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第1章 薄膜太阳电池简介 1

1.1太阳电池物理基础 1

1.1.1半导体 1

1.1.2 pn结 3

1.1.3金属半导体接触 4

1.2薄膜 5

1.2.1真空 5

1.2.2薄膜的制备 6

1.2.3薄膜的表征 13

1.3薄膜太阳电池应用前景 20

参考文献 22

第2章 硅基薄膜太阳电池 23

2.1非晶硅材料特性 23

2.1.1非晶硅的发展历史 23

2.1.2非晶硅材料的结构与电子态 24

2.1.3非晶硅材料的光学特性 26

2.1.4非晶硅材料的电学特性 30

2.1.5非晶硅合金 33

2.2纳米晶硅材料特性 34

2.2.1纳米晶硅材料的发展历史 34

2.2.2纳米晶硅材料的结构与表征 36

2.2.3纳米晶硅材料的缺陷及带隙态 39

2.2.4纳米晶硅材料的杂质与掺杂 40

2.3硅基薄膜材料的制备方法及生长原理 42

2.3.1 PECVD设备 42

2.3.2 PECVD反应原理 44

2.4硅基薄膜太阳电池器件原理 48

2.4.1硅基薄膜太阳电池设计原理 48

2.4.2硅基薄膜太阳电池结构及多结电池 50

2.4.3硅基薄膜太阳电池里的关键技术 52

2.5硅基薄膜太阳电池产业化 60

2.5.1以玻璃为衬底的硅基薄膜太阳电池制备技术 60

2.5.2以柔性材料为衬底的硅基薄膜太阳电池制备技术 65

2.6硅基薄膜太阳电池的未来发展 67

2.6.1硅基薄膜太阳电池的产业化现状 67

2.6.2硅基薄膜太阳电池的优势 68

2.6.3硅基薄膜太阳电池面临的挑战 69

2.6.4硅基薄膜太阳电池未来的发展方向 69

2.7硅基薄膜材料在其他领域中的应用 70

2.7.1硅基薄膜在薄膜晶体硅中的应用 70

2.7.2硅基薄膜在晶体硅异质结电池中的应用 71

参考文献 73

第3章 无机薄膜太阳电池 85

3.1 CdTe薄膜太阳电池 86

3.1.1 CdTe薄膜太阳电池的结构 87

3.1.2 CdTe的基本性质 89

3.1.3 CdTe的制备方法 90

3.1.4 CdTe薄膜太阳电池的发展 92

3.2 CIGS薄膜太阳电池 92

3.2.1 CIGS薄膜太阳电池的结构 93

3.2.2 CIGS的材料属性和特点 95

3.2.3 CIGS的制备方法 96

3.2.4 CIGS薄膜太阳电池的发展 98

3.3 CZTSSe薄膜太阳电池 99

3.3.1 CZTSSe薄膜太阳电池的结构 99

3.3.2 CZTS的基本性质 101

3.3.3 CZTSSe的制备方法 102

3.3.4 CZTSSe薄膜太阳电池的发展前景 106

3.4 Sb2 Se3薄膜太阳电池 106

3.4.1 Sb2 Se3薄膜太阳电池的结构 107

3.4.2 Sb2 Se3的基本性质 108

3.4.3 Sb2 Se3的制备方法 108

3.4.4 Sb2 Se3薄膜太阳电池的发展 111

参考文献 111

第4章 钙钛矿太阳电池 118

4.1钙钛矿太阳电池发展简介 118

4.2钙钛矿材料结构与光电学性质 120

4.2.1钙钛矿材料结构 120

4.2.2钙钛矿材料光学性能 122

4.2.3钙钛矿材料电学性能 124

4.3钙钛矿太阳电池结构 126

4.3.1液态电解质的钙钛矿太阳电池 126

4.3.2介孔型钙钛矿太阳电池 129

4.3.3平面异质结型钙钛矿太阳电池 132

4.3.4无电子传输层型钙钛矿太阳电池 135

4.3.5无空穴传输层型钙钛矿太阳电池 136

4.4钙钛矿太阳电池工作机制 139

4.4.1介孔型钙钛矿太阳电池的工作机制 140

4.4.2平面异质结型钙钛矿太阳电池的工作机制 144

4.4.3无空穴传输层钙钛矿太阳电池的工作机制 146

4.5钙钛矿太阳电池材料 147

4.5.1电子传输层材料 148

4.5.2介孔骨架层材料 149

4.5.3钙钛矿层材料 151

4.5.4空穴传输层材料 153

4.5.5电极材料 155

4.6钙钛矿材料合成制备方法 155

4.6.1一步法 155

4.6.2反溶剂处理法 158

4.6.3两步法 159

4.6.4改进的两步法 161

4.6.5固相反应法 163

4.6.6气相-固相反应法 165

4.6.7共蒸发法 166

4.7钙钛矿材料的应用 167

4.7.1钙钛矿太阳电池光解水 167

4.7.2可穿戴电源 169

4.7.3光电探测器 172

参考文献 172

第5章 染料敏化太阳电池 181

5.1染料敏化太阳电池概述 181

5.1.1染料敏化太阳电池的结构 181

5.1.2染料敏化太阳电池的工作原理 182

5.1.3染料敏化太阳电池的光电性能参数 184

5.2染料敏化太阳电池染料分子 185

5.2.1多吡啶钌染料 186

5.2.2锌-卟啉染料 189

5.2.3有机染料 190

5.3染料敏化太阳电池界面调控 196

5.3.1光阳极和染料吸附 196

5.3.2单分子染料吸附 198

5.3.3多个染料分子吸附 200

5.3.4染料分子间的相互作用 201

5.4染料敏化太阳电池电解液 202

5.4.1氧化还原电对 203

5.4.2染料再生 204

5.5染料敏化太阳电池对电极 206

5.5.1碳对电极材料 208

5.5.2聚合物对电极材料 209

5.5.3金属化合物对电极材料 210

5.5.4复合物对电极材料 212

参考文献 214

第6章 有机太阳电池 230

6.1有机太阳电池的光物理过程与性能参数 232

6.1.1有机太阳电池的光电转化过程 232

6.1.2有机太阳电池的等效电路 234

6.1.3有机太阳电池的性能参数 234

6.2有机太阳电池的制备方法与形貌控制 236

6.3有机太阳电池的结构优化 240

6.3.1肖特基型单层器件结构 241

6.3.2双层D/A异质结器件结构 241

6.3.3 D/A体相异质结太阳电池 241

6.3.4叠层有机太阳电池器件 242

6.4有机半导体材料 244

6.4.1共轭聚合物给体材料 245

6.4.2小分子给体材料 248

6.4.3受体材料 249

6.5界面工程 256

6.5.1空穴传输层材料 257

6.5.2电子传输层材料 262

6.6电极材料 268

6.7小结 269

参考文献 269

第7章 太阳电池发展趋势 279

7.1薄膜电池 281

7.2柔性电池 284

7.3叠层电池 287

7.4新概念电池 291

7.4.1黑硅太阳电池 291

7.4.2铁电薄膜电池 293

7.5太阳电池的新用途 295

参考文献 298