第1章 绪论 1
1.1 太阳能电池研究背景、现状及意义 1
1.1.1 能源短缺的现实危机 1
1.1.2 太阳能利用的状况和发展前景 4
1.1.3 太阳能电池的特点和分类 4
1.1.4 国内外太阳能电池的研究现状和进展 5
1.2 硅基太阳能电池分类及研究现状 9
1.2.1 硅基太阳能电池的分类 9
1.2.2 硅基太阳能电池的研究现状 9
1.3 当前硅基太阳能电池存在的问题及解决方案 12
1.3.1 当前硅基太阳能电池存在的问题 12
1.3.2 硅基太阳能电池存在问题的解决方案 12
1.4 当前硅基电池减反结构现状 13
1.4.1 高效单晶硅电池减反结构 13
1.4.2 高效多晶硅电池减反结构 15
1.4.3 本书研究的新型微纳减反结构 16
1.5 本书研究内容和结构 18
1.5.1 研究内容 18
1.5.2 本书的结构安排 19
第2章 实验原理、实验设备及仿真软件 23
2.1 实验室研究设备、薄膜的相关表征技术 23
2.1.1 拉曼测试与分析原理 23
2.1.2 X射线衍射（XRD）测试晶粒尺寸 24
2.1.3 原子力显微镜 25
2.1.4 四探针电阻测试仪 25
2.1.5 紫外—可见光光谱 26
2.1.6 薄膜的光暗电导率 27
2.1.7 OES谱（等离子体光谱） 27
2.2 仿真软件介绍 28
2.2.1 AMPS-1D仿真软件 28
2.2.2 OptiFDTD仿真软件 30
第3章 纳米硅薄膜的制备 33
3.1 纳米薄膜制备的方法 33
3.1.1 物理气相沉积法 33
3.1.2 化学气相沉积法 34
3.2 纳米硅薄膜制备及生长机理研究 35
3.2.1 射频等离子体增强化学气相沉积法制备薄膜 35
3.2.2 纳米硅薄膜生长机理分析 39
3.2.3 纳米硅薄膜生长模型简述 44
3.3 生长工艺条件对制备纳米硅薄膜的影响 44
3.3.1 硅烷浓度对纳米硅薄膜性能的影响 44
3.3.2 反应室压强对纳米硅薄膜性能的影响 48
3.3.3 射频功率对纳米硅薄膜性能的影响 50
3.3.4 衬底温度对纳米硅薄膜性能的影响 53
3.4 纳米硅薄膜掺杂工艺的研究 56
3.4.1 纳米硅薄膜掺硼工艺的研究 56
3.4.2 纳米硅薄膜掺磷工艺 61
3.5 纳米硅薄膜光学性能的研究 64
3.6 纳米硅薄膜工艺参数对电池性能的影响仿真研究 66
3.6.1 AMPS-1D仿真软件的主要物理模型 66
3.6.2 渐变带隙薄膜电池结构参数的优化 69
3.6.3 电池其他参数对性能的影响 78
第4章 硅纳米线微纳减反结构设计、仿真与制备 81
4.1 微纳减反结构设计的理论依据 81
4.2 硅纳米线微纳减反射结构模型设计与仿真 84
4.2.1 硅纳米线减反射结构的几何模型 84
4.2.2 硅纳米线微纳减反射结构的仿真 86
4.3 硅纳米孔微纳减反射结构模型与仿真 89
4.4 微纳减反结构硅纳米线的制备 92
4.4.1 体硅纳米线的制备方法 93
4.4.2 体硅纳米线的制备 98
4.4.3 薄膜硅纳米线的制备方法 101
4.4.4 薄膜硅纳米线的制备 107
第5章 石墨烯复合薄膜微纳减反结构及电极的研究 115
5.1 石墨烯 116
5.1.1 石墨烯简介 116
5.1.2 石墨烯的特性 117
5.2 石墨烯的制备方法 120
5.2.1 石墨层间插层法 121
5.2.2 微机械剥离法 121
5.2.3 处延生长法 121
5.2.4 化学气相沉积法 122
5.2.5 胶体溶液法 123
5.3 制备石墨烯的实验步骤和结果分析 125
5.3.1 实验器材和实验步骤 125
5.3.2 氧化石墨烯和石墨烯样品的表征 127
5.4 石墨烯复合薄膜的制备 130
5.4.1 试剂和仪器 130
5.4.2 样品的制备 131
5.4.3 测试与表征 132
5.4.4 结果与讨论 133
第6章 两种新型微纳减反结构硅基太阳能电池的性能 143
6.1 硅纳米线微纳减反结构太阳能电池 144
6.1.1 结构设计 144
6.1.2 硅纳米线微纳减反结构电池的制备 144
6.1.3 性能仿真测试 145
6.2 基于石墨烯复合薄膜的纳米硅基渐变带隙太阳能电池 148
6.2.1 结构设计 148
6.2.2 石墨烯复合薄膜的纳米硅基渐变带隙电池的制备 149
6.2.3 纳米硅薄膜本征层性能表征以及电池性能测试 152
6.2.4 结果与讨论 159
第7章 总结与展望 161
7.1 总结 161
7.2 展望 164
参考文献 167
后记 187