第1章 引言 1
参考文献 2
第2章 晶体结构与能带 3
2.1 引言 3
2.2 晶体结构 3
2.3 薛定谔波动方程 4
2.4 倒易晶格 4
2.5 能带 6
2.6 电子的态密度与占有概率 8
2.7 动量与有效质量 9
参考文献 11
第3章 声子、光子与激子 13
3.1 引言 13
3.2 声子 13
3.3 光子 14
3.4 拉曼散射 15
3.5 激子 17
参考文献 18
第4章 硅的光学性质 19
4.1 引言 19
4.2 纯硅对光的吸收 19
4.2.1 一般情况 19
4.2.2 声子辅助的光吸收过程 20
4.2.3 吸收边 22
4.2.4 波长调制光谱法 23
4.2.5 多声子过程 24
4.2.6 直接吸收 26
4.2.7 自由载流子与晶格吸收 28
4.3 折射率 29
4.4 温度依从性 30
4.5 重掺杂硅 31
4.6 其他吸收过程 33
参考文献 33
第5章 产生、复合与载流子输运 35
5.1 一般公式 35
5.2 产生 35
5.3 复合 36
5.3.1 概述 36
5.3.2 辐射复合 37
5.3.3 带对带俄歇复合 37
5.3.4 通过缺陷能级的复合 39
5.4 载流子输运 43
5.4.1 漂移和扩散 43
5.4.2 玻耳兹曼输运方程 43
5.4.3 多数载流子和少数载流子迁移率 44
5.4.4 高注入的迁移率 47
5.4.5 激子输运 47
5.4.6 重掺效应 48
参考文献 51
第6章 光陷阱 54
6.1 引言 54
6.2 随机陷光 54
6.3 几何陷光 56
6.3.1 介绍 56
6.3.2 二维几何结构 57
6.3.3 三维几何结构 58
6.4 实验结果 62
6.5 聚光太阳能电池 63
6.6 电池封装中的光陷阱 64
参考文献 66
第7章 基础效率极限 68
7.1 引言 68
7.2 光生电流限制 68
7.3 开路电压极限 70
7.3.1 一般情况 70
7.3.2 低注入条件 70
7.3.3 狭窄基区，高注入条件 73
7.4 填充因子极限 74
7.5 效率极限 75
7.5.1 非聚光电池 75
7.5.2 聚光太阳能电池 76
7.6 材料要求 77
7.7 突破效率极限 79
参考文献 81
第8章 阈下载流子生成 82
8.1 引言 82
8.2 锗合金 83
8.3 杂质光伏效应 84
8.3.1 简介 84
8.3.2 光学俘获截面 84
8.3.3 设计理念 85
8.3.4 个例分析——铟 86
8.3.5 其他掺杂物质 88
8.3.6 细致平衡分析 89
8.4 其他设计 90
8.4.1 植入缺陷层 90
8.4.2 Delta掺杂 90
8.5 层叠电池 91
参考文献 91
第9章 表面、接触与体区性质 94
9.1 引言 94
9.2 表面复合 94
9.2.1 界面态与氧化层陷阱 94
9.3 界面态复合 98
9.3.1 独立离散界面态 98
9.3.2 独立连续界面态 98
9.3.3 等量俘获截面 98
9.3.4 恒定俘获截面比 99
9.3.5 实验表面态密度与俘获截面 99
9.4 接触复合 103
9.5 体复合 105
9.6 吸除法 108
9.7 缺陷钝化 110
参考文献 110
第10章 硅太阳能电池的发展 114
10.1 绪论 114
10.2 早期硅太阳能电池 114
10.3 传统的空间太阳能电池 116
10.4 背电场 116
10.5 紫电池 117
10.6 黑电池 118
10.7 氧化物表面钝化 120
10.8 电极接触钝化 120
10.9 顶层表面钝化太阳能电池 121
10.10 顶面和背面钝化太阳能电池 123
10.11 PERL太阳能电池的设计 125
10.11.1 光学特征 125
10.11.2 电学特征 126
10.12 总结 128
参考文献 129
第11章 丝网印刷和埋栅太阳能电池 133
11.1 绪论 133
11.2 丝网印刷太阳能电池 133
11.2.1 结构 133
11.2.2 典型性能 135
11.2.3 经改良的技术 135
11.3 埋栅太阳能电池 136
11.3.1 结构 136
11.3.2 性能分析 137
11.3.3 量产经验 138
11.3.4 未来工艺发展 138
参考文献 140
第12章 高性能聚光太阳能电池 142
12.1 绪论 142
12.2 传统太阳能电池 142
12.2.1 低成本设计 142
12.2.2 高效率空间太阳能电池技术 144
12.2.3 PESC和PERL太阳能电池 144
12.2.4 V形槽硅电池 145
12.3 背接触太阳能电池 145
12.3.1 叉指形背接触太阳能电池 145
12.3.2 前面场电池和叠层太阳能电池 146
12.3.3 双面和点光栅太阳能电池 147
12.4 垂直结太阳能电池 148
12.5 点接触太阳能电池 149
12.5.1 结构 149
12.5.2 复合作用的组成部分 150
12.5.3 光生电流的收集 150
12.5.4 实验结果 151
12.5.5 点接触电池的稳定性 153
12.5.6 近期的发展 153
12.6 总结 154
参考文献 154
第13章 mc-Si多晶硅和带状硅 157
13.1 概述 157
13.2 氢钝化 158
13.3 磷处理 158
13.4 其他钝化方法 161
13.5 制绒 161
13.6 高级电池结构 162
参考文献 163
第14章 薄膜pc-Si多晶硅电池和多层电池 166
14.1 引言 166
14.2 晶界 166
14.2.1 物理结构 166
14.2.2 电子学性质 167
14.2.3 电阻效应 169
14.2.4 复合性质 170
14.3 晶内性质 177
14.4 单结太阳能电池 179
14.5 多层太阳能电池 181
14.6 小结 183
参考文献 183
第15章 总结 186
附录A 希腊字母表 188
附录B 基本物理常数 189
附录C 光谱数据表 190
附录D 硅的光学性质（300K） 192
附录E 准费米能级 194
E.1 引言 194
E.2 热平衡 194
E.3 非平衡态 194
E.4 界面 195
E.5 非平衡态p-n结 196
E.6 准费米能级的应用 196
附录F 反射控制 199
F.1 减反膜 199
F.2 表面制绒 199
F.2.1 历史回顾与技术前景 199
F.2.2 制绒控制反射的理论 200
参考文献 203
附录G 红外光谱响应 206
参考文献 209
索引 210