太陽能電池基礎與應用（簡體書）

本書從社會發展和生態保護以及能源需求角度出發，闡述光伏利用太陽能的必然性與重要性；講述半導體基礎理論及光伏電池的基本原理。結合該領域的進展，既全面深入地介紹了常規晶體硅電池，Ⅲ-Ⅴ族化合物電池；同時又對CIGS電池，CdTe電池，硅基薄膜電池，染料敏化電池，有機電池等各種不同薄膜電池的光伏材料、電池結構及其工藝特色和技術發展予以詳細闡述。除敘述光伏應用電力系統，常規應用及應用示例外，還從發展角度涉及了微電子學在未來能源領域中開發應用的途徑。最后對更高效率光伏電池的新概念進行了綜合的介紹與展望。
本書可作為高等院校高年級學生、研究生的教材或參考書，也可作為光伏電池、光電子器件科學與相關技術領域的科研人員、工程技術人員的參考書。

序言
前言
第1章 光伏發電：人類能源的希望
1.1 光伏是創造社會發展與能源需求平衡的最佳能源形式
1.1.1 能源是當今社會發展水平的標志
1.1.2 社會進步要求新能源
1.1.3 太陽能是未來能源的主力之一
1.2 光伏發電歷史與現狀
1.2.1 光伏里程中的重大事件
1.2.2 光伏發展歷史的啟示——尋找新材料，開發新技術，開拓新領域
參考文獻
第2章 光伏原理基礎
2.1 半導體基礎
2.1.1 半導體材料結構與表征
2.1.2 半導體中電子態與能帶結構
2.1.3 半導體中的雜質與缺陷
2.1.4 平衡態載流子分布
2.1.5 半導體光吸收
2.1.6 非平衡載流子產生與復合
2.1.7 載流子輸運性質
2.2 半導體pn結基礎
2.2.1 熱平衡的pn結
2.2.2 pn結伏安特性
2.2.3 pn結電容
2.2.4 異質結
2.3 太陽電池基礎
2.3.1 光生伏特效應
2.3.2 太陽電池電流一電壓特性分析
2.3.3 太陽電池性能表征
2.3.4 量子效率譜
2.3.5 太陽電池效率分析
2.3.6 太陽電池效率損失分析
2.3.7 p-i-n結電池
2.4 太陽電池器件模擬
2.4.1 器件模擬的意義
2.4.2 硅基薄膜電池的電學模型
2.4.3 硅基薄膜電池的光學模擬
2.4.4 模擬計算示例
參考文獻
第3章 晶體硅太陽電池
3.1 晶體硅太陽電池技術的發展
3.1.1 簡介
3.1.2 早期的硅太陽電池
3.1.3 傳統的空間電池
3.1.4 背面場
3.1.5 紫電池
3.1.6 “黑體電池”
3.1.7 表面鈍化
3.1.8 PERL電池設計
3.1.9 總結
3.2 高效電池的產業化
3.2.1 介紹
3.2.2 絲網印刷電池
3.2.3 掩埋柵太陽電池
3.2.4 高效背面點接觸電極電池
3.2.5 HIT電池
3.2.6 Pluto電池
參考文獻
第4章 高效Ⅲ-Ⅴ族化合物太陽電池
4.1 Ⅲ-Ⅴ族化合物材料及太陽電池的特點
4.2 Ⅲ-Ⅴ族化合物太陽電池的制備方法
4.2.1 液相外延技術
4.2.2 金屬有機化學氣相沉積技術
4.2.3 分子束外延技術
4.3 Ⅲ-Ⅴ族化合物太陽電池的發展歷史
4.3.1 GaAs基系單結太陽電池
4.3.2 GaAs基系多結疊層太陽電池
4.3.3 Ⅲ-Ⅴ族聚光太陽電池
4.3.4 薄膜型Ⅲ-Ⅴ族太陽電池
4.4 Ⅲ-Ⅴ族化合物太陽電池的研究熱點
4.4.1 更多結(三結以上)疊層電池的研究
4.4.2 Ⅲ-Ⅴ族量子阱、量子點太陽電池
4.4.3 熱光伏電池
4.4.4 分光譜太陽電池的研究
4.4.5 其他類型新概念太陽電池
參考文獻
第5章 硅基薄膜太陽電池
5.1 引言
5.2 硅基薄膜物理基礎及其材料特性
5.2.1 硅基薄膜材料的研究歷史和發展現狀
5.2.2 非晶硅基薄膜材料的結構和電子態
5.2.3 非晶硅基薄膜材料的電學特性
5.2.4 非晶硅基薄膜材料的光學特性
5.2.5 非晶硅基薄膜材料的光致變化
5.2.6 非晶硅碳和硅鍺合金薄膜材料
5.2.7 微晶硅及微晶硅薄膜材料
5.3 非晶硅基薄膜材料制備方法和沉積動力學
5.3.1 非晶硅基薄膜材料制備方法
5.3.2 硅基薄膜材料制備過程中的反應動力學
5.3.3 硅基薄膜材料的優化
5.4 硅基薄膜太陽電池結構及工作原理
5.4.1 單結硅基薄膜太陽電池的結構及工作原理
5.4.2 多結硅基薄膜太陽電池的結構及工作原理
5.4.3 硅薄膜太陽電池的計算機模擬
5.5 硅基薄膜太陽電池制備技術及產業化
5.5.1 以玻璃為襯底的硅基薄膜太陽電池制備技術
5.5.2 柔性襯底，卷-到-卷非晶硅基薄膜太陽電池制備技術
5.6 硅基薄膜太陽電池的產業化：現狀、發展方向以及未來的展望
5.6.1 非晶硅基薄膜太陽電池的優勢
5.6.2 硅基薄膜太陽電池所面臨的挑戰
5.6.3 硅基薄膜太陽電池的發展方向
參考文獻
第6章 銅銦鎵硒薄膜太陽電池
6.1 CIGS薄膜太陽電池發展史
6.2 CIGS薄膜太陽電池吸收層材料
6.2.1 CIGS薄膜的制備方法
6.2.2 CIGS薄膜材料特性
6.3 C1GS薄膜太陽電池的典型結構
6.3.1 Mo背接觸層
6.3.2 CdS緩沖層
6.3.3 氧化鋅(ZnO)窗口層
6.3.4 頂電極和減反膜
6.3.5 CIGS薄膜光伏組件
6.4 CIGS薄膜太陽電池的器件性能
6.4.1 CIGS薄膜太陽電池的電流一電壓方程和輸出特性曲線
6.4.2 CIGS薄膜太陽電池的量子效率
6.4.3 CIGS薄膜太陽電池的弱光特性
6.4.4 CIGS薄膜太陽電池的溫度特性
6.4.5 CIGS薄膜太陽電池的抗輻照能力
6.4.6 CIGS薄膜電池的穩定性.
6.5 CIGS薄膜太陽電池的異質結特性
6.5.1 CIGS薄膜太陽電池異質結能帶圖
6.5.2 能帶邊失調值
6.5.3 貧Cu的CIGS表面層
6.6 柔性襯底CIGS薄膜太陽電池
6.6.1 柔性襯底CIGS薄膜太陽電池的性能特點
6.6.2 柔性金屬襯底CIGS太陽電池
6.6.3 聚合物襯底CIGs薄膜電池
6.6.4 CIGS柔性光伏組件
6.7 CIGS薄膜太陽電池的發展動向
6.7.1 無Cd緩沖層
6.7.2 其他Ⅰ-Ⅲ-Ⅵ族化合物半導體材料
6.7.3 疊層電池
參考文獻
第7章 染料敏化太陽電池
7.1 引言
7.1.1 染料敏化太陽電池的發展歷史
7.1.2 染料敏化太陽電池的結構和組成
7.1.3 染料敏化太陽電池的工作原理
7.2 染料敏化太陽電池及材料
7.2.1 襯底材料
7.2.2 納米半導體材料
7.2.3 染料光敏化劑
7.2.4 電解質
7.2.5 對電極
7.3 有機聚合物太陽電池
7.3.1 器件結構和工作原理
7.3.2 給體光伏材料
7.3.3 受體材料
7.4 染料敏化太陽電池性能
7.4.1 電化學性能
7.4.2 光伏性能
7.5 染料敏化太陽電池未來的發展
參考文獻
第8章 光伏器件的測試與應用
8.1 光伏器件的測試
8.1.1 太陽常數和大氣質量
8.1.2 標準測試條件和標準太陽電池
8.1.3 光伏器件的基本測量
8.1.4 多結疊層太陽電池的測試
8.2 光伏發電技術及應用
8.2.1 太陽能輻射資源
8.2.2 光伏系統的工作原理、技術性能及電子學問題
8.2.3 光伏發電應用
8.2.4 光伏發電應用系統的設計
參考文獻
第9章 高效電池新概念
9.1 引言
9.2 Shockley-Queisser光伏轉換效率理論極限
9.2.1 黑體輻射
9.2.2 細致平衡原理
9.2.3 理想光伏電池的轉換效率
9.3 多結太陽電池
9.4 熱載流子太陽電池
9.4.1 光生載流子熱弛豫過程
9.4.2 熱載流子太陽電池的理論效率極限
9.4.3 熱載流子太陽電池的實驗研究與進展
9.5 碰撞電離太陽電池
9.5.1 碰撞電離基本概念
9.5.2 碰撞電離太陽電池極限效率
9.5.3 碰撞電離電池的實驗研究
9.6 中間帶及多能帶太陽電池
9.7 熱光電及熱光子轉換器
9.7.1 熱光伏電池
9.7.2 熱光子轉換器
9.8 小結
參考文獻
附錄
附錄A 標準AM1.5太陽光譜輻照度數據
附錄B 鉛酸蓄電池的分類、命名和表征
B.1 鉛酸蓄電池的分類
B.2 蓄電池的命名方法、型號組成及其代表意義
B.3 電池的表征參量
附錄C 典型的單片機及外圍電路
C.1 CPU、EEPROM、RAM、I/O單片微處理器
C.2 LCD液晶顯示器
C.3 自定義4×4矩陣鍵盤
C.4 RS232異步串行通信接口
C.5 多路模擬開關和串行A/D模數轉換器
附錄D 脈寬調制方波逆變器產品實例
D.1 概述
D.2 技術指標
D.3 方波逆變器的電路結構和工作原理