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第1章 引言1

参考文献2

第2章 晶体结构与能带3

2.1 引言3

2.2 晶体结构3

2.3 薛定谔波动方程4

2.4 倒易晶格4

2.5 能带6

2.6 电子的态密度与占有概率8

2.7 动量与有效质量9

参考文献11

第3章 声子、光子与激子13

3.1 引言13

3.2 声子13

3.3 光子14

3.4 拉曼散射15

3.5 激子17

参考文献18

第4章 硅的光学性质19

4.1 引言19

4.2 纯硅对光的吸收19

4.2.1 一般情况19

4.2.2 声子辅助的光吸收过程20

4.2.3 吸收边22

4.2.4 波长调制光谱法23

4.2.5 多声子过程24

4.2.6 直接吸收26

4.2.7 自由载流子与晶格吸收28

4.3 折射率29

4.4 温度依从性30

4.5 重掺杂硅31

4.6 其他吸收过程33

参考文献33

第5章 产生、复合与载流子输运35

5.1 一般公式35

5.2 产生35

5.3 复合36

5.3.1 概述36

5.3.2 辐射复合37

5.3.3 带对带俄歇复合37

5.3.4 通过缺陷能级的复合39

5.4 载流子输运43

5.4.1 漂移和扩散43

5.4.2 玻耳兹曼输运方程43

5.4.3 多数载流子和少数载流子迁移率44

5.4.4 高注入的迁移率47

5.4.5 激子输运47

5.4.6 重掺效应48

参考文献51

第6章 光陷阱54

6.1 引言54

6.2 随机陷光54

6.3 几何陷光56

6.3.1 介绍56

6.3.2 二维几何结构57

6.3.3 三维几何结构58

6.4 实验结果62

6.5 聚光太阳能电池63

6.6 电池封装中的光陷阱64

参考文献66

第7章 基础效率极限68

7.1 引言68

7.2 光生电流限制68

7.3 开路电压极限70

7.3.1 一般情况70

7.3.2 低注入条件70

7.3.3 狭窄基区，高注入条件73

7.4 填充因子极限74

7.5 效率极限75

7.5.1 非聚光电池75

7.5.2 聚光太阳能电池76

7.6 材料要求77

7.7 突破效率极限79

参考文献81

第8章 阈下载流子生成82

8.1 引言82

8.2 锗合金83

8.3 杂质光伏效应84

8.3.1 简介84

8.3.2 光学俘获截面84

8.3.3 设计理念85

8.3.4 个例分析——铟86

8.3.5 其他掺杂物质88

8.3.6 细致平衡分析89

8.4 其他设计90

8.4.1 植入缺陷层90

8.4.2 Delta掺杂90

8.5 层叠电池91

参考文献91

第9章 表面、接触与体区性质94

9.1 引言94

9.2 表面复合94

9.2.1 界面态与氧化层陷阱94

9.3 界面态复合98

9.3.1 独立离散界面态98

9.3.2 独立连续界面态98

9.3.3 等量俘获截面98

9.3.4 恒定俘获截面比99

9.3.5 实验表面态密度与俘获截面99

9.4 接触复合103

9.5 体复合105

9.6 吸除法108

9.7 缺陷钝化110

参考文献110

第10章 硅太阳能电池的发展114

10.1 绪论114

10.2 早期硅太阳能电池114

10.3 传统的空间太阳能电池116

10.4 背电场116

10.5 紫电池117

10.6 黑电池118

10.7 氧化物表面钝化120

10.8 电极接触钝化120

10.9 顶层表面钝化太阳能电池121

10.10 顶面和背面钝化太阳能电池123

10.11 PERL太阳能电池的设计125

10.11.1 光学特征125

10.11.2 电学特征126

10.12 总结128

参考文献129

第11章 丝网印刷和埋栅太阳能电池133

11.1 绪论133

11.2 丝网印刷太阳能电池133

11.2.1 结构133

11.2.2 典型性能135

11.2.3 经改良的技术135

11.3 埋栅太阳能电池136

11.3.1 结构136

11.3.2 性能分析137

11.3.3 量产经验138

11.3.4 未来工艺发展138

参考文献140

第12章 高性能聚光太阳能电池142

12.1 绪论142

12.2 传统太阳能电池142

12.2.1 低成本设计142

12.2.2 高效率空间太阳能电池技术144

12.2.3 PESC和PERL太阳能电池144

12.2.4 V形槽硅电池145

12.3 背接触太阳能电池145

12.3.1 叉指形背接触太阳能电池145

12.3.2 前面场电池和叠层太阳能电池146

12.3.3 双面和点光栅太阳能电池147

12.4 垂直结太阳能电池148

12.5 点接触太阳能电池149

12.5.1 结构149

12.5.2 复合作用的组成部分150

12.5.3 光生电流的收集150

12.5.4 实验结果151

12.5.5 点接触电池的稳定性153

12.5.6 近期的发展153

12.6 总结154

参考文献154

第13章 mc-Si多晶硅和带状硅157

13.1 概述157

13.2 氢钝化158

13.3 磷处理158

13.4 其他钝化方法161

13.5 制绒161

13.6 高级电池结构162

参考文献163

第14章 薄膜pc-Si多晶硅电池和多层电池166

14.1 引言166

14.2 晶界166

14.2.1 物理结构166

14.2.2 电子学性质167

14.2.3 电阻效应169

14.2.4 复合性质170

14.3 晶内性质177

14.4 单结太阳能电池179

14.5 多层太阳能电池181

14.6 小结183

参考文献183

第15章 总结186

附录A 希腊字母表188

附录B 基本物理常数189

附录C 光谱数据表190

附录D 硅的光学性质（300K）192

附录E 准费米能级194

E.1 引言194

E.2 热平衡194

E.3 非平衡态194

E.4 界面195

E.5 非平衡态p-n结196

E.6 准费米能级的应用196

附录F 反射控制199

F.1 减反膜199

F.2 表面制绒199

F.2.1 历史回顾与技术前景199

F.2.2 制绒控制反射的理论200

参考文献203

附录G 红外光谱响应206

参考文献209

索引210