太陽電池：從理論基礎(chǔ)到技術(shù)應(yīng)用
定 價(jià)：98 元
- 作者：陳鳳翔，汪禮勝，趙占霞 著
- 出版時(shí)間：2017/12/1
- ISBN：9787562957102
- 出 版 社：武漢理工大學(xué)出版社
- 中圖法分類：TM914.4
- 頁碼：329
- 紙張：膠版紙
- 版次：1
- 開本：16開
《太陽電池：從理論基礎(chǔ)到技術(shù)應(yīng)用》在介紹太陽能和太陽電池基本原理的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)地介紹了太陽與太陽能、太陽電池基本原理、晶體硅太陽電池的制備、薄膜太陽電池、太陽電池的基本測(cè)試、太陽電池的模擬技術(shù)、新型太陽電池及技術(shù)、光伏發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及應(yīng)用等內(nèi)容，力圖向讀者提供太陽能光伏技術(shù)與應(yīng)用領(lǐng)域較全面的知識(shí)。
《太陽電池：從理論基礎(chǔ)到技術(shù)應(yīng)用》可作為高等院校的半導(dǎo)體材料與器件、光伏科學(xué)與工程領(lǐng)域的高年級(jí)本科生、研究生的教材或參考用書，也可作為從事太陽能光伏及相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的科研人員與工程技術(shù)人員的指導(dǎo)手冊(cè)。
太陽能具有充分的清潔性、絕對(duì)的安全性、資源的相對(duì)廣泛性和充足性，是一種具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)和巨大開發(fā)利用潛力的能源。太陽電池是從太陽獲得能源的主要途徑之一，利用太陽電池發(fā)電對(duì)解決人類能源危機(jī)和環(huán)境問題具有重要的意義。在過去的10年里，全球太陽能光伏電池年產(chǎn)量增長約6倍，年均增長50%以上。2013年以來，中國的光伏發(fā)電應(yīng)用進(jìn)入了快速發(fā)展時(shí)期，截至2016年底，中國光伏發(fā)電新增裝機(jī)容量3454萬千瓦，累計(jì)裝機(jī)容量7742萬千瓦，新增和累計(jì)裝機(jī)容量均為全球第一。2020年，光伏發(fā)電裝機(jī)容量則將可能突破1億千瓦，2030年突破4億千瓦，這將標(biāo)志著我國走向光伏技術(shù)規(guī)模化應(yīng)用時(shí)代。
為適應(yīng)光伏產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，不少高校已開設(shè)可再生能源學(xué)院或光伏科學(xué)與工程專業(yè)來加緊培養(yǎng)專業(yè)人才，但光伏技術(shù)涉及的知識(shí)領(lǐng)域非常寬泛，與半導(dǎo)體物理、光學(xué)、電子學(xué)、化學(xué)、材料科學(xué)等密切相關(guān)，而且太陽電池種類繁多，大部分的專業(yè)書籍過于艱深和繁復(fù)，不適合剛接觸太陽電池領(lǐng)域的初學(xué)者。本書從太陽電池的基本原理出發(fā)，圍繞幾種典型太陽電池的性能、制備、測(cè)試、仿真及光伏系統(tǒng)設(shè)計(jì)、應(yīng)用進(jìn)行詳細(xì)闡述，以期幫助讀者快速掌握太陽電池的基礎(chǔ)理論和技術(shù)應(yīng)用。
全書共分8章，由武漢理工大學(xué)的陳鳳翔博士、汪禮勝博士和上海大學(xué)的趙占霞博士共同編著。其中第1章由趙占霞撰寫，主要介紹了太陽的運(yùn)動(dòng)規(guī)律及我國太陽能的資源分布。第2章由陳鳳翔撰寫，主要內(nèi)容為太陽電池的物理基礎(chǔ)，包括半導(dǎo)體物理基礎(chǔ)知識(shí)、太陽電池等效電路及各參數(shù)對(duì)電池性能的影響、太陽電池的極限效率等，該章為后續(xù)章節(jié)提供了必要的物理理論基礎(chǔ)。第3章由趙占霞撰寫，主要介紹了晶體硅太陽電池的生長、制備，以及高效晶體硅太陽電池的發(fā)展方向。第4章由汪禮勝撰寫，主要敘述了非晶硅薄膜電池、微晶、納米硅太陽電池以及碲化鎘、銅銦鎵硒化合物薄膜太陽電池。第5章由陳鳳翔撰寫，系統(tǒng)地介紹了從半導(dǎo)體材料到成品太陽能電池生產(chǎn)過程中的測(cè)試工藝、原理和相關(guān)的設(shè)備。第6章由陳鳳翔撰寫，重點(diǎn)介紹了在太陽電池的模擬中常用的幾款軟件，包括PCID、Afors-Het、AMPS、SCAPS等，并結(jié)合實(shí)際應(yīng)用，給出了有意義的示例。第7章由汪禮勝撰寫，介紹了近年來的新型太陽電池和新技術(shù)，包括染料敏化太陽電池、鈣鈦礦太陽電池和在各類太陽電池中得到廣泛應(yīng)用的表面等離激元技術(shù)。第8章由汪禮勝和趙占霞共同完成，其中汪禮勝撰寫第8.1節(jié)，主要介紹了太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的組成；趙占霞撰寫第8.2～8.4節(jié)，介紹了太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般原則及應(yīng)用，并對(duì)不同地區(qū)討論了光伏發(fā)電系統(tǒng)的收益。
我們特別感謝上海交通大學(xué)徐林博士，中國科學(xué)院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所孟凡英研究員，太陽能光伏行業(yè)資深技術(shù)總監(jiān)吳浩工程師，南昌大學(xué)袁吉仁博士，上海敏皓電力投資有限公司總經(jīng)理洪紫州先生、副總經(jīng)理羅培青博士，以及上海交通大學(xué)光伏校友會(huì)的各位校友在本書撰寫過程中提供的各種支持與鼓勵(lì)。我們也感謝華中科技大學(xué)光學(xué)與電子信息學(xué)院曾祥斌教授、南昌大學(xué)光伏研究院周浪院長在本書撰寫過程中提出的有益建議。此外，本書的出版工作得到了湖北省學(xué)術(shù)著作出版專項(xiàng)基金的資助，特此感謝。
本書可作為太陽電池領(lǐng)域工作者和相關(guān)專業(yè)學(xué)生的參考用書，也可作為從事太陽能光伏行業(yè)系統(tǒng)研究、設(shè)計(jì)和管理等工作的專業(yè)技術(shù)人員的指導(dǎo)手冊(cè)。
由于寫作時(shí)間有限，以及作者的研究經(jīng)歷和知識(shí)面的限制，本書難免存在疏漏和不足，敬請(qǐng)讀者批評(píng)指正。
1 太陽與太陽能
1．1 太陽的基本參數(shù)
1．1．1 陽光的來源
1．1．2 太陽的結(jié)構(gòu)
1．1．3 太陽光譜
1．1．4 太陽常數(shù)
1．2 太陽輻射
1．2．1 日地相對(duì)運(yùn)動(dòng)
1．2．2 太陽輻射光譜
1．2．3 地表輻照
1．3 我國的太陽能資源
參考文獻(xiàn)
2 太陽電池基本原理
2．1 半導(dǎo)體物理基礎(chǔ)
2．1．1 p型和n型半導(dǎo)體
2．1．2 p—n結(jié)電流電壓特性
2．1．3 半導(dǎo)體材料的光學(xué)特性
2．1．4 光電流和光電壓
2．2 太陽電池的等效電路
2．2．1 太陽電池的等效電路模型
2．2．2 參數(shù)對(duì)電池性能的影響
2．3 Shockley—Queisser極限
2．3．1 極限效率u（Xg）
2．3．2 太陽電池的電流一電壓關(guān)系
2．3．3 額定效率nn
2．3．4 細(xì)致平衡極限
參考文獻(xiàn)
3 晶體硅太陽電池的制備
3．1 太陽能級(jí)硅材料及晶體硅太陽電池
3．1．1 太陽能級(jí)硅材料的制備
3．1．2 晶體硅太陽電池
3．2 硅片的表面處理
3．2．1 表面腐蝕
3．2．2 表面制絨
3．3 p—n結(jié)的制備
3．4 減反射膜
3．4．1 減反射膜的基本原理
3．4．2 寬角度減反射膜的設(shè)計(jì)
3．4．3 寬角度減反射膜的優(yōu)化
3．5 電極制備
3．6 高效晶體硅太陽電池
3．6．1 SIS太陽電池
3．6．2 PERL電池
3．6．3 IBC電池
3．6．4 HIT異質(zhì)結(jié)太陽電池
參考文獻(xiàn)
4 薄膜太陽電池
4．1 非晶硅太陽電池
4．1．1 非晶硅的光學(xué)特性
4．1．2 非晶硅的電學(xué)特性
4．1．3 光致衰減效應(yīng)
4．1．4 非晶硅薄膜的紅外吸收和拉曼散射
4．1．5 非晶硅的制備
4．1．6 非晶硅薄膜太陽電池
4．2 微晶硅及納米硅薄膜太陽電池
4．2．1 微晶硅生長模型
4．2．2 微晶硅的光學(xué)特性
4．2．3 微晶硅薄膜的結(jié)構(gòu)分析
4．2．4 非晶硅／微晶硅疊層太陽電池
4．3 化合物薄膜太陽電池
4．3．1 碲化鎘（CdTe）薄膜太陽電池
4．3．2 銅銦鎵硒（CIGS）薄膜太陽電池
參考文獻(xiàn)
5 太陽電池的基本測(cè)試
5．1 半導(dǎo)體晶向測(cè)試
5．1．1 X射線衍射法測(cè)半導(dǎo)體單晶晶向
5．1．2 光點(diǎn)定向
5．2 電阻率及薄層電阻測(cè)試
5．2．1 電阻率測(cè)試
5．2．2 薄層電阻測(cè)試
5．3 太陽電池的少數(shù)載流子壽命測(cè)試
5．3．1 光電導(dǎo)衰減法
5．3．2 表面光電壓衰減法
5．3．3 微波反射光電導(dǎo)衰減法（MWPCD）
5．3．4 準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)光電導(dǎo)衰減（QSSPC）
5．4 太陽電池的I-V性能測(cè)試
5．4．1 標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試條件與太陽能模擬器等級(jí)
5．4．2 太陽電池的I-V測(cè)試原理
5．4．3 太陽能模擬器特性對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響
5．5 太陽電池中的缺陷檢測(cè)
5．5．1 發(fā)光檢測(cè)技術(shù)
5．5．2 EBIC技術(shù)
5．6 太陽電池的量子效率和光譜響應(yīng)
5．6．1 量子效率
5．6．2 光譜響應(yīng)
參考文獻(xiàn)
6 太陽電池的模擬技術(shù)
6．1 半導(dǎo)體器件物理的基本方程
6．1．1 光學(xué)模擬
6．1．2 電學(xué)模擬
6．2 模擬軟件介紹
6．2．1 PCID軟件簡介
6．2．2 Afors—Het軟件簡介
6．2．3 AMPS軟件簡介
6．2．4 SCAPS軟件簡介
6．3 非晶硅／晶體硅異質(zhì)結(jié)太陽電池的Afors—Het模擬
6．3．1 本征層對(duì)電池性能的影響
6．3．2 界面態(tài)對(duì)電池性能的影響
6．3．3 發(fā)射區(qū)厚度對(duì)電池性能的影響
6．3．4 背場(chǎng)對(duì)電池性能的影響
6．4 GaAs中雜質(zhì)光伏效應(yīng)的SCAPS軟件模擬
參考文獻(xiàn)
7 新型太陽電池及技術(shù)
7．1 染料敏化太陽電池
7．1．1 引言
7．1．2 染料敏化太陽電池的基本結(jié)構(gòu)及工作原理
7．1．3 染料敏化太陽電池半導(dǎo)體光陽極材料
7．1．4 染料敏化太陽電池染料光敏化劑
7．1．5 染料敏化太陽電池電解質(zhì)
7．1．6 染料敏化太陽電池對(duì)電極材料
7．2 鈣鈦礦太陽電池
7．2．1 引言
7．2．2 有機(jī)金屬鹵化物鈣鈦礦的物理結(jié)構(gòu)與特性
7．2．3 鈣鈦礦太陽電池的基本結(jié)構(gòu)及工作原理
7．2．4 鈣鈦礦太陽電池中電荷傳輸材料
7．2．5 電極材料
7．2．6 有機(jī)金屬鹵化物鈣鈦礦的合成
7．2．7 鈣鈦礦太陽電池面臨的問題與展望
7．3 表面等離子體激元增強(qiáng)太陽電池光吸收
7．3．1 引言
7．3．2 表面等離子體激元增強(qiáng)光吸收原理
7．3．3 表面等離子體激元增強(qiáng)太陽電池光吸收研究進(jìn)展
參考文獻(xiàn)
8 光伏發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及應(yīng)用
8．1 光伏發(fā)電系統(tǒng)的組成
8．1．1 太陽電池組件
8．1．2 太陽電池支架
8．1．3 蓄電池組
8．1．4 太陽能充放電控制器
8．1．5 逆變器
8．2 光伏發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法
8．3 光伏發(fā)電系統(tǒng)的應(yīng)用
8．3．1 太陽電池組件設(shè)計(jì)
8．3．2 光伏控制器設(shè)計(jì)
8．3．3 蓄電池組設(shè)計(jì)
8．3．4 逆變器的選擇
8．4 光伏發(fā)電系統(tǒng)效益分析
參考文獻(xiàn)
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