太阳电池 从新概念到新技术 第2版PDF电子书下载

1能源经济问题 1

1.1能源经济 2

1.2化石能源最大储量的估算 4

1.3温室效应 6

1.3.1燃烧 6

1.3.2地球温度 6

习题 9

2光子 11

2.1黑体辐射 12

2.1.1空腔光子密度nγ（普朗克辐射定律） 12

2.1.2通过面积dA进入立体角dΩ的能量电流 16

2.1.3从球面进入立体角dΩ的辐射 19

2.1.4从表面单元进入半球的辐射（斯蒂芬-玻耳兹曼辐射定律） 19

2.2非黑体辐射的基尔霍夫定律 21

2.2.1半导体吸收 23

2.3太阳光谱 23

2.3.1大气质量 25

2.4太阳辐射强度 26

2.4.1阿贝正弦条件 27

2.4.2几何光学 28

2.4.3正弦条件下的辐射强度 29

2.5太阳能转化的最大效率 31

习题 36

3半导体 37

3.1半导体中的电子 39

3.1.1电子的排布函数 39

3.1.2电子的状态密度De 40

3.1.3电子的密度 44

3.2空穴 45

3.3掺杂 48

3.4准费米分布 52

3.4.1费米能级及电化学电位 53

3.4.2功函 57

3.5电子和空穴对的产生 58

3.5.1光子吸收 59

3.5.2电子-空穴对的发生 62

3.6电子与空穴的复合 64

3.6.1辐射复合，光子发射 64

3.6.2非辐射复合 67

3.6.3寿命 75

3.7半导体发光 77

3.7.1跃迁率与吸收系数 77

习题 81

4热辐射转化为化学能 83

4.1化学能产生的最大效率 86

习题 91

5化学能转化为电能 93

5.1电子及空穴传输 94

5.1.1场电流 94

5.1.2扩散电流 96

5.1.3总电荷电流 97

5.2电子和空穴的分离 99

5.3少数载流子的扩散距离 101

5.4介电弛豫 102

5.5双极性扩散 103

5.6丹倍效应 104

5.7数学描述 107

习题 107

6太阳电池的基本结构 109

6.1化学太阳电池 110

6.2太阳电池基本原理 114

6.3染料敏化太阳电池 115

6.4 pn结 116

6.4.1暗区中电子在pn结中的电化学平衡 116

6.4.2 pn结电位分布 117

6.4.3 pn结的伏安（电流-电压）特性 120

6.5 pn结掺杂复合的二极管模型 125

6.6异质结 127

6.7半导体-金属接触 129

6.7.1肖特基接触 131

6.7.2金属-绝缘体-半导体接触 131

6.8电场在太阳电池中的作用 132

6.9有机太阳电池 135

6.9.1激子 135

6.9.2有机太阳电池结构 138

6.10发光二极管 141

习题 142

7太阳电池能量转换限制 145

7.1太阳电池最大效率 146

7.2太阳电池效率与能隙的函数 149

7.3最理想的硅太阳电池 150

7.3.1光捕捉 151

7.4薄膜太阳电池 155

7.4.1太阳电池的最小厚度 155

7.5等效电路 157

7.6开路电压对温度的依赖 158

7.7效率对强度的依赖 158

7.8单个能量转换过程的效率 159

习题 161

8提高太阳电池效率的方法 163

8.1串接电池 164

8.1.1串接电池的电连接 167

8.2聚光太阳电池 168

8.3光伏能量转换 169

8.4碰撞电离 171

8.4.1碰撞电离热电子 173

8.4.2热电子与空穴的能量转换 173

8.5三水平体系中的两步激发 176

8.5.1杂质光伏效应 176

8.5.2光子的上转换与下转换 180

习题 183

前景展望 184

习题答案 187

附录 202

参考文献 204

索引 205