第1章 前言 1
1.1光伏的历史发展 3
第2章 太阳辐射——光伏能源 7
2.1辐射源太阳与辐射接收者地球 7
2.2太阳——黑体辐射 9
2.3地球日照辐射的功率与光谱分布 11
第3章 用于光伏能量转换的半导体材料 17
3.1固体吸收电磁辐射 17
3.2光伏极限转换效率 19
3.3辐射吸收导致载流子生成 22
3.4太阳电池的半导体技术基础 25
3.5匀质半导体材料中的剩余载流子特征 27
3.6分离激发剩余载流子的方法 31
3.7反射损失 34
第4章 太阳电池的晶态半导体材料基础 36
4.1太阳电池中的半导体二极管 36
4.2晶体太阳电池的基本模型 38
4.2.1电子电流 40
4.2.2空穴电流 41
4.2.3总电流 42
4.2.4光谱灵敏度 44
4.3标准光谱照射 45
4.4太阳电池的技术参数 46
4.5晶体太阳电池的等效电路图 48
4.6硅二极管太阳电池的极限转换效率 49
第5章 单晶硅太阳电池 52
5.1关于光谱灵敏度的讨论 52
5.2发电特性的温度特性 62
5.3改进型单晶硅太阳电池的参数 64
5.4晶体培育 65
5.5制备 66
5.6高功率太阳电池 69
5.7航天应用中的太阳电池特性退化现象（即辐射损伤） 72
第6章 多晶硅太阳电池 76
6.1 SGS太阳能级硅生产原料的制备 76
6.2新型硅精炼工艺 80
6.3多晶硅模块铸造法 83
6.4多晶硅中的晶界模型 86
6.4.1光谱剩余载流子密度的计算 88
6.4.2单一微晶体中光电流密度的二维边界值问题 90
6.5光谱灵敏度与光电流密度的计算 93
6.6制备 96
第7章 化合物半导体太阳电池 100
7.1太阳电池材料硅和砷化镓的对比 100
7.2具有AlGaAs窗口层的GaAs太阳电池 101
7.3 AlGaAs/GaAs太阳电池的模型计算 102
7.4晶体培育 107
7.5 GaAs太阳电池的液相外延生长 109
7.6制备GaAs太阳电池的LPE工艺流程 110
7.7用于制备薄膜结构的Ⅲ/Ⅴ族半导体气相外延技术 111
7.8 Ⅲ/Ⅴ族半导体材料的叠层结构太阳电池 112
7.9 Ⅲ/Ⅴ族化合物半导体太阳电池的聚光技术 115
第8章 非晶硅薄膜太阳电池 119
8.1非晶硅特性 119
8.2非晶硅的掺杂 122
8.3 a-Si ： H太阳电池的物理模型 125
8.3.1暗电流 126
8.3.2光电流 128
8.4制备 133
8.5如何减小光退化效应 137
8.6 a-Si ： H太阳电池的生产制备 137
第9章 其他类型太阳电池 140
9.1晶体硅双面光敏MIS太阳电池 140
9.2铜铟双硒太阳电池 140
9.3 a-Si ： H/c-Si太阳电池 142
9.4球型太阳电池 143
9.5有机半导体太阳电池 145
9.5.1有机分子半导体 145
9.5.2有机材料太阳电池 147
9.5.3染料太阳电池 149
9.6第三代太阳电池 150
第10章 展望 153
附录A计算与表格 155
A.1计算极限转换率的积分解法 155
A.2扩散方程的求解 156
A.3标准光谱AM1.5 159
A.4 T=300 K下的硅材料吸收系数 160
附录B：习题 161
习题2.1欧洲不同地点的AM值 161
习题2.2估算太阳常数E0 162
习题2.3估算柏林地区的AM（1.5）值 164
习题2.4太阳日常轨道以及柏林地区所处黄道面上接受的太阳辐射强度和太阳能量的日均及年均量 165
习题3.1丹伯太阳电池 169
习题3.2载流子扩散微分方程的二维数值解 172
习题3.3在阳光照射条件下，尺寸为B×H的P型硅片内的电子分布Δn（x，y）偏微分方程的解析解 176
习题5.1硅太阳电池分析 177
习题5.01发电特性曲线测量 178
习题5.02光谱灵敏度测量 180
习题5.03测量太阳电池的空间电荷区电容 182
习题5.04利用两种不同照射强度E1和E2下测得的短路电流Iph（E）和开路电压UL （E）确定二极管反向饱和电流I0 185
习题5.05根据先前确定的反向饱和电流I0曲线上开路点UL=U（I=0）的斜率计算寄生串联电阻Rs 186
习题5.06根据先前确定的Rs，通过反向饱和电流I0曲线上短路点IK=I（U=0）的斜率计算寄生并联电阻Rp 187
习题5.07计算基底和发射极内的载流子扩散系数 188
习题5.08基底内少数载流子的扩散长度 188
习题5.09计算较高掺杂区中的扩散长度 189
习题5.10外量子效率Qext（λ）的测量与模拟 190
习题5.11使用半导体参数模拟发电特性曲线I（U） 192
习题7.1六层太阳电池的极限转换率 197
附录C实践练习 200
C1柏林工业大学的硅太阳电池简易工艺 200
C2利用简易材料制作染料太阳电池 203
参考文献 205
索引 210