族化合物太阳能电池的制备方法 108

6.1.9 研究动态 110

6.2 CIGS太阳能电池 113

6.2.1 引言 113

6.2.2 CIGS半导体的材料特性 114

6.2.3 CIGS系太阳能电池的结构和性能 115

6.2.4 CIGS系太阳能电池的制备方法 117

6.2.5 CIGS太阳能电池的研发动态 119

6.3 CdS/CdTe太阳能电池 122

6.3.1 引言 122

6.3.2 CdS/CdTe半导体的材料特性 122

6.3.3 CdS/CdTe器件结构和特点 122

6.3.4 CdS/CdTe太阳能电池的制备方法 123

6.3.5 CdS/CdTe太阳能电池的研发动态 125

习题 125

参考文献 126

第七章 染料敏化太阳能电池 128

7.1 引言 128

7.2 染料敏化太阳能电池的结构与组成 129

7.2.1 导电电极 130

7.2.2 光阳极 130

7.2.3 反电极 131

7.2.4 染料 132

7.2.5 电解质 132

7.2.6 基底 132

7.2 工作原理 133

7.2.1 染料敏化太阳能电池原理 133

7.2.2 性能表征及制备 135

7.3 主要材料及制备方法 142

7.3.1 半导体纳米材料 142

7.3.2 电解质 148

7.3.3 染料敏化剂 150

7.4 染料敏化太阳能电池研究进展 154

7.4.1 染料敏化纳米晶太阳能电池的最新进展 154

7.4.2 研究方向 158

习题 158

参考文献 159

第八章 有机薄膜太阳能电池 162

8.1 有机薄膜太阳能电池简介 162

8.1.1 引言 162

8.1.2 有机太阳能电池的工作原理 163

8.1.3 等效电路 170

8.2 有机小分子太阳能电池 171

8.2.1 有机小分子光敏材料 171

8.2.2 小分子有机太阳能电池的制备方法 173

8.2.3 基于有机小分子的太阳能电池的器件结构 176

8.3 聚合物有机薄膜太阳能电池 179

8.3.1 引言 179

8.3.2 聚合物电子给体材料 179

8.3.3 富勒烯族电子受体材料 181

8.3.4 聚合物太阳能电池的制备方法 182

8.3.5 聚合物太阳能电池的器件结构 185

习题 188

参考文献 188