硅太阳能电池 高级原理与实践PDF电子书下载

第1章 引言 1

参考文献 2

第2章 晶体结构与能带 3

2.1 引言 3

2.2 晶体结构 3

2.3 薛定谔波动方程 4

2.4 倒易晶格 4

2.5 能带 6

2.6 电子的态密度与占有概率 8

2.7 动量与有效质量 9

参考文献 11

第3章 声子、光子与激子 13

3.1 引言 13

3.2 声子 13

3.3 光子 14

3.4 拉曼散射 15

3.5 激子 17

参考文献 18

第4章 硅的光学性质 19

4.1 引言 19

4.2 纯硅对光的吸收 19

4.2.1 一般情况 19

4.2.2 声子辅助的光吸收过程 20

4.2.3 吸收边 22

4.2.4 波长调制光谱法 23

4.2.5 多声子过程 24

4.2.6 直接吸收 26

4.2.7 自由载流子与晶格吸收 28

4.3 折射率 29

4.4 温度依从性 30

4.5 重掺杂硅 31

4.6 其他吸收过程 33

参考文献 33

第5章 产生、复合与载流子输运 35

5.1 一般公式 35

5.2 产生 35

5.3 复合 36

5.3.1 概述 36

5.3.2 辐射复合 37

5.3.3 带对带俄歇复合 37

5.3.4 通过缺陷能级的复合 39

5.4 载流子输运 43

5.4.1 漂移和扩散 43

5.4.2 玻耳兹曼输运方程 43

5.4.3 多数载流子和少数载流子迁移率 44

5.4.4 高注入的迁移率 47

5.4.5 激子输运 47

5.4.6 重掺效应 48

参考文献 51

第6章 光陷阱 54

6.1 引言 54

6.2 随机陷光 54

6.3 几何陷光 56

6.3.1 介绍 56

6.3.2 二维几何结构 57

6.3.3 三维几何结构 58

6.4 实验结果 62

6.5 聚光太阳能电池 63

6.6 电池封装中的光陷阱 64

参考文献 66

第7章 基础效率极限 68

7.1 引言 68

7.2 光生电流限制 68

7.3 开路电压极限 70

7.3.1 一般情况 70

7.3.2 低注入条件 70

7.3.3 狭窄基区，高注入条件 73

7.4 填充因子极限 74

7.5 效率极限 75

7.5.1 非聚光电池 75

7.5.2 聚光太阳能电池 76

7.6 材料要求 77

7.7 突破效率极限 79

参考文献 81

第8章 阈下载流子生成 82

8.1 引言 82

8.2 锗合金 83

8.3 杂质光伏效应 84

8.3.1 简介 84

8.3.2 光学俘获截面 84

8.3.3 设计理念 85

8.3.4 个例分析——铟 86

8.3.5 其他掺杂物质 88

8.3.6 细致平衡分析 89

8.4 其他设计 90

8.4.1 植入缺陷层 90

8.4.2 Delta掺杂 90

8.5 层叠电池 91

参考文献 91

第9章 表面、接触与体区性质 94

9.1 引言 94

9.2 表面复合 94

9.2.1 界面态与氧化层陷阱 94

9.3 界面态复合 98

9.3.1 独立离散界面态 98

9.3.2 独立连续界面态 98

9.3.3 等量俘获截面 98

9.3.4 恒定俘获截面比 99

9.3.5 实验表面态密度与俘获截面 99

9.4 接触复合 103

9.5 体复合 105

9.6 吸除法 108

9.7 缺陷钝化 110

参考文献 110

第10章 硅太阳能电池的发展 114

10.1 绪论 114

10.2 早期硅太阳能电池 114

10.3 传统的空间太阳能电池 116

10.4 背电场 116

10.5 紫电池 117

10.6 黑电池 118

10.7 氧化物表面钝化 120

10.8 电极接触钝化 120

10.9 顶层表面钝化太阳能电池 121

10.10 顶面和背面钝化太阳能电池 123

10.11 PERL太阳能电池的设计 125

10.11.1 光学特征 125

10.11.2 电学特征 126

10.12 总结 128

参考文献 129

第11章 丝网印刷和埋栅太阳能电池 133

11.1 绪论 133

11.2 丝网印刷太阳能电池 133

11.2.1 结构 133

11.2.2 典型性能 135

11.2.3 经改良的技术 135

11.3 埋栅太阳能电池 136

11.3.1 结构 136

11.3.2 性能分析 137

11.3.3 量产经验 138

11.3.4 未来工艺发展 138

参考文献 140

第12章 高性能聚光太阳能电池 142

12.1 绪论 142

12.2 传统太阳能电池 142

12.2.1 低成本设计 142

12.2.2 高效率空间太阳能电池技术 144

12.2.3 PESC和PERL太阳能电池 144

12.2.4 V形槽硅电池 145

12.3 背接触太阳能电池 145

12.3.1 叉指形背接触太阳能电池 145

12.3.2 前面场电池和叠层太阳能电池 146

12.3.3 双面和点光栅太阳能电池 147

12.4 垂直结太阳能电池 148

12.5 点接触太阳能电池 149

12.5.1 结构 149

12.5.2 复合作用的组成部分 150

12.5.3 光生电流的收集 150

12.5.4 实验结果 151

12.5.5 点接触电池的稳定性 153

12.5.6 近期的发展 153

12.6 总结 154

参考文献 154

第13章 mc-Si多晶硅和带状硅 157

13.1 概述 157

13.2 氢钝化 158

13.3 磷处理 158

13.4 其他钝化方法 161

13.5 制绒 161

13.6 高级电池结构 162

参考文献 163

第14章 薄膜pc-Si多晶硅电池和多层电池 166

14.1 引言 166

14.2 晶界 166

14.2.1 物理结构 166

14.2.2 电子学性质 167

14.2.3 电阻效应 169

14.2.4 复合性质 170

14.3 晶内性质 177

14.4 单结太阳能电池 179

14.5 多层太阳能电池 181

14.6 小结 183

参考文献 183

第15章 总结 186

附录A 希腊字母表 188

附录B 基本物理常数 189

附录C 光谱数据表 190

附录D 硅的光学性质（300K） 192

附录E 准费米能级 194

E.1 引言 194

E.2 热平衡 194

E.3 非平衡态 194

E.4 界面 195

E.5 非平衡态p-n结 196

E.6 准费米能级的应用 196

附录F 反射控制 199

F.1 减反膜 199

F.2 表面制绒 199

F.2.1 历史回顾与技术前景 199

F.2.2 制绒控制反射的理论 200

参考文献 203

附录G 红外光谱响应 206

参考文献 209

索引 210