参数符号表

第1章 太阳能电池的特性

1.1太阳能电池发展简史

1.2光伏效应

1.3电池片、组件和系统

1.4太阳能电池的特性

1.4.1伏安特性曲线

1.4.2光生电流和量子效率

1.4.3肖克莱方程和光生电压

1.4.4填充因子和转换效率

1.4.5求解最佳工作点

1.4.6寄生电阻

1.4.7理想因子

1.5小节

参考文献

第2章 从光子到电流

2.1概论

2.2太阳辐射

2.3太阳能的转换方式

2.4精细平衡原理

2.4.1黑暗中

2.4.2光照下

2.5电流

2.5.1光生电流

2.5.2暗电流

2.6理论转换效率极限

2.7太阳能电池的设计

2.8小节

参考文献

第3章 载流子

3.1概论

3.2半导体

3.2.1能带和晶格

3.2.2电子和空穴

3.3能带

3.3.1薛定谔方程和布洛赫波

3.3.2密勒指数和布里渊区

3.3.3导带

3.3.4价带

3.3.5直接带隙和间接带隙

3.3.6状态密度

3.3.7激子

3.3.8载流子浓度

3.3.9载流子电流

3.4热平衡状态

3.4.1费米-狄拉克分布

3.4.2热平衡状态的载流子浓度

3.4.3麦克斯韦-玻尔兹曼分布

3.4.4热平衡状态的电流

3.5掺杂

3.5.1本征半导体

3.5.2 n型半导体

3.5.3 p型半导体

3.5.4重掺杂的简并半导体

3.5.5缺陷

3.6准热平衡状态

3.6.1准热平衡状态的统计分布

3.6.2准热平衡状态的载流子浓度

3.6.3准热平衡状态的电流

3.7漂移和扩散

3.7.1漂移-扩散电流方程

3.7.2漂移-扩散电流方程的适用范围

3.7.3非晶硅在准热平衡状态的电流

3.8小节

第4章 载流子的产生和复合

4.1概论

4.2半导体输运方程组：连续性方程和泊松方程

4.3产生率和复合率

4.4跃迁率

4.4.1费米黄金规则

4.4.2二能级系统

4.5载流子的产生

4.5.1吸收系数

4.5.2声子的产生

4.5.3离散偶极子近似

4.5.4直接带隙半导体

4.5.5间接带隙半导体

4.5.6真实太阳能电池中载流子的产生

4.6载流子的复合

4.6.1载流子复合的分类

4.6.2辐射复合

4.6.3俄歇复合

4.6.4 陷阱复合

4.6.5表面复合和晶界复合

4.7一维稳态半导体输运方程组

4.8小节

参考文献

第5章 半导体结

5.1概论

5.2载流子分离的机理

5.3功函数

5.4金属-半导体接触

5.4.1肖特基接触

5.4.2肖特基接触的特性

5.4.3欧姆接触

5.5半导体-半导体接触

5.5.1 p-n结

5.5.2 p-i-n结

5.5.3异质结

5.6半导体-电解质接触

5.7体异质结

5.8表面态和界面态

5.8.1表面态

5.8.2界面态

5.9小节

参考文献

第6章p-n结

6.1概论

6.2 p-n结

6.2.1 p-n结的形成

6.2.2近似条件

6.3计算耗尽宽度

6.4计算载流子浓度和电流

6.4.1电中性区的载流子浓度和电流

6.4.2空间电荷区的载流子浓度和电流

6.4.3净电流

6.5计算伏安特性

6.6外加电压下的p-n结

6.7光照下的p-n结

6.7.1 短路电流

6.7.2量子效率

6.7.3太阳能电池中的p-n结

6.8影响p-n结特性的因素

6.8.1寄生电阻的影响

6.8.2辐照度的影响

6.8.3温度的影响

6.8.4高级半导体结

6.8.5近似条件的适用范围

6.9小节

参考文献

第7章 晶体硅太阳能电池

7.1概论

7.2材料和设计

7.2.1半导体材料

7.2.2 p-n结的设计

7.3硅的特性

7.3.1光吸收的特性

7.3.2掺杂的特性

7.3.3载流子复合的特性

7.3.4载流子输运的特性

7.4生产工艺

7.5设计的优化

7.5.1优化的原则

7.5.2光吸收的优化

7.5.3表面复合的优化

7.5.4串联电阻的优化

7.6高转换效率的晶体硅太阳能电池

7.7小节

参考文献

第8章 砷化镓太阳能电池

8.1概论

8.2砷化镓的特性

8.2.1 Ⅲ-Ⅴ族半导体材料

8.2.2砷化镓

8.2.3掺杂的特性

8.2.4载流子复合的特性

8.2.5载流子输运的特性

8.2.6反射的特性

8.3砷化镓太阳能电池的设计

8.3.1基本设计

8.3.2优化的原则

8.3.3前表面表面复合的优化

8.3.4串联电阻的优化

8.3.5衬底成本的优化

8.4小节

参考文献

第9章 非晶硅薄膜太阳能电池

9.1概论

9.2薄膜太阳能电池材料

9.3非晶硅的特性

9.3.1非晶硅的优势

9.3.2非晶硅的缺陷

9.3.3光吸收的特性

9.3.4掺杂的特性

9.3.5载流子输运的特性

9.3.6 S-W效应

9.3.7非晶硅的合金

9.4非晶硅薄膜太阳能电池的设计

9.4.1非晶硅的p-i-n结

9.4.2 p-i-n结的伏安特性

9.4.3非晶硅薄膜太阳能电池的结构

9.4.4非晶硅薄膜太阳能电池的优化

9.5微晶硅薄膜太阳能电池

9.5.1微晶硅的特性

9.5.2微晶硅薄膜太阳能电池的设计

9.6小节

参考文献

第10章 铜铟镓硒薄膜太阳能电池和碲化镉薄膜太阳能电池

10.1概论

10.2多晶半导体材料的晶界

10.2.1晶界

10.2.2晶界对载流子输运的影响

10.2.3晶界的耗尽近似

10.2.4多数载流子的输运

10.2.5光照的作用

10.2.6少数载流子的输运

10.2.7晶界效应

10.3铜铟镓硒薄膜太阳能电池

10.3.1铜铟镓硒的特性

10.3.2异质结薄膜太阳能电池

10.3.3铜铟镓硒薄膜太阳能电池的设计

10.4碲化镉薄膜太阳能电池

10.4.1碲化镉的特性

10.4.2碲化镉薄膜太阳能电池的设计

10.5小节

参考文献

第11章 光学优化

11.1概论

11.2朗伯-比耳定律

11.3减反膜

11.3.1反射率

11.3.2减反膜的设计

11.4聚光太阳能电池

11.4.1聚光系数

11.4.2聚光系统

11.4.3低注入

11.4.4高注入

11.4.5聚光太阳能电池的理论转换效率极限

11.4.6温度的影响

11.4.7串联电阻

11.4.8聚光太阳能电池的设计

11.4.9聚光太阳能电池的材料

11.5陷光结构

11.5.1光程长和光线跟踪

11.5.2反射镜

11.5.3朗伯表面

11.5.4绒面

11.5.5反射腔和光伏眼

11.5.6陷光作用

11.6光子循环

11.7小节

参考文献

第12章 高转换效率技术

12.1概论

12.2热力学转换效率极限

12.3精细平衡转换效率极限

12.4多带隙

12.5叠层太阳能电池

12.5.1光学串联

12.5.2四电极叠层和双电极叠层

12.5.3叠层太阳能电池的设计

12.6中间能带太阳能电池

12.6.1上导带和中导带

12.6.2中间能带太阳能电池的特性

12.6.3中间能带太阳能电池的设计

12.7热载流子太阳能电池

12.7.1光生作用的过程

12.7.2热载流子太阳能电池的特性

12.7.3热载流子太阳能电池的设计

12.8碰撞电离太阳能电池

12.8.1俄歇产生

12.8.2碰撞电离太阳能电池的特性

12.8.3碰撞电离太阳能电池的设计

12.9小节

参考文献

附录1物理常数

附录2习题和解答

2.1非理想二极管模型和理想因子（第1章）

2.2太阳能电池的串联和并联（第1章）

2.3寄生电阻（第1章）

2.4理想二极管模型和入射光强度（第1章）

2.5本征半导体和掺杂半导体中载流子浓度（第3章和第4章）

2.6异质结（第3章和第5章）

2.7量子效率（第6章）

2.8陷阱复合和萨-诺伊斯-肖克莱近似（第4章和第6章）

2.9非晶硅薄膜太阳能电池（第9章）

2.10叠层非晶硅薄膜太阳能电池（第9章）

2.11异质结和铜铟镓硒薄膜太阳能电池（第10章）

2.12陷光结构（第11章）

2.13费米-狄拉克分布和选择性接触（第2章和第12章）

附录3 Roth&Rau公司太阳能电池生产设备

3.1 Roth&Rau公司简介

3.2封面图片解释

3.3 SiNUS 840和TiTUS 1200

3.4 CALiPSO

3.5 SiNA

3.6 MAiA

3.7 DEPx2000

3.8 CAMiNI

3.9 PRiMELiNEc-si

3.10 PRiMELiNEdTe

附录4 Semilab公司太阳能电池测试设备

4.1 Semilab公司简介

4.2 封底图片的解释

4.3 WT-2000

4.4 PV-2000

4.5 WA-200

4.6 RT-100

4.7 LE-100PV/LE-200PV

4.8 IRB-50

英汉索引

汉英索引