太阳能电池工作原理、技术和系统应用

第1章 太阳能电池和太阳光

1.1 引言

1.2 太阳能电池发展概况

1.3 阳光的物理来源

1.4 太阳常数

1.5 地球表面的日照强度

1.6 直接辐射和漫射辐射

1.7 太阳的视运动

1.8 日照数据

1.9 小结

习题

参考文献

第2章 半导体的特性

2.1 引言

2.2 晶体结构和取向

2.3 禁带宽度

2.4 允许能态的占有几率

2.5 电子和空穴

2.6 电子和空穴的动力学

2.7 允许态的能量密度

2.8 电子和空穴的密度

2.9 Ⅳ族半导体的键模型

2.10 Ⅲ族和V族掺杂剂

2.11 载流子浓度

2.12 掺杂半导体中费米能级的位置

2.13 其他类型杂质的影响

2.14 载流子的传输

2.14.1 漂移

2.14.2 扩散

2.15 小结

习题

参考文献

第3章 产生、复合及器件物理学的基本方程

3.1 引言

3.2 光与半导体的相互作用

3.3 光的吸收

3.3.1 直接带隙半导体

3.3.2 间接带隙半导体

3.3.3 其他吸收过程

3.4 复合过程

3.4.1 从弛豫到平衡

3.4.2 辐射复合

3.4.3 俄歇复合

3.4.4 经由陷阱的复合

3.4.5 表面复合

3.5 半导体器件物理学的基本方程

3.5.1 引言

3.5.2 泊松方程

3.5.3 电流密度方程

3.5.4 连续性方程

3.5.5 方程组

3.6 小结

习题

参考文献

第4章 p-n结二极管

4.1 引言

4.2 p-n结的静电学

4.3 结电容

4.4 载流子注人

4.5 准中性区内的扩散流

4.6 暗特性

4.6.1 准中性区中的少数载流子

4.6.2 少数载流子电流

4.7 光照特性

4.8 太阳能电池的输出参数

4.9 有限电池尺寸对I0的影响

4.10 小结

习题

参考文献

第5章 效率的极限、损失和测量

5.1 引言

5.2 效率的极限

5.2.1 概要

5.2.2 短路电流

5.2.3 开路电压和效率

5.2.4 黑体电池的效率极限

5.3 温度的影响

5.4 效率损失

5.4.1 概要

5.4.2 短路电流损失

5.4.3 开路电压损失

5.4.4 填充因子损失

5.5 效率测量

5.6 小结

习题

参考文献

第6章 标准硅太阳能电池工艺

6.1 引言

6.2 由砂还原为冶金级硅

6.3 冶金级硅提纯为半导体级硅

6.4 半导体级多晶硅转变为单晶硅片

6.5 单晶硅片制成太阳能电池

6.6 太阳能电池封装成太阳能电池组件

6.6.1 组件结构

6.6.2 电池的工作温度

6.6.3 组件的耐久性

6.6.4 组件电路设计

6.7 能量收支结算

6.8 小结

习题

参考文献

第7章 硅电池工艺的改进

7.1 引言

7.2 太阳能电池级硅

7.3 硅片

7.3.1 硅片的要求

7.3.2 铸锭工艺

7.3.3 带状硅

7.4 电池的制造和互联

7.5 候选工厂的分析

7.6 小结

习题

参考文献

第8章 硅太阳能电池的设计

8.1 引言

8.2 主要考量

8.2.1 光生载流子的收集几率

8.2.2 结深

8.2.3 顶层的横向电阻

8.3 衬底的掺杂

8.4 背面场

8.5 顶层的限制

8.5.1 死层

8.5.2 高掺杂效应

8.5.3 对饱和电流密度的影响

8.6 上电极的设计

8.7 光学设计

8.7.1 减反射膜

8.7.2 绒面

8.8 光谱响应

8.9 小结

习题

参考文献

第9章 其他器件结构

9.1 引言

9.2 同质结

9.3 半导体异质结

9.4 金属一半导体异质结

9.5 实用的低电阻接触

9.6 MIS太阳能电池

……

第10章 其他半导体

第11章 聚光型系统

第12章 光伏系统的组成与应用

第13章 独立光伏系统的设计

第14章 住宅用和集中型光伏电力系统

附录A 物理常数

附录B 硅的部分特性［300K时］

附录C 符号一览表

索引

《太阳能电池：工作原理、技术和系统应用》重点叙述太阳能电池的基本工作原理和设计，目前采用的电池制造工艺和即将实施的改进工艺，以及在应用这些电池的系统设计中的重要考虑。《太阳能电池：工作原理技术和系统应用》前面几章综述了阳光的性质、构成电池半导体材料的有关性质以及这两者之间的相互作用。接下来几章详细地论述了太阳能电池设计中的重要因素、现行的电池制造工艺以及未来可能的工艺。最后几章论及系统的应用。