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第1章 有关能源和太阳能方面的基础知识 1

1-1 什么是能源？当前能源存在的主要问题是什么？ 1

1-2 什么是太阳能？太阳能具有哪些优势？ 2

1-3 太阳的构造是怎样的？太阳能的资源有多少？ 2

1-4 到达地球的太阳能是多少？ 3

1-5 什么是光？什么是辐射光谱？ 4

1-6 什么是日照强度？什么是日照量？ 5

1-7 什么是太阳常数？太阳常数是多少？ 7

1-8 太阳辐射有什么规律？我国哪些地区太阳辐射量大？ 8

1-9 太阳能能量的转换方式有几种？太阳能发电的方式有几种？ 9

第2章 半导体的基础知识 10

2-1 什么是半导体？半导体有哪些独特性能？ 10

2-2 半导体材料的种类有多少？ 11

2-3 什么是电阻率？什么是电导率？ 12

2-4 半导体与（金属）导体有什么不同？ 13

2-5 为什么半导体的导电不如导体？ 14

2-6 杂质在半导体中有什么作用？ 15

2-7 什么是纯度？ 15

2-8 什么是3N？什么是ppb？ 16

2-9 为何采用硼含量来表示纯度？为何采用测量电阻率来测定纯度？ 16

2-10 半导体中的杂质可分为哪两类？电中性杂质对半导体有哪些作用？ 17

2-11 杂质在半导体的晶格中占什么位置？ 18

2-12 什么是载流子？什么是带正电的载流子？ 18

2-13 什么是载流子浓度？ 18

2-14 什么是载流子迁移率？ 19

2-15 什么是载流子复合？什么是平衡状态？什么是寿命？ 20

2-16 什么是多数载流子？什么是少数载流子？ 20

2-17 什么是P型半导体？什么是N型半导体？ 20

2-18 什么是P-N结？P-N结是怎样形成的？ 21

2-19 P型和N型半导体独立存在时是怎样的情况？形成P-N结后又是怎样的情况？ 21

2-20 什么是P-N结的单向导电性？ 22

2-21 什么是光生伏特效应？ 23

2-22 什么是漂移电流？什么是扩散电流？ 23

2-23 什么是P-I-N结？ 24

2-24 半导体是怎样导电的？ 24

2-25 什么是本征半导体？什么是杂质半导体？ 24

2-26 什么是正离子？什么是负离子？ 25

2-27 什么是电子云？什么是自由电子？ 25

2-28 什么是共价键？什么是空穴？ 26

2-29 什么是能级？什么是能带？ 26

2-30 什么是禁带？什么是价带、导带和满带？ 27

2-31 为什么说电子在满带中是不能导电的？为什么说电子在导带中是可以导电的？ 28

2-32 导体、半导体和绝缘体的能带有什么不同？ 28

2-33 什么是浅能级杂质？什么是深能级杂质？ 29

2-34 什么是分凝系数？ 30

2-35 什么是偏析提纯法？ 30

2-36 什么是晶体缺陷？什么是位错？ 31

2-37 什么是晶胞？什么是各种晶系与晶格？ 32

2-38 什么是霍尔效应？ 33

第3章 太阳能光伏电池的基础知识 34

3-1 什么是太阳能光伏电池？太阳能光伏电池有几种类型？ 34

3-2 太阳能光伏电池是什么时候发明的？它的发展历史是怎样的？ 36

3-3 太阳能光伏发电有哪些优点？太阳能光伏发电的前景如何？ 38

3-4 怎样来分辨太阳能光伏电池是用哪种材料制造的？ 39

3-5 用不同材料制造的太阳能光伏电池有哪些特点？ 40

3-6 太阳能光伏电池除了用于人造卫星等及日常生活的小型电子产品外，还可用于哪些方面？ 42

3-7 太阳能光伏电池是怎样发电的？ 43

3-8 单晶硅太阳能光伏电池的主要结构是怎样的？ 44

3-9 什么是等效电路？ 44

3-10 什么是照度特性？太阳能光伏电池的照度特性是怎样的？ 46

3-11 什么是太阳能光伏电池的转换效率？ 怎样计算？ 46

3-12 太阳能光伏电池的光谱特性是怎样的？ 47

3-13 太阳能光伏电池能吸收紫外线吗？ 48

3-14 太阳能光伏电池的温度特性是怎样的？ 48

3-15 目前太阳能光伏电池的效率是怎样的？ 49

3-16 影响太阳能光伏电池转换效率的主要因素有哪些？ 49

第4章 有关硅材料的基础知识 51

4-1 为什么说硅占据电子半导体材料当之无愧的“第一把交椅”？ 51

4-2 什么是硅？硅有什么性质？ 52

4-3 何谓非晶硅？何谓单晶硅？何谓多晶硅？ 52

4-4 何谓工业硅？ 53

4-5 工业硅是怎样生产的？ 53

4-6 对工业硅有什么要求？ 54

4-7 什么是微晶硅？ 55

4-8 为何太阳能光伏电池多以硅为原料？ 55

4-9 什么是硅石？ 55

4-10 什么是石英粉？ 56

4-11 什么是白炭黑？ 56

4-12 硅材料的电阻与纯度有何关系？ 57

4-13 什么是太阳能级多晶硅？ 57

4-14 原子的基本结构是怎样的？ 58

4-15 为什么说硅是四族元素？ 58

第5章 硅烷、三氯氢硅、二氯二氢硅和四氯化硅的生产 60

5-1 什么是硅烷？ 60

5-2 硅烷是怎样制备的？ 61

5-3 硅化镁是怎样制备的？ 61

5-4 工业硅是怎样选择与处理的？ 62

5-5 对生产四氯化硅所用的氯是怎样处理的？ 62

5-6 四氯化硅是怎样制备的？ 63

5-7 对制备三氯氢硅所用的氯化氢是怎样处理的？ 65

5-8 什么是三氯氢硅？三氯氢硅是怎样制备的？ 65

5-9 什么是固定炉？什么是沸腾炉？ 67

5-10 一般四氯化硅和三氯氢硅中有哪些伴随物？ 68

5-11 什么是二氯二氢硅？二氯二氢硅是怎样生产的？ 69

5-12 何谓沸点？何谓饱和蒸气、饱和蒸气压？ 70

5-13 何谓物理提纯？何谓化学提纯？ 70

5-14 何谓易挥发组分？何谓难挥发组分？何谓低沸点、高沸点？ 71

5-15 何谓回流比？ 71

5-16 何谓理论塔板？何谓塔的全流量？ 72

5-17 何谓液泛现象？何谓液泛温度？ 72

5-18 什么是精馏法？ 72

5-19 精馏塔有哪几种？ 72

5-20 什么是填料塔？ 73

5-21 什么是筛板塔？ 74

5-22 怎样区分精馏中的三个组分？四氯化硅或三氯氢硅是怎样精馏的？ 74

5-23 四氯化硅的颜色太重是什么原因？ 77

5-24 什么是吸附提纯法？ 77

5-25 精馏塔中的爆响是怎么回事？ 77

5-26 什么是湿氮去磷法？ 78

第6章 多晶硅的制备 79

6-1 什么是物理法和化学法？常见的提纯方法有哪几种？ 79

6-2 多晶硅的传统生产方法有几种？ 80

6-3 什么是四氯化硅氢还原法？ 81

6-4 什么是改良西门子法？它的优缺点是什么？ 82

6-5 什么是硅烷裂解法？ 83

6-6 什么是三氯氢硅和四氯化硅混合源生产多晶硅的方法？ 84

6-7 什么是多晶硅和石英玻璃联合制备法？ 84

6-8 多晶硅和石英玻璃的联合制备法有哪些优点？ 86

6-9 三氯氢硅合成的尾气是怎样回收的？ 88

6-10 还原炉尾气中的氢气、四氯化硅和三氯氢硅是怎样回收的？ 89

6-11 什么是干法回收？ 90

6-12 四氯化硅加氢是怎么回事？ 92

6-13 一种没有四氯化硅排放的多晶硅生产法是怎么回事？ 92

6-14 四氯化硅和三氯氢硅的氢还原的温度是多少？ 94

6-15 还原炉的启动方法有几种？ 94

6-16 有几种吸附方法？ 94

6-17 什么是还原炉？ 95

6-18 在多晶硅生产中对氢气的纯度有哪些要求？ 98

6-19 什么是流化床？ 98

6-20 什么是铸造多晶硅？ 99

6-21 用于拉制单晶硅的多晶硅材料一般为什么形态？ 100

6-22 为何说多晶硅是光伏产业大厦的基石？ 100

6-23 什么是还原炉节能器？ 100

6-24 什么是夹层？ 101

6-25 什么是冶金法生产太阳能级多晶硅？ 101

6-26 什么是气液沉积法生产粒状太阳能级多晶硅？ 101

6-27 生产多晶硅最难去除的是哪种杂质元素？ 101

6-28 什么是多晶硅的物理生产法？ 103

6-29 多晶硅物理生产法的工艺流程是怎样的？ 103

6-30 生产多晶硅为何要对原料进行粉碎和酸洗？ 104

6-31 什么是炉外精炼？ 105

6-32 物理法生产多晶硅为何要真空冶炼？ 106

6-33 什么是干法冶金？什么是湿法冶金？ 107

第7章 单晶硅的制备 109

7-1 什么是单晶硅？单晶硅的生产方法有哪几种？ 109

7-2 直拉法是怎样制造单晶硅的？ 111

7-3 什么是区熔提纯法？区熔提纯法有哪些优点？哪些材料不宜采用区熔提纯法？ 114

7-4 什么是悬浮区熔法？ 116

7-5 悬浮区熔法生长单晶有什么优缺点？ 117

7-6 有分解压的材料怎么拉单晶？ 117

7-7 什么是液封直拉法？ 118

7-8 掺杂方法有哪几种？ 118

7-9 拉单晶时会出现哪些不正常现象？ 119

7-10 直拉法和区熔法生产单晶硅各有哪些缺点？ 120

7-11 单晶硅是必须要以多晶硅为原料吗？ 120

7-12 直拉单晶炉中的晶体和坩埚是怎样旋转的？坩埚里的固液界面是怎样变化的？ 120

7-13 什么是直拉单晶炉？什么是区熔单晶炉？ 121

7-14 什么是基磷？什么是基硼？ 121

7-15 单晶硅中都含有哪些杂质？ 122

7-16 氧杂质对单晶硅有什么影响？什么是内吸杂工艺？ 122

7-17 碳杂质对单晶硅有什么影响？ 122

7-18 金属杂质对单晶硅有什么影响？ 123

7-19 单晶硅中有哪些缺陷？ 123

7-20 单晶硅中的位错对太阳能光伏电池有何影响？怎样避免产生位错？ 124

7-21 晶体旋转和坩埚旋转对单晶生长界面有何影响？ 124

7-22 为使单晶生长界面尽量平坦，在拉晶时采取哪些措施？ 124

7-23 直拉单晶生长界面为什么出现凸、平、凹变化？ 124

7-24 在直拉单晶整个生长过程中，热传输方式如何变化？ 125

7-25 哪些因素影响硅单晶径向电阻率均匀性？为了使径向电阻率均匀，可采取哪些方法？ 125

7-26 哪些因素影响硅单晶纵向电阻率均匀性？如何使硅单晶电阻率均匀？ 125

7-27 什么是温度振荡？如何消除温度振荡？ 125

7-28 如何防止产生硅跳、挂边和搭桥？一旦出现如何处理？ 125

7-29 什么是籽晶？什么是石英坩埚？ 126

7-30 什么是真空？什么是真空度？ 126

第8章 太阳能光伏电池的生产工艺 127

8-1 太阳能光伏电池是用石头生产的吗？晶硅太阳能光伏电池的生产主要包括哪些部分？ 127

8-2 什么是晶体硅片？晶体硅片与太阳能光伏电池片有什么区别？ 128

8-3 单晶硅片是怎样生产的？多晶硅片是怎样生产的？ 128

8-4 晶体硅太阳能光伏电池片是怎样生产的？ 134

8-5 什么是绒面结构？绒面是怎样制作的？ 135

8-6 单晶硅太阳能光伏电池的P-N结是怎样制备的？ 137

8-7 什么是铝背场？铝背场是怎样制备的？ 138

8-8 金属电极是怎样制备的？ 138

8-9 什么是减反射层？减反射层是怎样制备的？ 139

8-10 多晶硅太阳能光伏电池有哪些优缺点？ 141

8-11 多晶硅铸锭炉是生产多晶硅的吗？为什么说多晶硅铸锭炉对硅也有提纯作用？ 144

8-12 为什么说太阳电池的“祖先”是硅二极管？ 144

8-13 什么是熔铸法？什么是印带法？ 145

8-14 单晶硅棒是怎样变成硅片的？ 145

8-15 我国的多丝切割技术和抛光技术已达到何种水平？ 146

8-16 配制切割料浆应该注意的事项有哪些？线切割硅片上的线痕是怎么形成的？ 147

8-17 什么是外延？ 148

8-18 外延生长工艺有什么新的进展？ 149

8-19 什么是扩散？ 150

8-20 什么是离子注入？ 150

8-21 什么是氧化？ 151

8 22 什么是薄膜太阳能光伏电池？ 152

8-23 太阳能光伏电池生产为何要检测？太阳能光伏电池的生产都有哪些检测？ 153

8-24 什么是电致发光？ 154

第9章 太阳能光伏电池组件与发电系统 156

9-1 什么是太阳能光伏电池组件？ 156

9-2 什么是太阳能光伏电池的失配？失配的原因有哪些？失配有哪些危害？ 156

9-3 什么是热岛效应？ 158

9-4 太阳能光伏电池片是怎样串联的？怎样并联的？ 158

9-5 太阳能光伏电池组件上的电池片是怎样连接的？ 162

9-6 电池组件与电池组件怎样连接？ 163

9-7 太阳能光伏电池组件的功能是什么？太阳能光伏电池组件的封装方法有哪几种？ 164

9-8 对太阳能光伏电池组件的基本要求是什么？ 165

9-9 什么是环氧树脂胶封装？环氧树脂胶封装的具体方法是怎样的？ 165

9-10 什么是透明PET层压板封装？透明PET层压板封装有哪些特点？ 166

9-11 什么是钢化玻璃封装？ 166

9-12 除了上述常规的太阳能光伏电池组件之外，还有哪些新式的组件？ 167

9-13 什么是面板玻璃？ 169

9-14 什么是EVA胶膜？ 169

9-15 什么是TPT背板？ 170

9-16 太阳能光伏电池组件的生产工艺是怎样的？ 170

9-17 太阳能光伏电池片手工焊接的具体工艺是怎样的？ 173

9-18 什么是太阳能光伏电池发电系统？ 175

9-19 太阳能光伏电池发电系统有哪几种？ 176

9-20 什么是太阳能光伏电池的直流发电系统？ 176

9-21 什么是太阳能光伏电池的交流发电系统？ 177

9-22 什么是并网太阳能光伏发电系统？并网光伏发电系统的优势有哪些？ 178

第10章 有关其他材料的性质及制造 180

10-1 制造太阳能光伏电池都用什么材料？ 180

10-2 什么是氢气？氢气有哪些用途？氢气是怎样生产的？ 180

10-3 什么是氯气？氯气有哪些用途？氯气是怎样生产的？ 184

10-4 什么是氯化氢？氯化氢有哪些用途？氯化氢是怎样生产的？ 185

10-5 什么是氧气？氧气有哪些用途？氧气是怎样生产的？ 187

10-6 什么是氮气？氮气有哪些用途？ 188

10-7 什么是氩气？氩气有哪些用途？ 189

10-8 氢气是怎样净化的？ 189

10-9 什么是钯膜？什么是钯管？ 194

10-10 什么是变压吸附法？ 194

10-11 什么是硅胶？什么是分子筛？ 195

10-12 氯碱工业的副产品氢气能用来生产多晶硅吗？氯碱氢气怎样净化？ 196

10-13 氮气是怎样生产的？ 197

10-14 氮气中的氧是怎样除掉的？氮气中除氧后为何还要通过分子筛处理才可以用？ 197

10-15 什么是天然水？什么是纯水？ 198

10-16 什么是蒸馏水？ 198

10-17 什么是去离子水？ 199

10-18 什么是纯水？什么是高纯水？ 199

10-19 什么是石英玻璃？ 200

10-20 什么是天然石英玻璃？什么是合成石英玻璃？ 201

10-21 石英玻璃在太阳能光伏工业中有何用处？ 202

10-22 什么是析晶？怎样来防止石英玻璃析晶呢？ 203

10-23 什么是砷化镓？ 203

10-24 什么是氮化镓？ 204

10-25 什么是碳化硅？ 204

10-26 什么是工业氢、超纯氢、高纯氢、纯氢？ 205

10-27 各种行业对氢气有什么要求？ 205

10-28 什么是不锈钢？“不锈”的原理是什么？ 206

10-29 不锈钢为什么会有吸磁与不吸磁？ 206

10-30 什么是304不锈钢？ 207

第11章 有关用电的知识和电气设备 208

11-1 什么是电？什么是直流电？什么是交流电？ 208

11-2 什么是电流强度？什么是电流密度？ 208

11-3 什么是电阻？ 208

11 4 什么是电能量？什么是电功率？ 209

11-5 什么是电流的热效应？怎样计算电流的热效应？ 209

11-6 什么是有功功率？什么是无功功率？什么是视在功率？ 209

11-7 什么是功率因数？怎样才能提高功率因数？ 210

11-8 怎样选择电阻炉电阻丝的直径？ 210

11-9 什么是趋肤效应？为什么交变电流会产生趋肤效应？ 211

11-10 什么是导体的欧姆电阻和有效电阻？ 212

11-11 什么是电流透入深度？它有什么实际意义？ 212

11-12 什么是可控硅？可控硅的工作原理是什么？ 212

11-13 什么是整流和逆变？ 213

11-14 还原炉为何要采用交流电加热？ 213

11-15 何谓无触点开关？ 213

11-16 多晶硅有怎样的导电特性？ 213

11-17 还原炉的伏安特性是怎样的？ 214

11-18 还原炉热载体的种类有哪几种？ 214

11-19 用硅芯作为发热体为何要用高压电击穿？ 215

11-20 钼丝炉有什么优点？ 215

11-21 什么是短路电流和开路电压？ 215

11-22 什么是峰值电流、峰值电压和峰值功率？ 216

11-23 什么是填充因子？ 216

第12章 有关环保节能的问题 217

12-1 为何要环保节能？ 217

12-2 还原炉为何要用油冷却？ 217

12-3 可以采用蒸汽冷却还原炉吗？ 217

12-4 怎样采用热油制冷？ 217

12-5 精馏塔怎么节能？ 218

12-6 增加还原炉的硅棒数可以节能吗？ 218

12-7 多晶硅生产为何要与石英玻璃联产？ 218

12-8 为何要用还原尾气来生产白炭黑？ 219

12-9 为何要用还原尾气来生产盐酸？ 219

12-10 为何要用还原尾气来生产有机硅？ 219

12-11 可以让四氯化硅与三氯氢硅一起进还原炉吗？ 220

12-12 为何从还原炉排出的尾气首先要进入节能器？ 220

12-13 为何还原炉的尾气最终还需用淋洗法处理后才可排放？ 220

第13章 有关安全生产、事故防范与处理 221

13-1 在太阳能光伏电池的生产中为何非要强调安全生产呢？ 221

13-2 氢气有哪些危险性？ 221

13-3 氧气有哪些危险性？ 221

13-4 三氯氢硅有哪些危险性？ 221

13-5 四氯化硅有哪些危险性？ 222

13-6 氢气设备对厂房有什么要求？ 222

13-7 对四氯化硅合成和提纯厂房有什么要求？ 223

13-8 对三氯氢硅合成和提纯厂房有什么要求？ 223

13-9 对氢气净化厂房有什么要求？ 224

13-10 对多晶硅氢还原厂房有什么要求？ 224

13-11 对石英玻璃制砣厂房有什么要求？ 224

13-12 对四氯化硅或三氯氢硅合成和提纯设备有什么要求？ 224

13-13 对氢气净化设备有什么要求？ 224

13-14 对多晶硅氢还原设备有什么要求？ 225

13-15 对石英玻璃制砣设备有什么要求？ 225

13-16 对氢气管道有什么要求？ 225

13-17 对氧气管道有什么要求？ 226

13-18 为什么氢气管路上要加阻火器？ 227

13-19 为什么使用氢气的厂房不宜采用有井字梁的结构？ 227

13-20 为什么使用氢气的厂房屋顶不宜采用机械排风？ 227

13-21 为何多晶硅和外延生产厂房要上下都有通风口？ 228

13-22 为什么硅烷的储存需要用高纯氮或氢稀释？ 228

13-23 为什么三氯氢硅的储罐需要用水降温？ 228

13-24 多晶硅生产中跑漏料该怎么办？ 228

13-25 何谓气体置换？ 229

13-26 为什么氧气阀门不能碰到油污？ 229

13-27 电气设备发生火灾应采取怎样的灭火措施？ 229

13-28 为什么四氯化硅跑漏时要用氨水去处理？ 231

13-29 三氯氢硅操作应注意哪些问题？ 231

13-30 什么是静电效应？ 232

13-31 静电有哪些危害？怎样防止？ 233

13-32 为何非要等还原炉、单晶炉降温后才能让产品出炉？ 233

13-33 什么是石英化？ 234

13 34 对于四氯化硅和三氯氢硅储运方面都有什么规定？ 234

13-35 为什么氧气瓶在使用中要留有一定压力的余气？ 234

13-36 为什么氢气、氧气瓶绝对不能混用？ 235

第14章 有关对硅太阳能光伏电池生产工艺的改进及展望 236

14-1 多晶硅生产对环境有什么影响？ 如何改进？ 236

14-2 多晶硅生产耗能为何高？如何改进？ 236

14-3 怎样提高单位时间的厚度沉积速率？ 237

14-4 加大硅芯直径对产率有什么影响？ 240

14-5 加大硅棒的最终直径对产率有什么影响？ 242

14-6 有哪些新式精馏方法？有哪些新式精馏塔？ 243

14-7 为何说多晶硅生产厂最好建在氯碱工厂旁边？ 244

14-8 为何说多晶硅生产厂最好建在大海中？ 244

14-9 什么是带硅？目前有几种带硅的生产技术？ 244

14-10 有可以替代硅的材料吗？ 245

14-11 太阳能光伏电池的前景是怎样的？ 245

参考文献 247