第1章 绪论 1
1.1开发利用太阳能的重要意义 1
1.1.1化石燃料正面临逐渐枯竭的危机局面 1
1.1.2保护生态环境逐渐受到人们的重视 4
1.1.3常规电网的局限性 7
1.2太阳能发电的特点 8
1.2.1太阳能发电的优点 8
1.2.2太阳能发电的缺点 9
1.2.3太阳能发电的类型 9
1.3近年来世界光伏产业的发展状况 10
1.3.1太阳电池生产 10
1.3.2光伏应用市场 13
1.4中国光伏产业的发展 16
1.5部分国家和国际组织发展光伏发电的规划和展望 17
1.5.1日本 17
1.5.2欧盟 19
1.5.3美国 21
1.5.4中国 23
1.5.5国际能源署（IEA） 24
参考文献 28
练习题 29
第2章 太阳辐射 30
2.1太阳概况 30
2.2日地运动 32
2.3天球坐标 33
2.3.1赤道坐标系 34
2.3.2地平坐标系 35
2.3.3太阳角的计算 36
2.4太阳辐射量 37
2.4.1大气层外的太阳辐射 38
2.4.2到达地表的太阳辐照度 41
2.4.3地表倾斜面上的小时太阳辐照量 44
2.4.4地表倾斜面上的月平均太阳辐照量 49
参考文献 52
练习题 53
第3章 晶体硅太阳电池的基本原理 54
3.1太阳电池的分类 54
3.1.1按基体材料分 54
3.1.2按电池结构分 55
3.1.3按用途分 56
3.2太阳电池的工作原理 56
3.2.1半导体 56
3.2.2能带结构 57
3.2.3本征半导体、掺杂半导体 58
3.2.4 P型和N型半导体 60
3.2.5 P-N结 61
3.2.6光生伏特效应 62
3.2.7太阳电池的基本工作原理 63
3.2.8晶体硅太阳电池的结构 63
3.3太阳能电池的电学特性 64
3.3.1标准测试条件 64
3.3.2太阳电池等效电路 64
3.3.3太阳电池的主要技术参数 66
3.3.4影响太阳电池转换效率的因素 71
参考文献 73
练习题 74
第4章 薄膜太阳电池 75
4.1概述 75
4.2非晶硅太阳电池 76
4.2.1非晶硅太阳电池发展简史 76
4.2.2非晶硅太阳电池结构 77
4.2.3非晶硅太阳电池的衰减及可靠性 82
4.2.4非晶硅薄膜电池的制造 84
4.2.5非晶硅薄膜电池的产业化情况 86
4.3碲化镉（CdTe）太阳电池 88
4.3.1 CdTe材料与太阳电池特点 88
4.3.2 CdTe薄膜太阳电池的结构 89
4.3.3 CdTe薄膜太阳电池的制造 89
4.3.4 CdTe薄膜太阳电池产业化情况 92
4.4铜铟镓硒（GIGS）太阳电池 92
4.4.1 CIGS太阳电池的特点 93
4.4.2 CIGS太阳电池的结构 93
4.4.3 CIGS薄膜太阳电池的制造 94
4.4.4 CIGS薄膜太阳电池的产业化情况 97
4.5染料敏化（Dye- sensitized）太阳电池 98
4.6有机半导体太阳电池 99
4.7薄膜太阳电池的市场发展前景 99
参考文献 102
练习题 102
第5章 聚光太阳电池 103
5.1聚光光伏发电的特点 103
5.1.1聚光光伏发电的优点 103
5.1.2聚光光伏发电的缺点 105
5.2聚光光伏部件 105
5.2.1聚光太阳电池 105
5.2.2聚光器 106
5.2.3太阳跟踪器 110
5.2.4散热系统 111
5.3聚光光伏系统 112
5.3.1低倍聚光系统（LCPV） 114
5.3.2中倍聚光系统（MCPV） 115
5.3.3高倍聚光系统（HCPV） 115
5.4聚光光伏发电前景 118
参考文献 119
练习题 120
第6章 太阳电池的制造 121
6.1硅材料制备 121
6.1.1三氯氢硅法 122
6.1.2流化床反应炉法 123
6.1.3硅烷（SiH4）热分解法 123
6.2单晶硅制备 124
6.2.1直拉单晶法 124
6.2.2区熔法 125
6.2.3磁拉法 125
6.3多晶硅的制备 126
6.3.1铸锭多晶硅 126
6.3.2硅带法 128
6.3.3准单晶技术简介 129
6.4硅片的制备 129
6.4.1切片 129
6.4.2表面处理 130
6.5晶体硅太阳电池的制造 131
6.5.1制作绒面 131
6.5.2扩散制结 133
6.5.3去边（刻蚀） 137
6.5.4去磷硅玻璃 138
6.5.5制作减反射膜 138
6.5.6制作电极 140
6.5.7太阳电池性能测试 141
6.6太阳电池组件的封装 142
6.6.1太阳电池组件封装材料 143
6.6.2太阳电池组件封装工序 145
参考文献 148
练习题 148
第7章 光伏系统部件 149
7.1太阳电池方阵 149
7.2二极管 149
7.3储能装置 150
7.3.1主要储能技术 150
7.3.2蓄电池 155
7.4控制器 164
7.4.1控制器的类型 164
7.4.2控制器的主要功能 165
7.4.3控制器的主要技术指标 166
7.5逆变器 167
7.5.1逆变器的分类 167
7.5.2逆变器的技术性能 168
7.5.3光伏并网逆变器 169
参考文献 174
练习题 175
第8章 光伏系统的设计 176
8.1光伏系统设计的总体目标 176
8.2并网光伏系统的设计 176
8.2.1并网光伏系统的容量设计 177
8.2.2并网光伏系统与电网的连接 184
8.2.3并网光伏系统设计的大致步骤 188
8.3离网光伏系统的设计 190
8.3.1离网光伏系统优化设计的基本原则 190
8.3.2技术条件 191
8.3.3方阵倾角的选择 193
8.3.4均衡性负载光伏系统设计 194
8.3.5季节性负载光伏系统设计 200
8.3.6特殊要求负载光伏系统设计 201
8.4光伏系统的硬件设计 201
8.4.1现场总体布置 201
8.4.2配电房及电气设计 205
8.4.3辅助设备的选配 206
8.5其他设计 207
参考文献 207
练习题 208
第9章 光伏系统的安装、调试及维护 209
9.1对光伏系统安装人员的要求 209
9.1.1光伏系统安装人员的条件 209
9.1.2北美光伏系统安装人员合格考试内容 209
9.2光伏系统的安装 210
9.2.1系统安装前的准备 211
9.2.2太阳电池方阵的安装 211
9.2.3控制器和逆变器等电气设备的安装 214
9.2.4蓄电池组的安装 216
9.3光伏系统的调试 217
9.3.1调试前的准备工作 217
9.3.2方阵调试 217
9.3.3控制器调试 218
9.3.4离网逆变器调试 219
9.3.5并网逆变控制器调试 219
9.4光伏系统的维护及管理 221
9.4.1日常维护 222
9.4.2定期检查 222
参考文献 229
练习题 229
第10章 光伏系统的应用 230
10.1光伏系统的类型 230
10.1.1离网非户用系统 230
10.1.2离网户用系统 242
10.1.3分布式并网系统 243
10.1.4集中式并网系统 244
10.1.5混合系统 248
10.2光伏组件的特殊应用 248
10.2.1光伏与建筑一体化 249
10.2.2光伏声屏障系统 253
10.3空间光伏电站 255
参考文献 257
练习题 258
第11章 光伏发电的效益分析 259
11.1光伏发电的经济效益 259
11.1.1光伏发电成本 259
11.1.2光伏发电成本的历史及展望 265
11.2光伏发电的能量偿还时间 268
11.2.1能量偿还时间（EPBT） 268
11.2.2国外分析综述 268
11.2.3相关参数的计算方法 277
11.3光伏发电减少CO2排放量 280
11.3.1发电排放的温室气体 280
11.3.2 CO2排放指数 280
11.3.3光伏减排CO2潜力 285
11.4光伏发电的其他效益 287
参考文献 289
练习题 289