太阳能电池技术及应用

第1章太阳能发电概述

1.1开发利用太阳能的重要意义

1.1.1替代化石能源

1.1.2减缓气候变化及保护环境

1.1.3增加就业岗位

1.1.4缓解偏远地区供电困难

1.2太阳能发电的特点

1.2.1太阳能发电的优点

1.2.2太阳能发电的缺点

1.3太阳能发电的发展

1.4世界太阳能电池产量

1.5世界光伏产业发展

1.5.1原料

1.5.2产业链

1.5.3太阳能光伏产业市场

1.5.4晶体硅太阳能电池与薄膜太阳能电池技术进展

1.5.5太阳能电池及组件成本和价格变化

第2章太阳能光伏发电系统

2.1太阳能光伏发电的工作原理

2.2太阳能光伏发电的运行方式

2.3太阳能光伏发电系统的组成

2.3.1离网型太阳能光伏发电系统

2.3.2联网型太阳能光伏发电系统

2.4太阳能光伏发电系统设计

2.4.1斜面上太阳辐照量的计算

2.4.2太阳能电池方阵的朝向与倾斜角

2.4.3光伏系统应逐月能量计算

2.4.4光伏系统的发电量估算

2.4.5太阳能电池组件串联数目的确定

2.4.6两排方阵之间最小距离的计算

第3章太阳能电池的应用

3.1太阳能电池在太空中的应用

3.1.1空间电源

3.1.2空间太阳电站

3.2太阳灯

3.2.1太阳路灯

3.2.2太阳发电与LED照明的结合

3.2.3太阳灯的其他形式

3.3太阳能电池在高速公路上的应用

3.4太阳能电池在其他交通领域中的应用

3.5太阳能电池在通信领域中的应用

3.6太阳能电池在家电中的应用

3.7其他地面太阳能电池电源的应用

3.7.1光伏水泵

3.7.2畜牧围栏

3.7.3农林业方面

3.7.4太阳能玩具

3.7.5阴极保护

3.8光伏建筑一体化

3.8.1光伏与建筑相结合的形式和特点

3.8.2应用实例：3kW家用型并网太阳能光伏发电系统

3.8.3建筑与光伏器件相结合的前景

3.9光伏电站

3.10超大规模光伏发电

3.11光伏电站实例介绍

3.11.1深圳国际园林花卉博览园1Mw并网光伏电站

3.11.2徐州协鑫20MW并网光伏电站系统

第4章太阳能电池基础知识

4.1半导体材料

4.1.1半导体材料简介

4.1.2半导体材料的晶体结构

4.2能带模型

4.3载流子

4.3.1载流子简介

4.3.2载流子的输运

4.3.3载流子产生和复合

4.4光学减反射膜

4.5PN结特性

4.5.1PN结的静电特性

4.5.2PN结的I—V特性

4.6单晶硅的基本光学性质

4.6.1硅的特点

4.6.2硅的能带结构和光学性质

4.7太阳光辐照

习题

第5章太阳能电池工作原理

5.1太阳能电池的分类

5.1.1按结构分类

5.1.2按制作材料分类

5.2PN结

5.2.1PN结的形成及内建电场

5.2.2反偏压与正偏压

5.2.3PN结电容

5.3晶体硅太阳能电池

5.4光电流和光电压

5.4.1光电流

5.4.2光电压

5.5漂移电场的作用和背电场电池

5.6等效电路、输出功率和填充因子

5.6.1等效电路

5.6.2输出功率

5.6.3填充因子

5.7太阳能电池的量子效率与光谱响应

5.8太阳能电池的光电转换效率

5.8.1光电转换效率

5.8.2硅太阳能电池的光电转换效率分析

5.9影响太阳能电池光电转换效率的因素

习题

第6章晶体硅太阳能电池制造工艺

6.1硅材料的制备

6.1.1高纯多晶硅的制备

6.1.2单晶硅棒的制备

6.1.3多晶硅锭的制备

6.1.4片状硅的制备

6.1.5太阳能级硅的研发

6.1.6硅片的加工

6.2晶体硅太阳能电池的制造

6.2.1硅片的选择

6.2.2硅片的表面处理

6.2.3扩散制结

6.2.4腐蚀周边

6.2.5去除背结

6.2.6制作上、下电极

6.2.7蒸镀减反射膜

6.2.8检验测试

6.3太阳能电池组件的封装

6.3.1组件中单体电池的连接方式

6.3.2组件的封装结构

6.3.3组件封装材料

6.3.4组件封装的工艺流程

6.4高效率晶体硅太阳能电池

6.4.1晶体硅太阳能电池制造技术的发展历史

6.4.2丝网印刷工艺的局限

6.4.3基于电极金属化的改进技术

习题

第7章非晶硅薄膜太阳能电池

7.1非晶硅薄膜太阳能电池的产生

7.1.1社会需求催生a—Si太阳能电池

7.1.2非晶硅太阳能电池的理论与技术基础的确立

7.1.3半导体能带结构简介

7.1.4a—Si太阳能电池的基本结构

7.2非晶硅薄膜太阳能电池的初期发展过程

7.2.1初期的技术进步和繁荣

7.2.2a—Si太阳能电池的优势

7.2.3发展势头受挫

7.2.4封装的不稳定问题

7.2.5a—Si材料和太阳能电池的光致衰退机制

7.2.6a—Si太阳能电池效率相对较低的原因

7.3非晶硅薄膜太阳能电池技术的制造工艺

7.3.1基本工艺

7.3.2非晶硅太阳能电池技术完善与提高

7.3.3完美结技术

7.3.4叠层电池技术

7.3.5新材料探索

7.3.6新技术探索

7.3.7新制备技术探索

7.4非晶硅薄膜太阳能电池的发展展望

7.4.1现有a—Si太阳能电池产业的市场开发

7.4.2技术进一步发展的方向

习题

第8章太阳能电池测试

8.1太阳辐射

8.1.1概述

8.1.2太阳辐射的基本特性

8.2太阳模拟器

8.2.1稳态太阳模拟器和脉冲式太阳模拟器

8.2.2太阳模拟器的电光源及滤光装置

8.3太阳模拟器光学特性的检测

8.3.1辐照不均匀度的检测

8.3.2辐照不稳定的检测

8.3.3光谱失配误差计算

8.4单体太阳能电池测试

8.4.1测试项目

8.4.2电性能测试的一般规定

8.5非晶硅薄膜太阳能电池电性能测试须知

8.5.1校准辐照度

8.5.2光源

8.5.3光谱响应

8.6太阳能电池组件测试和环境试验方法

8.6.1测试项目

8.6.2组件电性能参数测量中所需的参考组件

8.6.3太阳能电池组件测试方法

8.7地面用硅太阳能电池组件环境试验

附录

附录A符号表

附录B太阳光伏能源系统部分术语

参考文献

《"十二五"高等教育能源类专业规划教材太阳能电池技术及应用》按从宏观的行业现状和太阳能电池的应用到微观的太阳能电池工作原理及制造工艺的顺序编写，旨在让读者先获得一个对太阳能光伏行业整体的感性认识，再逐步深入学习，由表及里，逐步增强理性认识，有助于读者对太阳能电池发电不仅知其然而且知其所以然。《"十二五"高等教育能源类专业规划教材太阳能电池技术及应用》全面而深入地介绍了晶体硅太阳能电池的基础知识、工作原理及制造工艺等，并对蓬勃发展的非晶硅薄膜太阳能电池、太阳能光伏发电系统及太阳能电池测试做了简要介绍。《"十二五"高等教育能源类专业规划教材太阳能电池技术及应用》共分8章，具体内容包括太阳能发电概述、太阳能光伏发电系统、太阳能电池应用、太阳能电池基础知识、太阳能电池工作原理、晶体硅太阳能电池制造工艺、非晶硅薄膜太阳能电池、太阳能电池测试。《"十二五"高等教育能源类专业规划教材太阳能电池技术及应用》适合作为高等院校新能源技术及应用、光伏发电技术及应用等专业的教材，也可供太阳能电池企业的技术人员、管理人员及广大太阳能电池发电爱好者参考。