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第1章 绪论 1

1.1 太阳与太阳能 1

1.1.1 太阳是地球和大气的能量源泉 1

1.1.2 太阳常数和大气质量 1

1.1.3 太阳光谱分布 3

1.1.4 太阳辐射能量的影响因素 4

1.2 光伏发电历史与现状 6

1.2.1 光伏发展过程的里程碑 6

1.2.2 光伏发展历史的启示——寻找新材料，开发新技术，开拓新领域 7

思考题及习题 11

第2章 光伏原理基础 12

2.1 半导体基础 12

2.1.1 半导体中电子态与能带结构 12

2.1.2 半导体中的杂质与缺陷 20

2.1.3 平衡态载流子分布 22

2.1.4 半导体光吸收 25

2.1.5 非平衡载流子的产生与复合 28

2.1.6 载流子输运性质 33

2.2 半导体p-n结基础 36

2.2.1 热平衡的p-n结 36

2.2.2 p-n结伏安特性 39

2.2.3 异质结 43

2.3 太阳电池基础 46

2.3.1 光生伏特效应 46

2.3.2 太阳电池电流-电压特性分析 46

2.3.3 太阳电池性能表征 49

2.3.4 量子效率谱 51

2.3.5 太阳电池效率分析 52

2.3.6 太阳电池效率损失分析 56

2.3.7 p-i-n结电池 57

思考题及习题 58

第3章 晶体硅电池 59

3.1 晶体硅太阳电池 59

3.1.1 早期的硅太阳电池 59

3.1.2 传统的空间电池 60

3.1.3 紫电池 61

3.1.4 黑体电池 62

3.1.5 表面钝化 64

3.1.6 PERL电池设计 67

3.2 高效晶体硅电池 69

3.2.1 丝网印刷电池 69

3.2.2 掩埋栅太阳电池 71

3.2.3 高效背面点接触电极电池 72

3.2.4 异质结电池 74

3.2.5 Pluto电池 77

思考题及习题 79

第4章 高效Ⅲ-Ⅴ族化合物太阳电池 80

4.1 Ⅲ-Ⅴ族化合物材料及太阳电池的特点 80

4.2 Ⅲ-Ⅴ族化合物太阳电池的制备方法 82

4.2.1 液相外延技术 82

4.2.2 金属有机化学气相沉积技术 83

4.2.3 分子束外延技术 84

4.3 Ⅲ-Ⅴ族化合物太阳电池 85

4.3.1 GaAs基系单结太阳电池 85

4.3.2 GaAs基系多结叠层太阳电池 87

4.3.3 Ⅲ-Ⅴ族聚光太阳电池 93

4.3.4 薄膜型Ⅲ-Ⅴ族太阳电池 94

4.4 Ⅲ-Ⅴ族化合物太阳电池的研究热点 95

4.4.1 更多结（三结以上）叠层电池的研究 95

4.4.2 Ⅲ-Ⅴ族量子阱、量子点太阳电池 97

4.4.3 热光伏电池 99

4.4.4 分光谱太阳电池 99

4.4.5 其他类型新概念太阳电池 100

思考题及习题 100

第5章 硅基薄膜太阳电池 101

5.1 硅基薄膜物理基础及其材料特性 101

5.1.1 硅基薄膜材料的研究历史和发展现状 101

5.1.2 非晶硅基薄膜材料的结构和电子态 102

5.1.3 非晶硅基薄膜材料的电学特性 105

5.1.4 非晶硅基薄膜材料的光学特性 107

5.1.5 非晶硅基薄膜材料的光致变化 109

5.2 非晶硅基薄膜材料制备方法和沉积动力学 111

5.2.1 非晶硅基薄膜材料制备方法 111

5.2.2 硅基薄膜材料制备过程中的反应动力学 116

5.2.3 氢稀释的作用以及对薄膜硅材料微结构的影响 118

5.3 硅基薄膜太阳电池 122

5.3.1 单结硅基薄膜太阳电池 122

5.3.2 多结硅基薄膜太阳电池 125

5.4 硅基薄膜太阳电池的产业化 130

5.4.1 非晶硅基薄膜太阳电池的优势 130

5.4.2 硅基薄膜太阳电池所面临的挑战 130

5.4.3 硅基薄膜太阳电池的发展方向 130

思考题及习题 131

第6章 铜铟镓硒薄膜太阳电池 132

6.1 CIGS薄膜太阳电池发展史 132

6.2 CIGS薄膜太阳电池吸收层材料 135

6.2.1 CIGS薄膜材料 135

6.2.2 CIGS薄膜的制备方法 142

6.3 CIGS薄膜太阳电池 148

6.3.1 CIGS薄膜太阳电池的异质结特性 148

6.3.2 CIGS薄膜电池的结构 151

6.3.3 CIGS薄膜太阳电池的器件性能 155

6.4 柔性衬底CIGS薄膜太阳电池 165

6.4.1 柔性衬底CIGS薄膜太阳电池的性能特点 165

6.4.2 柔性金属衬底CIGS太阳电池 166

6.4.3 聚合物衬底CIGS薄膜电池 167

6.4.4 CIGS柔性光伏组件 168

6.5 CIGS薄膜太阳电池的发展动向 168

6.5.1 无Cd缓冲层 168

6.5.2 其他Ⅰ-Ⅲ-Ⅵ族化合物半导体材料 170

6.5.3 叠层电池 171

思考题及习题 171

第7章 染料敏化太阳电池 172

7.1 染料敏化太阳电池基础 172

7.1.1 染料敏化太阳电池的发展历史 172

7.1.2 染料敏化太阳电池的工作原理 173

7.1.3 染料敏化太阳电池的结构和组成 175

7.2 染料敏化太阳电池及材料 176

7.2.1 衬底材料 176

7.2.2 纳米半导体材料 177

7.2.3 染料光敏化剂 181

7.2.4 电解质 186

7.2.5 对电极 190

7.3 有机聚合物太阳电池 191

7.3.1 有机聚合物太阳电池的发展 191

7.3.2 器件结构和工作原理 192

7.3.3 给体光伏材料 194

7.3.4 受体材料 196

7.4 染料敏化太阳电池性能 198

7.4.1 电化学性能 198

7.4.2 光伏性能 202

7.5 染料敏化太阳电池未来的发展 207