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第1章 光伏电池与太阳能的基础知识1

1-1 什么是太阳能？什么是光伏电池？1

1-2 光伏电池的种类有哪些？2

1-3 世界光伏电池的发展是怎样的？5

1-4 中国光伏电池的发展是怎样的？5

1-5 光伏电池发电有哪些优点？5

1-6 光伏电池发电有哪些局限性？6

1-7 哪种光伏电池最好？6

1-8 光有什么特性？7

1-9 什么是外光电效应？什么是内光电效应？8

1-10 什么是光伏效应？什么是LED？8

1-11 什么是光伏电池的输入输出特性曲线？8

1-12 什么是填充因子？9

1-13 怎样计算光伏电池的能量转换效率？10

1-14 怎样通过功率来计算光伏电池的能量转换效率？10

1-15 怎样通过转换效率计算光伏电池的功率？10

1-16 光的照度对光伏电池的性能有何影响？11

1-17 温度对光伏电池的性能有何影响？11

1-18 电池片厚度对光伏电池的性能有何影响？11

1-19 光伏电池的构造是怎样的？光伏电池是怎样发电的？12

1-20 生产光伏电池所用的材料主要有哪些？12

1-21 什么是光伏电池的光谱特性？13

1-22 光伏电池用的半导体材料为什么要有纯度要求？13

1-23 多晶硅的纯度对光伏电池有什么影响？14

1-24 我国的太阳能资源的分布是怎样的？14

第2章 半导体与材料的基础知识16

2-1 光伏电池为何要用半导体材料制造？16

2-2 什么是本征半导体？什么是杂质半导体？16

2-3 什么是施主杂质？什么是受主杂质？17

2-4 什么是生产光伏电池最常用的半导体？17

2-5 什么是晶胞？什么是晶粒？18

2-6 单晶硅属于哪种类型的晶体？19

2-7 单晶硅和多晶硅有什么相同和不同？19

2-8 什么是晶体缺陷？晶体缺陷有哪几种？20

2-9 晶体缺陷与光伏电池有什么关系？21

2-10 什么是三维缺陷？21

2-11 可以生产光伏电池的半导体材料有哪些？23

2-12 什么是少子？什么是少子寿命？24

第3章 硅的还原26

3-1 为什么说光伏电池是使用砂石生产的？26

3-2 将二氧化硅还原成硅的方法有哪几种？27

3-3 碳还原法的具体流程是怎样的？29

3-4 碳还原法的化学反应是怎样的？30

3-5 工业硅生产对硅石有哪些要求？31

3-6 工业硅生产对还原剂有哪些要求？32

3-7 什么是蓝碳？33

3-8 作为还原剂木炭有什么优势？33

3-9 什么是洗精煤？什么是块状炉料？34

3-10 工业硅生产如何配料？34

3-11 工业硅生产中怎样进行加料、焖烧和捣炉？35

3-12 什么是埋弧电炉？埋弧电炉的电能传输是怎样的？36

3-13 怎样选择电弧炉？38

3-14 怎样选择电极？怎样计算电极的直径？39

3-15 极心圆的直径怎样确定？39

3-16 炉膛的内径和深度怎样确定？40

3-17 怎样提高工业硅生产的热效率？40

3-18 工业硅二次精炼的方法有哪几种？41

3-19 工业硅的炉渣对产品有何影响？42

3-20 光伏电池生产对工业硅有哪些要求？42

第4章 硅的化学提纯43

4-1 工业硅中的杂质有哪些？43

4-2 工业硅为何要提纯？什么是超纯硅？43

4-3 硅的化学提纯方法有哪几种？43

4-4 多晶硅中的杂质是怎样表示的？45

4-5 为何称三氯氢硅氢还原法为改良西门子法？46

4-6 什么是氯化氢？氯化氢是怎样合成的？54

4-7 什么是三氯氢硅？三氯氢硅是怎样合成的？56

4-8 沸腾炉内为何还需要水冷？59

4-9 三氯氢硅合成为何要加铜和铝？60

4-10 三氯氢硅中有哪些杂质？60

4-11 三氯氢硅的提纯用什么方法？61

4-12 什么是常规精馏提纯法？62

4-13 什么是拉乌尔定律？什么是道尔顿分压定律？63

4-14 精馏塔的作用是什么？精馏塔操作中常出现的问题有哪些？65

4-15 什么是塔板负荷性能图？什么是塔板适宜操作区域图？65

4-16 对于有多种杂质的三氯氢硅怎样提纯？68

4-17 什么是提馏段和精馏段？74

4-18 精馏塔有哪几种？74

4-19 对精馏塔的材质有哪些要求？79

4-20 对精馏塔的蒸发器和塔釜有哪些要求？80

4-21 对精馏塔的塔柱有哪些要求？82

4-22 对精馏塔的塔头有哪些要求？86

4-23 什么是全回流？什么是回流比？87

4-24 一个完整的精馏车间是怎样的？88

4-25 影响多晶硅产品质量的主要因素有哪些？90

4-26 还原炉为什么要用导热油？为什么不能小看还原炉的冷却剂？90

4-27 一个完整的还原车间是怎样的？91

第5章 硅的物理提纯93

5-1 什么是硅的物理提纯法？93

5-2 国外的物理法的工艺路径是怎样的？94

5-3 我国的物理法的工艺路径是怎样的？96

5-4 物理法生产多晶硅最难去除的是哪种杂质元素？96

5-5 为什么有人说物理法中也有化学反应？97

5-6 物理法生产多晶硅的原料怎么处理？97

5-7 什么是炉外精炼？98

5-8 什么是湿法冶金？98

5-9 影响酸洗效果的因素有哪些？100

5-10 为什么要吹气？100

5-11 为什么要造渣？怎样选择造渣剂？101

5-12 为什么要真空精炼？101

5-13 电磁感应精炼有何好处？103

5-14 电子束熔炼的原理是什么？电子束枪对硅有何作用？104

5-15 什么是分凝系数？什么是有效分凝系数？105

5-16 为什么要定向凝固？107

5-17 定向凝固的方法有哪几种？108

第6章 单晶硅的制备112

6-1 什么是单晶硅？单晶硅有哪几种？112

6-2 单晶硅的生产方法有哪几种？113

6-3 直拉单晶炉是怎样的？115

6-4 直拉法是怎样生产单晶硅的？117

6-5 什么是温度梯度？123

6-6 温度梯度对单晶硅生长有何影响？125

6-7 硅液的流动对拉晶有何影响？127

6-8 拉晶时石英坩埚怎样升降？单晶硅的生长量怎样计算？127

6-9 单晶硅中为何要掺杂？掺杂量怎样确定？128

6-10 单晶硅中的杂质有什么作用？129

6-11 怎样降低直拉单晶硅中的杂质含量？131

6-12 区熔法是怎样生产单晶硅的？132

6-13 区熔法为何能提纯单晶硅？138

6-14 直拉单晶硅所用的石英坩埚为何要涂氢氧化钡？139

6-15 单晶硅生产时突然停电怎么办？139

6-16 单晶硅为什么发白？140

6-17 怎样评价单晶硅的质量？141

6-18 单晶硅生产对环境有什么要求？142

第7章 多晶硅铸锭与切片144

7-1 多晶硅为什么要铸锭？多晶硅铸锭与物理法生产多晶硅有什么不同？144

7-2 多晶硅铸锭用什么设备？144

7-3 多晶硅铸锭的具体流程是怎样的？146

7-4 多晶硅铸锭对石英坩埚有什么要求？多晶硅铸锭所用的石英坩埚为何是方形的？147

7-5 多晶硅铸锭所用的石英坩埚为何要涂氮化硅？149

7-6 多晶硅铸锭为何要用氦气？150

7-7 单晶硅棒切片与多晶硅锭切片有何不同？150

7-8 切割机有哪些种类？152

7-9 怎样计算硅棒出片率？158

7-10 多线切割机是怎样切割硅片的？159

7-11 多线切割机的金属线颤动对硅片有何影响？160

7-12 多线切割机中的放线轮与收线轮之间有什么关系？160

7-13 怎样控制多线切割机走线系统的张力？160

7-14 多线切割机切得的硅片为何还要进行处理？164

第8章 光伏电池的制备165

8-1 光伏电池制备的工艺流程是怎样的？165

8-2 生产光伏电池怎样选择硅片？166

8-3 光伏电池为何要制绒？168

8-4 怎样在硅片上制绒？169

8-5 在硅片上制备PN结的方法有哪些？171

8-6 什么是扩散？扩散需要什么条件？171

8-7 可在硅片上制备PN结的扩散法有哪些？172

8-8 怎样在P型硅片上扩散磷原子？175

8-9 怎样在N型硅片上扩散硼原子？177

8-10 什么是离子注入？178

8-11 可在硅片上制备PN结的外延法有哪些？179

8-12 什么是边缘刻蚀？180

8-13 怎样去除磷硅玻璃？181

8-14 光伏电池表面为何要有减反射膜？182

8-15 减反射膜为何能使硅片表面光的反射损失减少呢？183

8-16 减反射膜的厚度应该是多少？185

8-17 可以成为减反射膜的材料有哪些？187

8-18 怎样来计算减反射膜的透光量？190

8-19 什么是PECVD法？191

8-20 双层减反射膜有何优势？194

8-21 光伏电池的电极是怎样制作的？195

8-22 光伏电池的电极为何还要进行烧结呢？怎样烧结？199

第9章 光伏电池生产中的检测201

9-1 光伏电池生产中的检测都包括哪些？201

9-2 什么是方阻？怎样测定方阻？203

9-3 使用四探针测量电阻怎样选择电流？205

9-4 硅片测试对环境有何要求？205

9-5 什么是无接触测试仪？206

9-6 什么是TTV？206

9-7 怎样测量半导体的导电类型？206

9-8 怎样测量半导体的少子寿命？208

9-9 怎样测量扩散结深？209

9-10 硅片的厚度和厚度变化是怎样测量的？211

9-11 测量温度的仪表有哪些？214

9-12 流量计有哪些？什么是质量流量计？217

9-13 什么是气相色谱仪？221

9-14 什么是质谱仪？223

附录226

附录1 常用液体密度表226

附录2 几种常用光伏电池材料物理性质表226

附录3 工业氢、超纯氢、高纯氢、纯氢的纯度标准表227

附录4 各行业所需氢气主要技术参数表227

附录5 不锈钢材质对照表228

参考文献230