太阳电池技术入门 修订版PDF电子书下载

第1章 太阳电池概论 1

1.1我们所知道的太阳 1

1.2太阳辐射 2

1.3为何太阳能源之利用变得那麽重要？ 4

1.4太阳能发电的优缺点 5

1.5何谓太阳电池？ 6

1.6太阳电池的发展史 7

1.7台湾太阳电池产业的发展 13

1.8太阳电池的经济效益 15

第2章 太阳电池的基本原理 17

2.1基本的光电物理 17

2.2硅的原子结构 22

2.3半导体的能带理论 23

2.4 P-N接合（P-N Junction） 26

2.5太阳电池的发电原理 28

2.6太阳光的光谱照度 31

2.7太阳电池的电路模型 31

2.8判别太阳电池效率的参数 33

2.8.1最大的功率点 33

2.8.2能量转换效率 33

2.8.3填充系数（Fill Factor） 34

2.8.4量子效率 35

2.9影响太阳电池效率的因素 36

2.9.1造成转换效率损失原因 36

2.9.2提高转换效率的方法 37

第3章 多晶硅原料制造技术 41

3.1太阳电池材料之选定标准 41

3.2硅原料之特性 42

3.3多晶硅原料之制造流程（Siemens方法） 43

3.3.1冶金级多晶硅原料之制造 44

3.3.2三氯硅烷（SiHCl3）的制造与纯化 47

3.3.3块状多晶硅原料的制造：Siemens方法 49

3.4块状多晶硅原料的制造：ASiMi方法 52

3.4.1 SiH4原料制造技术 52

3.4.2多晶硅原料的制造 54

3.5粒状多晶硅原料的制造 54

3.6多晶硅原料之市场概况 57

第4章 太阳电池级硅单晶片制造技术 61

4.1前言 61

4.2 CZ硅单晶棒之制造 63

4.2.1 CZ拉晶炉设备 63

4.2.2 CZ拉晶流程 64

4.3太阳电池等级CZ单晶片的常用规格 67

4.4 CZ单晶棒的品质与良率控制 67

4.4.1单晶良率的提升 67

4.4.2电阻率的控制 68

4.4.3氧在硅晶棒内的形成机构与控制 69

4.4.4 CZ硅晶棒中碳的形成与控制 70

4.4.5 CZ硅晶棒中金属不纯物的来源与控制 71

4.5晶圆的加工成型 71

4.5.1修边 71

4.5.2切片 72

4.5.3蚀刻清洗 74

4.6硅单晶片之市场概况 75

第5章 多晶硅晶片之制造技术 77

5.1前言 77

5.2铸造多晶硅锭之技术 78

5.3多晶硅片之加工成型 82

5.4多晶硅片之品质控制 84

5.4.1结晶缺陷 84

5.4.2不纯物之控制 85

5.5薄板多晶硅片之制造技术 86

5.5.1 EFG法 87

5.5.2 WEB法 90

5.5.3 STR法 91

5.5.4 RGS法 92

5.6硅薄板之品质特性 93

第6章 结晶硅太阳电池 95

6.1前言 95

6.2太阳电池基本结构 96

6.2.1基板 97

6.2.2表面粗糙结构化 98

6.2.3 P-N二极体 100

6.2.4抗反射层 100

6.2.5金属电极 100

6.3太阳电池之制造流程 102

6.3.1表面粗糙结构化 103

6.3.2磷扩散制程 104

6.3.3边缘绝缘处理 107

6.3.4抗反射层涂布 107

6.3.5正面电极之网印 109

6.3.6背面电极之网印 110

6.3.7火烤 111

6.4模组化技术 111

6.4.1太阳电池的串接 112

6.4.2太阳电池模组之构造与制造过程 113

第7章 薄膜型结晶硅太阳电池 117

7.1前言 117

7.2薄膜结晶硅之沉积技术 118

7.2.1 CVD薄膜结晶硅之沉积技术 119

7.2.2 LPE薄膜结晶硅之沉积技术 123

7.3薄膜晶粒之改善技术 124

7.3.1 ZM R再结晶技术 124

7.3.2金属诱发结晶化 125

7.3.3退火处理 126

7.3.4雷射诱发再结晶 126

7.4薄膜型结晶硅之种类 127

7.4.1单晶硅薄膜生长在单晶硅基板上 128

7.4.2多晶硅薄膜生长在多晶硅基板上 131

7.4.3多晶硅薄膜生长在其它材质基板上 131

7.5薄膜硅太阳电池设计上之考量 132

7.5.1光线的留滞 133

7.6混合型（Hybrid）堆叠之薄膜太阳电池 136

第8章 非晶硅太阳电池 139

8.1前言 139

8.2非晶硅之原子结构与特性 141

8.3非晶硅之沉积技术 142

8.3.1 PECVD 142

8.3.2 HWCVD 146

8.3.3合金膜的形成 147

8.4非晶硅太阳电池之结构 147

8.4.1基本的p-i-n结构 147

8.4.2多接面太阳电池结构 150

8.5非晶硅太阳电池模组 152

8.6非晶硅薄膜之光劣化现象 152

第9章 Ⅲ-Ⅴ族化合物太阳电池 155

9.1前言 155

9.2 Ⅲ-Ⅴ族化合物之特性 156

9.3Ⅲ-Ⅴ族化合物之薄膜生长技术 159

9.3.1液相磊晶法（LPE） 160

9.3.2化学气相沉积法（CVD） 161

9.3.3有机金属化学气相沉积法（MOCVD） 161

9.3.4分子束磊晶法（MBE） 162

9.4单—接面太阳电池之设计 164

9.5多接面太阳电池之设计 165

9.6 GalnP/GaAs/Ge太阳电池 167

9.6.1 Ge电池 168

9.6.2 GaAs电池 168

9.6.3 GalnP电池 168

9.6.4隧道结 170

9.7 InP基太阳电池 170

9.8量子井太阳电池 171

9.9 Ⅲ-Ⅴ族太阳电池之应用 171

9.9.1热光伏特系统 172

9.9.2聚光系统 172

9.9.3太空应用 172

第10章 碲化镉（CdTe）太阳电池 173

10.1前言 173

10.2 CdTe的基本物理性质 175

10.3 CdTe薄膜的制造技术 176

10.3.1物理气相沉积法 176

10.3.2密闭空间升华法 177

10.3.3气相传输沉积法 178

10.3.4溅镀法 179

10.3.5电解沈积法 179

10.3.6喷涂沉积法 180

10.3.7有机金属化学气相沉积法 180

10.3.8网印沉积法 181

10.4 CdCl2处理 181

10.5 CdTe太阳电池之结构 183

10.6 CdTe太阳电池模组 183

10.7 CdTe太阳电池之未来发展 184

第11章 铜铟镓二硒太阳电池 187

11.1前言 187

11.2材料特性 189

11.3 CIGS薄膜制造技术 192

11.3.1同步蒸镀法 192

11.3.2硒化法 194

11.4 CIGS太阳电池之结构 195

11.4.1背面电极 195

11.4.2吸收层 195

11.4.3缓冲层 196

11.4.4透明导电氧化层 197

11.4.5正面金属电极 197

11.5 CIGS太阳电池模组 198

11.6 CIGS太阳电池的未来发展 199

第12章 染料敏化太阳电池 201

12.1前言 201

12.2染料敏化太阳电池的基本结构 202

12.2.1玻璃基板 204

12.2.2 TiO2光导电极 205

12.2.3染料光敏化剂 206

12.2.4电解质 210

12.2.5辅助电极 211

12.3染料敏化太阳电池的发电原理 212

12.4染料敏化太阳电池的特性 213

12.5染料敏化太阳电池模组化之考量 214

12.6染料敏化太阳电池的发展趋势 215

第13章 太阳光电系统与应用 217

13.1前言 217

13.2太阳光电系统之组成 218

13.2.1蓄电池 219

13.2.2充电控制器 221

13.2.3直/交流转换器 222

13.3太阳光电系统之种类与应用 225

13.3.1独立型（off-g rid或stand-alone）太阳光电系统 225

13.3.2市电并联型（Grid-Connected）太阳光电系统 228

13.3.3混合型（Hybrid）太阳光电系统 230

13.4太阳光电系统在太空上的应用 231

附录 本书编写时之参考资料 233