太阳能物理PDF电子书下载
- 电子书积分:11 积分如何计算积分?
- 作 者:(美)陈成均著
- 出 版 社:北京:机械工业出版社
- 出版年份:2012
- ISBN:9787111390169
- 页数:287 页
第1章 绪论 1
1.1太阳能 1
1.2走向后石油时代 4
1.3其他可再生能源 8
1.3.1水力发电 8
1.3.2风力发电 10
1.3.3生物质和生质能 12
1.3.4浅层地热能 17
1.3.5深层地热能 18
1.4太阳光伏基础 19
1.4.1现代太阳电池的诞生 20
1.4.2太阳电池的相关概念 21
1.4.3太阳电池的类型 22
1.4.4能量平衡 23
1.5物理范畴之外 24
1.5.1太阳能与经济 24
1.5.2太阳能与和平 26
1.5.3世界各地的太阳能热水器 28
1.5.4光伏:趋向电网平价 31
习题 35
第2章 太阳辐射特性 37
2.1光作为电磁波 37
2.1.1麦克斯韦方程 37
2.1.2矢量势 38
2.1.3电磁波 39
2.1.4平面波 40
2.1.5光的偏振 40
2.1.6电子在电场和磁场中的运动 40
2.2光学薄膜 42
2.2.1相对电介质常数和折射率 42
2.2.2能量守恒和Poynting矢量 44
2.2.3菲涅尔公式 45
2.3黑体辐射 47
2.3.1 Rayleigh- Jeans定律 47
2.3.2普朗克公式和斯特藩-玻尔兹曼定律 49
2.4光电效应和光子概念 52
2.4.1爱因斯坦的光子理论 53
2.4.2 Millikan的实验验证 54
2.4.3波粒二象性 55
2.5爱因斯坦的黑体方程推导 55
习题 57
第3章 太阳能起源 59
3.1太阳的基本参数 59
3.1.1距离 60
3.1.2质量 60
3.1.3半径 60
3.1.4发射功率 60
3.1.5表面温度 60
3.1.6元素组成 61
3.2 Kelvin- Helmholtz时间尺度 61
3.3太阳能的来源 63
3.3.1 p- p链 64
3.3.2碳链 65
3.3.3太阳的内部结构 65
习题 66
第4章 跟踪太阳光 67
4.1地球自转:纬度和经度 67
4.2天球 68
4.2.1坐标变换:直角坐标系 70
4.2.2坐标变换:球面三角法 71
4.3基于太阳时的处理 73
4.3.1黄赤交角和太阳赤纬 73
4.3.2日出时间与日落时间 74
4.3.3任意表面上的直接太阳辐射 75
4.3.4每日直接太阳辐射能量 76
4.3.5 24节气 80
4.4基于标准时的处理 82
4.4.1恒星时和太阳时 82
4.4.2太阳的赤经 83
4.4.3起源于黄赤交角的时差 83
4.4.4远日点和近日点 85
4.4.5起源于地球轨道离心率的时差 86
4.4.6时间方程 86
4.4.7太阳的赤纬 88
4.4.8太阳的日行迹 88
习题 88
第5章 太阳光与地球的相互作用 90
5.1辐射与物质的相互作用 90
5.1.1吸收率、反射率和透射率 90
5.1.2发射率和基尔霍夫定律 91
5.1.3 Bouguer- Lambert- Beer定律 91
5.2太阳光与大气层的相互作用 93
5.2.1 AM1.5的日射光谱辐照度 93
5.2.2年均日照图 95
5.2.3晴朗指数 95
5.2.4直射和漫射太阳辐射 96
5.3渗透到地球的太阳能 97
习题 100
第6章 太阳能热力学 102
6.1定义 102
6.2热力学第一定律 103
6.3热力学第二定律 105
6.3.1卡诺循环 105
6.3.2热力学温度 107
6.3.3熵 108
6.4热力学函数 108
6.4.1自由能 109
6.4.2焓 109
6.4.3吉布斯(Gibbs)自由能 109
6.4.4化学势 110
6.5理想气体 110
6.6地源热泵和空调 113
6.6.1原理 113
6.6.2性能系数 114
6.6.3蒸气压缩热泵和制冷机 115
6.6.4地热交换器 116
习题 121
第7章 量子跃迁 122
7.1量子力学的基本概念 122
7.1.1量子态:能级和波函数 122
7.1.2动态变量和运动方程 123
7.1.3一维势阱 124
7.1.4氢原子 126
7.2多电子原子系统 127
7.2.1单电子近似 128
7.2.2量子态的直接观测 128
7.2.3分子的量子态:HOMO和LUMO 129
7.2.4纳米晶体的量子态 131
7.3黄金法则 131
7.3.1周期性扰动的时变微扰 132
7.3.2连续光谱的黄金法则 134
7.3.3细致平衡原理 134
7.4与光子的交互作用 135
习题 136
第8章 pn结 137
8.1半导体 137
8.1.1导体、半导体和绝缘体 137
8.1.2电子和空穴 138
8.1.3 p型和n型半导体 139
8.2 pn结的形成 141
8.3 pn结分析 144
8.3.1偏置电压效应 145
8.3.2过剩少数载流子的寿命 146
8.3.3 pn结电流 146
8.3.4 Shockley方程 147
习题 148
第9章 半导体太阳电池 150
9.1基本概念 150
9.1.1电能产生 152
9.1.2太阳电池方程 153
9.1.3最大功率和填充因子 153
9.2 Shockley- Queisser极限 155
9.2.1效率上限 155
9.2.2载流子复合时间的影响 157
9.2.3细致平衡处理 158
9.2.4额定效率 159
9.2.5 Shockley- Queisser效率极限 160
9.2.6 AM1.5辐射的效率极限 161
9.3无辐射复合过程 162
9.3.1俄歇复合 163
9.3.2陷阱态复合 163
9.3.3表面态复合 164
9.4抗反射涂层 164
9.4.1矩阵法 165
9.4.2单层抗反射涂层 167
9.4.3双层抗反射涂层 169
9.5晶体硅太阳电池 170
9.5.1纯硅的生产 170
9.5.2太阳电池设计和处理 171
9.5.3模块组装 172
9.6薄膜太阳电池 173
9.6.1 CdTe太阳电池 173
9.6.2 CIGS太阳电池 174
9.6.3非晶硅薄膜太阳电池 175
9.7叠层太阳电池 175
习题 177
第10章 太阳能电化学 179
10.1光合作用的物理学 179
10.1.1叶绿素 180
10.1.2 ATP:生物界的通用储能单元 181
10.1.3 NADPH和NADP+ 182
10.1.4卡尔文循环 182
10.1.5 C4植物与C3植物 184
10.1.6叶绿体 184
10.1.7光合作用的效率 184
10.2人工光合作用 186
10.3转基因藻类 186
10.4染料敏化太阳电池 187
10.5双层有机太阳电池 188
习题 190
第11章 太阳热能 191
11.1早期太阳热能应用 191
11.2太阳能集热器 193
11.2.1选择性吸收表面 193
11.2.2平板太阳能集热器 197
11.2.3全玻璃真空管太阳能集热器 201
11.2.4热管式太阳能集热器 202
11.2.5高压真空管太阳能集热器 203
11.3太阳能热水器 204
11.3.1具有热管式太阳能集热器的系统 204
11.3.2具有承压热交换器的系统 205
11.3.3具有独立热交换水箱的系统 206
11.4太阳热发电 206
11.4.1抛物面槽式聚光器 207
11.4.2定日镜和中央接收器 208
11.4.3抛物面碟状聚光器和Stirling发动机 209
11.4.4太阳能的组合集成 210
11.4.5线性菲涅尔反射聚光器 211
习题 213
第12章能量存储 215
12.1显热存储 215
12.1.1水 216
12.1.2固体显热存储材料 217
12.1.3合成油与填充床 218
12.2相变存储 218
12.2.1水-冰系统 219
12.2.2石蜡和其他有机材料 220
12.2.3盐水合物 222
12.2.4 PCM封装 222
12.3蓄电池 222
12.3.1蓄电池的电化学 223
12.3.2铅酸蓄电池 224
12.3.3镍氢蓄电池 225
12.3.4锂电池 225
12.3.5锂的矿产资源 227
12.4太阳能和电动汽车 228
习题 230
第13章 阳光建筑 231
13.1早期太阳能建筑 232
13.1.1古代太阳能建筑 232
13.1.2中国农村房屋的整体结构 232
13.2建筑材料 233
13.2.1热阻 233
13.2.2比热阻 233
13.2.3热导系数:U值 234
13.2.4热质 235
13.2.5玻璃窗 235
13.3整体设计举例 236
13.4太阳能社区的土地利用 239
习题 241
附录 242
附录A能量单位转换 242
附录B球面三角学 243
B.1球面三角形 243
B.2余弦公式 244
B.3正弦公式 245
B.4公式C 246
习题 246
附录C量子力学基础 247
C.1谐振子 247
C.2角动量 249
C.3氢原子 251
附录D粒子统计 253
D.1麦克斯韦-玻尔兹曼统计 253
D.2费米-狄拉克统计 255
附录E AM1.5参考太阳光谱 255
符号列表 263
参考文献 266
- 《新编高中物理竞赛教程习题全解》钟小平主编;钟小平,倪国富,曹海奇编写 2019
- 《数学物理方法与仿真 第3版》杨华军 2020
- 《中学物理奥赛辅导:热学 光学 近代物理学》崔宏滨 2012
- 《长江口物理、化学与生态环境调查图集》于非 2019
- 《大学物理简明教程 下 第2版》施卫主编 2020
- 《慢性呼吸系统疾病物理治疗工作手册》(荷)瑞克·考斯林克(RikGosselink) 2020
- 《医学物理学》洪洋 2020
- 《初中物理知识地图》赵端旭 2017
- 《高等医药院校教材 医学物理学实验指导》(中国)杨晓岚 2019
- 《写给孩子的趣味物理学》(俄)雅科夫·伊西达洛维奇·别莱利曼著 2019
- 《SQL与关系数据库理论》(美)戴特(C.J.Date) 2019
- 《魔法销售台词》(美)埃尔默·惠勒著 2019
- 《看漫画学钢琴 技巧 3》高宁译;(日)川崎美雪 2019
- 《优势谈判 15周年经典版》(美)罗杰·道森 2018
- 《社会学与人类生活 社会问题解析 第11版》(美)James M. Henslin(詹姆斯·M. 汉斯林) 2019
- 《海明威书信集:1917-1961 下》(美)海明威(Ernest Hemingway)著;潘小松译 2019
- 《迁徙 默温自选诗集 上》(美)W.S.默温著;伽禾译 2020
- 《上帝的孤独者 下 托马斯·沃尔夫短篇小说集》(美)托马斯·沃尔夫著;刘积源译 2017
- 《巴黎永远没个完》(美)海明威著 2017
- 《剑桥国际英语写作教程 段落写作》(美)吉尔·辛格尔顿(Jill Shingleton)编著 2019
- 《指向核心素养 北京十一学校名师教学设计 英语 七年级 上 配人教版》周志英总主编 2019
- 《北京生态环境保护》《北京环境保护丛书》编委会编著 2018
- 《高等教育双机械基础课程系列教材 高等学校教材 机械设计课程设计手册 第5版》吴宗泽,罗圣国,高志,李威 2018
- 《指向核心素养 北京十一学校名师教学设计 英语 九年级 上 配人教版》周志英总主编 2019
- 《高等院校旅游专业系列教材 旅游企业岗位培训系列教材 新编北京导游英语》杨昆,鄢莉,谭明华 2019
- 《中国十大出版家》王震,贺越明著 1991
- 《近代民营出版机构的英语函授教育 以“商务、中华、开明”函授学校为个案 1915年-1946年版》丁伟 2017
- 《新工业时代 世界级工业家张毓强和他的“新石头记”》秦朔 2019
- 《智能制造高技能人才培养规划丛书 ABB工业机器人虚拟仿真教程》(中国)工控帮教研组 2019
- 《AutoCAD机械设计实例精解 2019中文版》北京兆迪科技有限公司编著 2019