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第1章 太阳能与太阳辐射 1

1.1 太阳与太阳能 1

1.2 日地运动与太阳辐射强度随季节和地域的变化 4

1.3 太阳光谱与大气吸收 8

1.4 光的波粒二象性与光子能量 10

1.5 太阳辐射的光谱辐照度和光谱光子辐照度 11

1.6 全球和中国的太阳能资源的分布 12

参考文献 13

第2章 晶体学与半导体物理基础 14

2.1 晶体与非晶体，单晶与多晶 14

2.2 晶体缺陷 19

2.3 固体的能带理论 20

2.4 半导体的分类与电学特性 28

2.5 本征半导体的导电机制 30

2.6 杂质半导体的导电机制与特性 33

2.7 半导体的费米能级 37

2.8 半导体中载流子的运动与电阻率 38

2.9 非平衡载流子的产生与复合 41

2.10 半导体的光吸收 44

2.11 半导体的p-n结 47

2.12 半导体与金属的接触 50

参考文献 52

第3章 太阳电池及其性能参数 53

3.1 光伏效应与太阳电池 53

3.2 太阳电池的基本结构与工作原理 56

3.3 太阳电池的等效电路及电压-电流关系式 58

3.4 太阳电池的特性参数的理论分析 60

参考文献 68

第4章 太阳电池材料的制备与测试 69

4.1 工业硅的制造 69

4.2 高纯多晶硅的制造 69

4.3 晶体生长 74

4.4 晶体生长方法 77

4.5 薄膜材料的制备方法 85

4.6 半导体材料的化学成分的检测 85

4.7 半导体材料电学特性的检测 87

4.8 薄膜厚度的测量 90

4.9 半导体材料光吸收系数的测量 90

4.10 半导体禁带宽度的测定 91

4.11 少数载流子寿命的测量 92

4.12 载流子迁移率的测量 92

参考文献 92

第5章 太阳电池测试理论与技术 94

5.1 太阳电池的测试标准 94

5.2 太阳电池的标准测试条件 95

5.3 太阳电池光电特性测试系统 96

5.4 测试光源与太阳模拟器 96

5.5 标准太阳电池 101

5.6 太阳电池光电特性测试原理与系统 101

5.7 太阳电池Ⅰ-Ⅴ曲线的测量设备 103

5.8 太阳电池串联电阻与并联电阻的测量 107

5.9 太阳电池Ⅰ-Ⅴ曲线测试数据的处理与曲线拟合 109

5.10 太阳电池光谱响应的测量 116

5.11 太阳电池量子效率的测量 116

5.12 少数载流子寿命的测量 117

5.13 太阳电池热斑现象的测试 117

5.14 太阳电池的电致发光（EL）测试 118

5.15 太阳电池的光致发光（PL）测试 119

5.16 太阳电池的PID效应及其测试 120

参考文献 120

第6章 晶体硅太阳电池制造工艺及理论 122

6.1 晶体硅太阳电池的基本结构 122

6.2 晶体硅太阳电池制造工艺概述 123

6.3 硅片的切割和检测 125

6.4 硅片的清洗与表面处理 126

6.5 去除损伤层并制作绒面 127

6.6 扩散法制作p-n结 131

6.7 蚀刻硅片边缘和背面的扩散层 142

6.8 去除硅片表面的磷硅玻璃 143

6.9 减反射膜的制作 143

6.10 背表面电场的制作 151

6.11 电极制作与背电场形成 152

6.12 电池片的性能测试与分档 154

6.13 吸杂效应 155

参考文献 155

第7章 高效率晶体硅太阳电池 157

7.1 晶体硅太阳电池的理论效率 157

7.2 提高太阳电池效率的主要途径 159

7.3 表面钝化太阳电池 161

7.4 埋栅太阳电池（BCSC） 165

7.5 背电极太阳电池 165

7.6 弗朗霍夫太阳能研究所的局部背场电池（LBSF） 169

7.7 HIT和HJT太阳电池 170

7.8 离子注入法制造的太阳电池 172

7.9 尚德公司的冥王星高效太阳电池 173

7.10 选择发射极太阳电池 173

7.11 选择发射极太阳电池的制备方法 175

7.12 高效率PERC电池的产业化 177

7.13 高效率n型双面晶硅太阳电池 180

7.14 HBC高效率太阳电池 182

7.15 黑硅太阳电池 183

参考文献 185

第8章 晶体硅太阳电池组件的制造 189

8.1 太阳电池组件的封装方式 189

8.2 常规太阳电池的胶膜层压封装工艺 190

8.3 太阳电池组件的封装材料 192

8.4 封装设备 199

8.5 光伏组件的电位诱生衰减（PID）现象及其测试 202

8.6 太阳电池组件的检测和认证 203

参考文献 207

第9章 硅基薄膜太阳电池 208

9.1 非晶硅的基本物理性能 208

9.2 非晶硅薄膜的制备方法 216

9.3 非晶硅太阳电池的结构与制作 219

9.4 多结叠层硅基薄膜太阳电池 223

9.5 柔性衬底硅基薄膜太阳电池的大面积化和内联集成 227

9.6 非晶硅系太阳电池的优缺点 229

9.7 多晶硅薄膜太阳电池 230

9.8 本章小结 231

参考文献 232

第10章 Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体太阳电池 235

10.1 Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体太阳电池概述 235

10.2 单结砷化镓太阳电池 239

10.3 多结砷化镓太阳电池 244

10.4 柔性薄膜砷化镓太阳电池 249

10.5 本章小结 254

参考文献 254

第11章 化合物薄膜太阳电池 256

11.1 化合物薄膜太阳电池简介 256

11.2 铜铟镓硒薄膜太阳电池 257

11.3 碲化镉薄膜太阳电池 267

参考文献 272

第12章 有机和特种薄膜太阳电池 274

12.1 有机薄膜太阳电池 274

12.2 染料敏化太阳电池 277

12.3 钙钛矿型太阳电池 280

12.4 铜锌锡硫系太阳电池 286

12.5 硫化锡太阳电池 287

参考文献 287

第13章 太阳电池的模拟仿真 289

13.1 光学模拟的原理与方法 289

13.2 常用的光学模拟软件 290

13.3 电学模拟的原理与方法 291

13.4 常用的电学模拟软件 292

13.5 大型综合模拟软件（TCAD） 300

13.6 结语 303

参考文献 303

第14章 聚光和特种太阳电池 305

14.1 聚光太阳电池 305

14.2 日光跟随器 307

14.3 球珠硅太阳电池 308

14.4 量子点太阳电池 308

14.5 全光谱太阳电池与上下转换太阳电池 310

参考文献 311

第15章 光伏发电总论 312

15.1 独立（离网）型光伏发电系统 312

15.2 并网光伏发电系统 314

15.3 光伏并网电站设备功能 316

15.4 光伏发电系统设置场地的选择原则 318

15.5 光伏发电站的容量设计 318

15.6 太阳电池方阵的方位角与倾角的合理选择 320

15.7 光伏发电系统的安全设计 324

15.8 孤岛效应及其检测 324

15.9 微电网系统的应用 325

参考文献 326

第16章 高效光伏发电新技术 327

16.1 日光跟随器的应用 327

16.2 最大功率点跟踪技术 327

16.3 高效和新型逆变器 328

16.4 PID效应的防止 331

16.5 直流端1500V接入技术 332

16.6 智能电网 332

16.7 新型电力储能系统的使用 334

16.8 光伏发电系统的通信和监控技术 336

16.9 大型光伏电站的智能管理与维护 342

参考文献 344

第17章 光伏发电空间应用 345

17.1 光伏发电空间应用的发展历史 345

17.2 空间用太阳电池技术 345

17.3 太阳电池阵技术 352

17.4 光伏发电的空间应用可靠性试验 357

参考文献 361

第18章 光伏发电的应用与前景 362

18.1 大型光伏发电站 362

18.2 分布式光伏发电 362

18.3 信息和信号系统方面的应用 364

18.4 在日用电器方面的应用 364

18.5 在农、林、牧、渔业方面的应用 364

18.6 光伏发电作为电解水制造氢气和氧气的电源 365

18.7 在交通和环境保护方面的应用 366

18.8 光伏发电与太阳能采暖集成建筑 368

18.9 全球联网和太空光伏发电 369

参考文献 370

后记 371