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第一章 绪论1

1.1 开发利用太阳能的重要意义1

1.1.1 化石燃料正面临日渐枯竭的危机状况1

1.1.2 保护生态环境逐渐受到人们的重视3

1.1.3 “3E”矛盾与解决4

1.2 太阳能发电的特点5

1.2.1 太阳能发电的优点5

1.2.2 太阳能发电的缺点5

1.3 近年来世界光伏产业的发展状况6

1.3.1 太阳能电池的生产6

1.3.2 各国光伏发展9

习题11

参考文献11

第二章 太阳辐射12

2.1 太阳简介12

2.1.1 日地运动13

2.1.2 地球绕太阳的运行规律14

2.2 太阳辐射的光谱14

2.2.1 大气层外的太阳辐射光谱16

2.2.2 地球表面的太阳辐射光谱17

2.3 世界和我国太阳能资源的分布情况18

习题20

参考文献20

第三章 太阳能光伏器件的原理22

3.1 半导体物理基础22

3.1.1 固体的能带理论24

3.1.2 电子和空穴的输运27

3.1.3 半导体的掺杂特性28

3.2 太阳能电池的工作原理30

3.2.1 pn结30

3.2.2 半导体的光电转换35

3.3 太阳能电池的特性参数36

3.3.1 标准测试条件36

3.3.2 太阳能电池等效电路36

3.3.3 伏安特性曲线37

3.4 太阳能电池分类40

3.4.1 按电池结构分类40

3.4.2 按用途分类41

3.4.3 按光电转换机理分类41

3.4.4 按基体材料分类42

习题42

参考文献43

第四章 晶体硅太阳能电池45

4.1 硅材料的制备45

4.2 单晶硅太阳能电池47

4.2.1 单晶硅太阳能电池基本原理及结构48

4.2.2 单晶硅锭的铸造49

4.2.3 单晶硅片的制造50

4.2.4 单晶硅电池片的制备工艺51

4.2.5 单晶硅太阳能电池发展趋势54

4.3 多晶硅太阳能电池56

4.3.1 多晶硅太阳能电池制备工艺56

4.3.2 多晶硅太阳能电池发展趋势57

4.3.3 多晶硅薄膜太阳能电池59

4.4 HIT太阳能电池片及其制造方法60

4.4.1 HIT太阳能电池的基本原理及结构61

4.4.2 HIT太阳能电池片的特点62

4.5 太阳能电池组件65

4.5.1 太阳能电池组件的结构及分类66

4.5.2 太阳能电池组件的封装67

4.6 晶体硅太阳能电池的发展趋势69

4.6.1 高效率的太阳能电池结构70

4.6.2 高效率太阳能电池的工艺技术72

习题74

参考文献75

第五章 非晶硅及微晶硅薄膜太阳能电池76

5.1 概述76

5.2 非晶硅太阳能电池77

5.2.1 非晶硅太阳能电池结构78

5.2.2 非晶硅太阳能电池的工作原理80

5.2.3 非晶硅太阳能电池的制备工艺81

5.2.4 非晶硅太阳能电池的衰减及其可靠性82

5.3 薄膜微晶硅（μc-Si：H）太阳能电池及其性能84

5.3.1 薄膜微晶硅太阳能电池的结构85

5.3.2 微晶硅的基本特性85

5.3.3 微晶硅的材料及其制备89

5.3.4 微晶硅薄膜太阳电池的发展趋势91

5.4 非晶硅／微晶硅型叠层太阳能电池92

习题94

参考文献94

第六章 无机化合物半导体太阳能电池96

6.1 Ⅲ-Ⅴ族太阳能电池96

6.1.1 引言96

6.1.2 Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体的材料特性97

6.1.3 Ⅲ-Ⅴ族系半导体太阳能电池的结构和特点98

6.1.4 GaAs系太阳能电池100

6.1.5 InP系太阳能电池104

6.1.6 Ⅲ-Ⅴ族量子阱结构太阳能电池106

6.1.7 Ⅲ-Ⅴ族聚光太阳能电池107

6.1.8 Ⅲ-Ⅴ族化合物太阳能电池的制备方法108

6.1.9 研究动态110

6.2 CIGS太阳能电池113

6.2.1 引言113

6.2.2 CIGS半导体的材料特性114

6.2.3 CIGS系太阳能电池的结构和性能115

6.2.4 CIGS系太阳能电池的制备方法117

6.2.5 CIGS太阳能电池的研发动态119

6.3 CdS/CdTe太阳能电池122

6.3.1 引言122

6.3.2 CdS/CdTe半导体的材料特性122

6.3.3 CdS/CdTe器件结构和特点122

6.3.4 CdS/CdTe太阳能电池的制备方法123

6.3.5 CdS/CdTe太阳能电池的研发动态125

习题125

参考文献126

第七章 染料敏化太阳能电池128

7.1 引言128

7.2 染料敏化太阳能电池的结构与组成129

7.2.1 导电电极130

7.2.2 光阳极130

7.2.3 反电极131

7.2.4 染料132

7.2.5 电解质132

7.2.6 基底132

7.2 工作原理133

7.2.1 染料敏化太阳能电池原理133

7.2.2 性能表征及制备135

7.3 主要材料及制备方法142

7.3.1 半导体纳米材料142

7.3.2 电解质148

7.3.3 染料敏化剂150

7.4 染料敏化太阳能电池研究进展154

7.4.1 染料敏化纳米晶太阳能电池的最新进展154

7.4.2 研究方向158

习题158

参考文献159

第八章 有机薄膜太阳能电池162

8.1 有机薄膜太阳能电池简介162

8.1.1 引言162

8.1.2 有机太阳能电池的工作原理163

8.1.3 等效电路170

8.2 有机小分子太阳能电池171

8.2.1 有机小分子光敏材料171

8.2.2 小分子有机太阳能电池的制备方法173

8.2.3 基于有机小分子的太阳能电池的器件结构176

8.3 聚合物有机薄膜太阳能电池179

8.3.1 引言179

8.3.2 聚合物电子给体材料179

8.3.3 富勒烯族电子受体材料181

8.3.4 聚合物太阳能电池的制备方法182

8.3.5 聚合物太阳能电池的器件结构185

习题188

参考文献188