第1章 国内外太阳电池和光伏新能源的发展态势 1
1.1 光伏能源的优势及其在新能源中的地位 1
1.2 太阳电池是发展光伏新能源的基石 3
1.3 国外太阳电池产业的发展现状与策略 4
1.4 我国太阳电池的发展现状与趋势 5
1.5 光伏能源的发展态势 6
第2章 硅基太阳电池及其发展态势 8
2.1 硅基太阳电池产业化技术发展方向 8
2.1.1 产业背景 8
2.1.2 晶硅太阳电池 10
2.1.3 硅薄膜太阳电池 28
2.1.4 制约硅基太阳电池发展的材料和设备问题 34
2.1.5 结语 35
2.2 晶硅太阳电池硅材料现状和发展趋势 36
2.2.1 引言 36
2.2.2 硅原料制备 37
2.2.3 硅晶体的生长 39
2.2.4 硅片切割 42
2.2.5 结语 44
参考文献 44
第3章 化合物太阳电池及其发展态势 51
3.1 引言 51
3.1.1 化合物半导体太阳电池发展概况 51
3.1.2 化合物半导体太阳电池的特点 52
3.1.3 化合物半导体太阳电池的现状与发展态势 55
3.2 砷化镓基太阳电池及其应用 57
3.2.1 引言 57
3.2.2 砷化镓基太阳电池的发展历史 58
3.2.3 砷化镓基太阳电池的材料制备与关键工艺 59
3.2.4 砷化镓基化合物聚光多结太阳电池 61
3.2.5 砷化镓基化合物多结电池性能优化 61
3.2.6 砷化镓基太阳电池的国内外发展现状与态势 66
3.2.7 关键科学技术问题与突破的方向和途径 69
3.2.8 结语 72
参考文献 73
3.3 铜铟镓硒薄膜太阳电池 73
3.3.1 引言 73
3.3.2 铜铟镓硒太阳电池的结构原理和特点 74
3.3.3 铜铟镓硒太阳电池的工作原理 78
3.3.4 铜铟镓硒材料的特点 79
3.3.5 铜铟镓硒太阳电池的特点 82
3.3.6 铜铟镓硒吸收层的制备工艺 87
3.3.7 国外研究现状和发展趋势 94
3.3.8 国内研究及产业化现状和发展趋势 96
3.3.9 关键科学技术问题与突破的方向和途径 99
3.3.1 0结语 101
参考文献 102
3.4 碲化镉薄膜太阳电池及其应用 105
3.4.1 引言 105
3.4.2 材料制备与关键工艺 106
3.4.3 电池结构和性能优化 109
3.4.4 衬底的选择 110
3.4.5 国外现状与发展态势 111
3.4.6 国内现状与发展态势 112
3.4.7 碲化镉薄膜太阳电池的优势与局限性 112
3.4.8 关键科学技术问题与突破的方向和途径 113
3.4.9 结语 114
参考文献 115
3.5 Ⅱ型异质量子同轴线太阳电池 115
3.5.1 引言 115
3.5.2 Ⅱ型异质量子同轴线材料设计 117
3.5.3 Ⅱ型异质量子同轴线太阳电池 123
3.5.4 国内外发展现状与态势 125
3.5.5 结语 126
参考文献 127
第4章 有机聚合物太阳电池及其发展态势 130
4.1 有机聚合物太阳电池及其应用 130
4.1.1 引言 130
4.1.2 器件的制作与性能 131
4.1.3 材料的设计与制备 138
4.1.4 目前国内外发展现状 146
4.1.5 关键科学技术问题与突破的方法途径 147
4.1.6 结语 148
参考文献 148
4.2 柔性有机太阳电池的现状与未来 153
4.2.1 引言 153
4.2.2 柔性有机太阳电池的重要应用 154
4.2.3 2011年有机太阳电池的水平 155
4.2.4 有机太阳电池效率的理论极限 156
4.2.5 柔性有机太阳电池的关键问题 156
4.2.6 我国的差距和发展建议 158
参考文献 159
4.3 染料敏化太阳电池 159
4.3.1 引言 159
4.3.2 染料敏化太阳电池结构及其性能 160
4.3.3 染料敏化太阳电池的分类 161
4.3.4 染料敏化太阳电池产业化道路 163
4.3.5 结语 166
参考文献 166
第5章 宽光谱响应提高硅基太阳电池效率的新途径 169
5.1 提高晶硅太阳电池短波响应的纳米技术 169
5.1.1 引言 169
5.1.2 纳米硅的吸收特性与制备方法 172
5.1.3 上表面短波／可见光转换器和纳米硅单结电池 173
5.1.4 多结硅基太阳电池——光学与电学的串联 176
5.1.5 国内已开展的基础性工作 178
5.1.6 结语 180
参考文献 180
5.2 轴向受光、径向收集的纳米线（柱）结构——解除光吸收长度与载流子输运效率相互制约的重要途径 183
5.2.1 引言 183
5.2.2 硅纳米线的制备 184
5.2.3 径向p-n结硅纳米线太阳电池的现状与发展态势 187
5.2.4 结语 194
参考文献 195
5.3 提高晶硅太阳电池全光谱响应的波长上下转换技术 197
5.3.1 引言 197
5.3.2 提高晶硅太阳电池长波响应——Re3+的双光子波长上转换 200
5.3.3 国外波长上转换研究进展 202
5.3.4 波长上转换在硅太阳电池中的运用瓶颈及突破点 203
5.3.5 提高晶硅太阳电池短波响应——波长下转换（光子剪裁） 205
5.3.6 国内外波长下转换研究工作进展 208
5.3.7 结语 209
参考文献 210
5.4 提高晶硅太阳电池全光谱响应的杂质带工程运用 211
5.4.1 引言 211
5.4.2 杂质带的特征 212
5.4.3 杂质带获得突破的难点 220
5.4.4 国内外发展动态 224
5.4.5 结语 225
参考文献 226
第6章 纳米技术提高太阳光有效收集和增强吸收的方法 229
6.1 引言 229
6.2 纳米材料的多重激子效应与多光子吸收 231
6.2.1 多重激子效应 231
6.2.2 多光子吸收 234
6.3 纳米结构组装太阳电池透明导电窗口层 236
6.3.1 碳纳米管组装网络窗口层 236
6.3.2 金属纳米线组装网络窗口层 238
6.4 基于表面等离子体激元提高太阳电池光吸收 238
6.4.1 基于金属纳米颗粒散射增强效应的太阳电池 239
6.4.2 基于金属纳米颗粒局域增强效应的太阳电池 241
6.4.3 基于背面金属光栅结构表面等离子体激元增强的太阳电池 243
6.4.4 基于表面等离子体激元纳米天线的太阳电池 244
6.4.5 其他类型表面等离子体激元增强的太阳电池 245
6.5 基于纳米结构增强太阳电池的陷光效果 246
6.5.1 光子晶体光栅结构 246
6.5.2 纳米线结构 248
6.5.3 其他结构 250
参考文献 251
第7章 纳米技术提高锂离子电池储能容量的方法 255
7.1 引言 255
7.2 储能电池的发展及工作原理 255
7.2.1 锂离子电池的发展历程及工作原理 256
7.2.2 锂离子电池的性能及其优越性 259
7.2.3 锂离子电池的主要组成材料 260
7.3 纳米技术对提升锂离子二次电池性能的研究进展 263
7.3.1 锂离子电池正极的纳米化 264
7.3.2 锂离子电池负极材料的纳米化 266
7.4 储能电池的未来发展 277
7.4.1 锂硫电池 277
7.4.2 锂空气电池 278
7.4.3 三维锂电池 279
7.4.4 超级电容器 281
7.5 结语 284
参考文献 284
第8章 发展中值得深思的若干问题 290
8.1 挽救陷入困境的我国光伏制造产业 290
8.2 全面考虑光伏能源在新能源中的位置 290
8.3 光伏新能源产业的规模特别是太阳电池的生产规模需要健康发展 291
8.4 光伏能源系统总容量的提升速度要与智能化并网、储能技术特别是大容量蓄电装置的成熟度相适应 292
8.5 环保问题的统筹考虑 292
8.6 光伏电站的安全性问题 292
8.7 通向光伏能源强国之路 293