第一章 概述 1
第一节 高效晶硅太阳电池技术现状 1
一、晶硅太阳电池主流技术 1
二、晶硅太阳电池设备 2
三、相关技术 2
四、国内技术现状 3
第二节 光伏市场现状 5
一、国外市场现状 6
二、国内市场现状 7
第三节 晶硅太阳电池发展方向 14
一、晶硅太阳电池组件 14
二、高转换技术用材 15
三、过渡技术 15
第四节 光伏产业战略设计 16
一、我国能源基本情况 16
二、战略设计 16
第一篇 高效晶硅太阳电池设计 18
第二章 太阳电池光学 18
第一节 太阳电池光学基础知识 18
一、原子结构 18
二、几何光学 21
三、波粒二象性 22
第二节 光学历史及其体系 31
一、光的历史 31
二、光学体系 33
第三节 太阳光 34
一、电磁波 34
二、太阳辐射能 35
三、影响接收太阳辐射能的因素 38
第四节 量子光学 38
一、量子光学定义及研究内容 39
二、辐射 39
三、黑体辐射 44
四、能量假设 46
五、光的波粒二象性 48
第五节 光电子学 49
一、光在半导体薄片上的反射、折射和透射 49
二、半导体中的光吸收 50
三、光电效应 53
四、光热效应 60
第六节 光谱学 63
一、光谱学基本器件 63
二、光学表征方法 76
第七节 薄膜光学 81
一、透明导电薄膜 81
二、太阳能光热转换薄膜 84
三、光学薄膜特性测试 85
第三章 高效晶硅太阳电池工作原理 106
第一节 太阳电池基础——半导体 106
一、半导体能带 106
二、本征半导体和掺杂半导体 107
三、费米能级 108
四、载流子浓度 109
五、载流子的输送 111
六、载流子的产生与复合 114
七、半导体p-n结及其能带图 116
第二节 高效晶硅太阳电池工作原理及性能 119
一、高效晶硅太阳电池工作原理 119
二、高效晶硅太阳电池外特性 121
第三节 高效晶硅太阳电池结构及能量损失 123
一、高效晶硅太阳电池结构 123
二、高效晶硅太阳电池能量损失 124
第四章 高效晶硅太阳电池设计 126
第一节 高效晶硅太阳电池总体设计 126
一、总体设计要求 126
二、材料和结构选择 128
三、系统设计 128
四、掺杂设计 129
五、组件要求 129
第二节 光学设计 129
一、硅的光学性质 129
二、高效晶硅太阳电池光学设计要求 134
三、高效晶硅太阳电池光学设计 134
第三节 电学设计 137
一、上电极设计 137
二、下电极设计 138
第四节 掺杂设计 139
一、掺杂基本要求及基本概念 139
二、掺杂设计 141
三、理想化的高效率电池模型 142
第五节 组件设计 142
一、组件结构要求 142
二、组件设计 143
三、组件测试要求 146
第二篇 高效晶硅太阳电池制造 147
第五章 多晶硅制备 147
第一节 概述 147
一、硅的特性 147
二、多晶硅的制造 155
第二节 工业硅制备 155
一、工业硅制备工艺 155
二、工业硅制备设备 163
三、生产操作及存在的问题 165
四、烟气净化及硅粉利用 169
第三节 改良西门子法制备多晶硅 173
一、氢气的制备 173
二、液氯的汽化 176
三、氯化氢的合成 177
四、三氯氢硅的合成 179
五、精馏法提纯三氯化硅 185
六、三氯氢硅还原制备多晶硅 209
七、还原尾气干法回收工艺 213
八、硅芯的制备 218
第四节 铸锭法制备多晶硅 223
一、铸锭法制备多晶硅生产工艺 223
二、铸锭法制备多晶硅工艺的优缺点 224
第五节 硅烷法制备多晶硅 224
一、硅烷的制备 225
二、硅烷的提纯 225
三、硅烷热分解 225
四、硅烷法的优缺点 225
第六章 单晶硅制备 227
第一节 单晶硅直拉制备技术 227
一、直拉单晶硅工艺 227
二、长度拉速温校曲线的设定 234
三、坩埚上升随动速度确定 236
四、异常情况及处理 237
第二节 原辅材料 239
一、硅原料 239
二、石英坩埚 240
三、掺杂剂 241
四、籽晶、钼丝、氩气 242
五、原辅材料的腐蚀及清洗 243
第三节 单晶硅掺杂技术 244
一、杂质作用及杂质效应 245
二、杂质分布规律 249
三、掺杂 250
第四节 直拉单晶炉 253
一、机械部分 254
二、电气部分 256
三、工作环境 258
第五节 直拉单晶炉的热系统及热场 258
一、热系统 258
二、热场 260
第六节 晶体生长控制器 263
一、主要功能及控制原理 263
二、设定曲线 265
三、内部参数的设置 266
四、晶体生长控制器的使用 266
第七章 高效晶硅太阳电池制备 268
第一节 切割硅片 268
一、多线切割原理 269
二、切割工艺 270
三、线切割系统组成 273
四、国内外切割设备状况及发展趋势 274
五、其他硅片制造工艺 275
第二节 清洗 276
一、清洗原理 277
二、清洗技术 278
三、清洗工艺方案 283
第三节 硅片制备 285
一、磨削 285
二、腐蚀 285
第四节 制绒技术 287
一、制绒（金字塔）原理 287
二、制绒（金字塔） 288
三、主要生产工艺及影响因素 288
四、制绒设备 289
五、制绒不良情况 290
第五节 扩散制结 292
一、扩散原理 292
二、扩散工艺 293
三、扩散制结技术要点 295
四、扩散故障及解决方案 296
五、扩散炉的使用、安全与维护 297
第六节 去磷硅玻璃（PSG） 299
一、去PSG原理 299
二、去PSG工艺 299
三、去PSG材料与设备 300
第七节 修周边 300
一、干法刻蚀 300
二、湿法刻蚀 301
第八节 镀减反射膜 302
一、减反射原理及减反射膜材料 303
二、镀减反射膜工艺 304
三、PECVD常见问题及处理办法 307
四、设备维护 308
第九节 刻槽埋栅电极（BCSC） 308
一、刻槽埋栅电极结构及工艺流程 309
二、刻槽埋栅电极主要制造工艺 309
第十节 印刷制备背电极背场 316
一、丝网印刷原理 316
二、丝网印刷主要技术 316
三、丝网印刷工艺 319
四、丝网印刷常见问题及解决方法 322
第十一节 烧结 323
一、烧结原理 323
二、烧结工艺 324
三、烧结常见问题及解决方法 325
四、烧结炉 327
第十二节 检测分级 330
一、太阳电池片的规格 330
二、太阳电池片的电气性能分级 330
三、电池片表面质量检查项目及标准 333
第十三节 组装 336
一、组装流程 336
二、组装存在的问题 338
第十四节 光致衰减 339
一、光致衰减机理 339
二、光致衰减试验 340
三、光致衰减解决方案 341
第十五节 制硅废水处理 343
一、制硅废水的产生 343
二、废水处理方法 343
三、废水处理工艺 343
第三篇 高效晶硅太阳电池测试 345
第八章 测试分析技术 345
第一节 物理测试分析技术 345
一、电子显微镜 345
二、金相显微镜 346
第二节 化学腐蚀测试分析技术 353
一、电化学腐蚀条件 353
二、电化学腐蚀反应 353
三、影响电化学腐蚀速度的因素 354
四、腐蚀在半导体技术中的应用 355
第三节 光电测试分析技术 356
一、红外光谱 356
二、X射线 358
第九章 硅晶体结构测试 366
第一节 单晶晶向测定 366
一、X射线衍射定向方法 366
二、光图定向方法 368
三、两种测向方法比较 369
第二节 硅晶体缺陷的测试 370
一、测试原理 370
二、测试干扰因素 370
三、试剂和材料 370
四、设备和仪器 371
五、试样制备 371
六、检测程序 372
第十章 硅晶体杂质测试 377
第一节 氧浓度测试 377
一、硅中氧原子状况 377
二、测试原理 378
三、测试程序 381
四、测试干扰因素 383
第二节 碳浓度测试 384
一、硅中碳原子状况 384
二、测试原理 384
三、测试程序 385
四、测试干扰因素 386
第三节 基硼含量测试 387
一、硅中硼原子状况 387
二、测试原理 387
三、测试程序 390
四、测试干扰因素 394
五、安全操作 394
第四节 基磷含量测试 394
一、硅中磷原子状况 394
二、测试原理 395
三、测试程序 395
第十一章 电学性能测试 397
第一节 导电类型测试 397
一、测试方法、特征及测试范围 397
二、测试干扰因素 398
三、测试材料 399
四、测试装置 399
五、测试程序 401
六、DT307-STY-3导电测试仪 402
第二节 硅单晶电阻率测试 403
一、直流四探针法 403
二、直流二探针法 412
第三节 少子寿命测试 418
一、直流光电导衰减法 418
二、高频光电导衰减法 425
第四节 组件测试 429
一、电气参数测试 429
二、质量性能测试 430
第五节 认证 432
一、认证特点 432
二、认证标签所对应的认证机构 433
第四篇 发电 436
第十二章 清洁智能微电网 436
第一节 清洁智能微电网总体设计 438
一、项目地址 438
二、清洁智能微电网功能 438
三、总体设计目标 439
四、设计要求 439
五、效益 439
六、总体设计参数 440
七、设计思想 440
第二节 光伏电站 441
一、太阳电池阵列 441
二、逆变器及升压系统 443
第三节 风力电站 444
一、风力电站基本知识 444
二、测风技术 447
三、风能资源评估资料及风能判据 449
四、风力发电机选型 451
五、风力发电机选址 451
六、风力发电量计算及风机装机量 453
第四节 抽水蓄能电站 454
一、抽水蓄能电站方案 454
二、上、下水库 455
三、水轮机 456
四、水轮发电机 457
五、水泵 458
六、水泵用电动机 462
第五节 智能控制系统 463
一、光电、风电整合 464
二、水轮发电机组发电 464
三、平衡系统 464
第六节 超导储能简介 465
一、超导储能优越性 465
二、超导储能的运用 466
第十三章 分布式民用住宅电站 467
第一节 国外分布式民用住宅电站 467
一、英国 467
二、澳大利亚 467
三、日本 468
第二节 国内分布式民用住宅电站 468
一、上海 468
二、山东 468
三、杭州 469
四、国家政策 469
第三节 智能电表简介 470
一、智能电表主要功能 470
二、国外智能电表 471
三、我国智能电表 471
附录 472
附录A有关硅标准 472
附录B常用物理常数表 473
附录C国际单位制（SI） 474
附录D元素周期表插页 476
参考文献 476