薄膜太阳电池关键科学和技术PDF电子书下载

第1章 薄膜太阳电池基础 1

1.1太阳电池及薄膜太阳电池分类 2

1.1.1硅基薄膜太阳电池 2

1.1.2化合物半导体薄膜太阳电池 2

1.1.3染料敏化太阳电池 3

1.1.4有机聚合物太阳电池 3

1.2薄膜太阳电池的物理基础 3

1.2.1硅基薄膜太阳电池 3

1.2.2碲化镉太阳电池 4

1.2.3铜铟镓硒太阳电池 4

1.2.4染料敏化太阳电池 5

1.2.5有机聚合物太阳电池 5

1.2.6新型太阳电池 6

1.3薄膜太阳电池的研究现状 6

1.3.1硅基薄膜太阳电池 7

1.3.2碲化镉太阳电池 7

1.3.3铜铟镓硒太阳电池 8

1.3.4染料敏化太阳电池 9

1.3.5有机太阳电池 10

1.3.6新型太阳电池 10

1.4薄膜太阳电池的未来发展 11

1.4.1硅基薄膜太阳电池 11

1.4.2碲化镉太阳电池 11

1.4.3铜铟镓硒太阳电池 11

1.4.4染料敏化太阳电池 11

1.4.5有机太阳电池 12

1.4.6新型太阳电池 12

参考文献 12

第2章 硅基薄膜太阳电池 14

2.1硅基薄膜材料的基本物性 14

2.1.1非晶硅（a-Si：H） 14

2.1.2微晶硅（μc-Si：H） 27

2.1.3硅基合金薄膜 34

2.2硅基薄膜材料制备技术 43

2.2.1简介 43

2.2.2非晶硅、微晶硅薄膜材料的生长 49

2.2.3工艺参数对微晶硅薄膜材料的影响 56

2.3硅基薄膜太阳电池制造技术、工艺原理 67

2.3.1硅基薄膜太阳电池工作原理 67

2.3.2硅基薄膜太阳电池分类 73

2.3.3玻璃衬底a-Sia-Si双结太阳电池制造技术 76

2.3.4不锈钢衬底a-Si ： Ha-SiGe ： Ha-SiGe ： H三结太阳电池制造技术 82

2.3.5溅射镀膜技术 86

2.3.6太阳电池中的欧姆接触 94

2.4薄膜太阳电池组件设计鉴定和定型试验 102

2.4.1简介 102

2.4.2地面用薄膜光伏组件鉴定试验 107

2.4.3地面用薄膜光伏组件鉴定试验合格判据与认证程序 115

2.5高效低成本硅基薄膜太阳电池的发展瓶颈与关键技术 116

2.5.1限制高效低成本硅基薄膜太阳电池发展的因素 116

2.5.2提高硅基薄膜电池效率的设计考虑 120

2.5.3硅基薄膜太阳电池的技术展望 126

参考文献 127

第3章 碲化镉太阳电池 131

3.1 Ⅱ -Ⅵ族化合物半导体材料 131

3.1.1 Ⅱ -Ⅵ族化合物半导体材料的基本性质 131

3.1.2多晶薄膜的结构模型及性质 133

3.2 Ⅱ -Ⅵ族化合物半导体薄膜的制备技术 136

3.2.1近空间升华 136

3.2.2电沉积 139

3.2.3共蒸发 140

3.2.4化学浴沉积 140

3.2.5后处理对薄膜性质的影响 141

3.3碲化镉太阳电池的结构、制备技术及器件物理 143

3.3.1碲化镉太阳电池的发展概况 143

3.3.2碲化镉太阳电池的器件物理 146

3.4碲化镉太阳电池的几项特殊技术 150

3.4.1碲化镉薄膜的后处理 150

3.4.2碲化镉薄膜的表面刻蚀 151

3.4.3几种成功的背接触层技术 152

3.5碲化镉太阳电池制造和使用中的安全问题 153

3.6碲化镉太阳电池的发展趋势 154

参考文献 155

第4章 铜铟镓硒太阳电池 158

4.1简介 158

4.1.1 CIGS太阳电池的发展历程 158

4.1.2 CIGS太阳电池的制备工艺 160

4.1.3大面积CIGS电池组件与工业化发展 160

4.1.4 CIGS太阳电池特点 162

4.1.5 CIGS太阳电池研究的热点与趋势 164

4.2 CIGS太阳电池结构与工作原理 166

4.2.1 CIGS太阳电池结构 166

4.2.2 CIGS太阳电池能带结构及工作原理 167

4.2.3 CIGS太阳电池异质结特点 168

4.2.4 CIGS太阳电池量子效率 168

4.3 CIGS太阳电池吸收层Cu（In， Ga） Se2薄膜 171

4.3.1 Cu（In，Ga）Se2薄膜材料结构与特性 171

4.3.2 CIGS薄膜材料的制备方法 175

4.3.3 Cu、In、Ga在硒化过程中的相变 187

4.4 CIGS太阳电池过渡层薄膜 199

4.4.1 CdS薄膜结构与特性 200

4.4.2 CBD法沉积CdS薄膜 201

4.4.3 CdS与CIGS薄膜之间的界面 206

4.4.4 ZnS薄膜及无Cd过渡层的CIGS太阳电池 209

4.5 CIGS太阳电池金属背电极 213

4.5.1溅射工作气压对Mo薄膜性能的影响 214

4.5.2衬底温度对直流溅射Mo薄膜的影响 217

4.5.3气体流量对溅射Mo薄膜的影响 219

4.5.4不同类型Mo衬底对CIGS吸收层的影响 219

4.6 CIGS太阳电池窗口层材料 221

4.6.1窗口层ZnO薄膜 222

4.6.2 ZnO薄膜的制备 224

4.7 CIGS太阳电池发展方向 228

参考文献 229

第5章 染料敏化太阳电池 232

5.1太阳电池结构和原理 232

5.2纳米多孔薄膜特性与制备方法 234

5.2.1衬底材料 234

5.2.2半导体薄膜材料 234

5.2.3纳米TiO2半导体薄膜掺杂与表面修饰 244

5.2.4纳米多孔薄膜性能表征 253

5.3染料光敏化剂 254

5.3.1无机染料 254

5.3.2有机染料 256

5.3.3羧酸多吡啶钌染料的性能 257

5.4电解质 261

5.4.1氧化还原电对 261

5.4.2无机阳离子 263

5.4.3添加剂 263

5.4.4液态电解质 263

5.4.5离子液体电解质 264

5.4.6液晶电解质 267

5.4.7准固态电解质 268

5.4.8固态电解质 272

5.5对电极 274

5.5.1镀Pt对电极 274

5.5.2碳对电极 276

5.5.3柔性DSC对电极 276

5.6制备与工艺 276

5.6.1影响薄膜丝印的质量因素 277

5.6.2工艺控制对薄膜性能的影响 278

5.6.3电极层压密封 279

5.6.4电池结构设计 280

5.7电池组件应用技术 281

5.7.1光伏阵列最佳倾角与间距设计 282

5.7.2聚光技术 283

5.7.3光伏阵列跟踪技术 284

5.7.4建筑一体化的应用 284

5.8提高效率和降低成本的关键技术瓶颈 286

5.8.1亚微米球复合薄膜改善电池性能 287

5.8.2共吸附剂在DSC中的应用 287

5.8.3对低能量光子的利用 289

5.8.4对高能量光子的利用 290

参考文献 291

第6章 聚合物太阳电池 295

6.1光伏材料制备技术 295

6.1.1共轭聚合物光伏材料的性能要求和结构设计 295

6.1.2聚噻吩合成方法 299

6.2聚合物太阳电池工作原理与结构 302

6.2.1聚合物太阳电池的基本原理 302

6.2.2聚合物太阳电池的结构 305

6.3聚合物太阳电池中的界面工程 312

6.3.1阳极修饰层 313

6.3.2阴极修饰层 323

6.4聚合物太阳电池的制备技术 336

6.4.1涂布和印刷技术 336

6.4.2多层膜的图形化和排布 348

6.4.3基底和透明电极 349

6.5聚合物太阳电池的未来发展 349

6.5.1提高光电转换效率 349

6.5.2提高器件寿命 351

参考文献 352

第7章 量子点太阳电池 357

7.1量子点材料概述 358

7.1.1纳米材料与量子点 358

7.1.2量子点的特殊效应 360

7.1.3量子点的制备方法 362

7.2量子点敏化太阳电池 364

7.2.1量子点敏化太阳电池的结构和组成 364

7.2.2量子点敏化太阳电池的工作机理 369

7.2.3量子点敏化剂的制备方法 370

7.2.4量子点组装方法 373

7.2.5量子点敏化太阳电池效率的提高 375

7.2.6展望 376

7.3量子点聚合物杂化太阳电池 377

7.3.1量子点聚合物杂化太阳电池工作原理 378

7.3.2电池结构简介 379

7.3.3聚合物-无机半导体杂化太阳电池材料和结构 380

7.3.4改善量子点聚合物杂化太阳电池性能的方法 383

7.3.5展望 387

7.4量子点肖特基结及异质结太阳电池 388

7.4.1量子点肖特基结太阳电池 388

7.4.2耗尽异质结胶体量子点太阳电池 389

7.4.3本体异质结 390

7.5 Cu2 ZnSnS4薄膜太阳电池 391

7.5.1 Cu2 ZnSnS4的性质 391

7.5.2 Cu2 ZnSnS4薄膜太阳电池的结构 391

7.5.3 Cu2 ZnSnS4材料及其薄膜的制备方法 393

7.5.4 Cu2 ZnSnS4薄膜太阳电池研究展望 396

参考文献 396