1半导体和积体电路（ IC）材料

1.1何谓积体电路（IC）

1.1.1从分立元件到积体电路

1.1.2由矽圆片到晶片再到封装

1.1.3从双极性元件到MOS元件

1.1.4半导体积体电路的功能及按规模的分类

1.2积体电路（IC）发明逾50年——两人的一小步，人类的一大步

1.2.1从记忆体到CPU、系统LSI （CMOS数位式IC的分类）

1.2.2记忆体IC按功能的分类

1.2.3 DRAM中电容结构的变迁

1.2.4微处理器的进展

1.3记忆体IC（DRAM）和逻辑LSI的进展

1.3.1 CMOS构造的断面模式图（P型矽基板）

1.3.2快闪记忆体单元电晶体「写入」、「消除」、「读出」的工作原理

1.3.3新元件靠材料和制程的革新而不断进展

1.4从矽石到金属矽，再到99.999999999％的高纯矽

1.4.1「矽是上帝赐给人的宝物」

1.4.2从矽石原料到半导体元件的制程

1.4.3从矽石还原为金属矽

1.4.4改良西门子法生产多晶矽

1.5从多晶矽到单晶矽棒

1.5.1多晶矽的析出及生长

1.5.2直拉法（Czochralski法）拉制矽单晶

1.5.3区熔法制作单晶矽

1.5.4抛光片、磊晶片和SOI

1.6从单晶矽到晶圆

1.6.1先要进行取向标志的加工

1.6.2将矽坯切割成一片一片的矽圆片

1.6.3按电阻对绝缘体、半导体、导体的分类

1.6.4 pn接面中杂质的能阶

1.7从晶圆到IC（1）——氧化与扩散技术

1.7.1涂布光阻——制作图形的第一步

1.7.2曝光，显影

1.7.3绝缘膜的作用——绝缘、隔离、LSI的保护

1.7.4热氧化法——制取优良的绝缘膜

1.8从晶圆到IC（2）——光罩与蚀刻技术

1.8.1杂质的扩散法之一——热扩散法

1.8.2杂质的扩散法之二——离子植入法

1.8.3湿式蚀刻

1.8.4乾式蚀刻

1.9 IC制作中的薄膜及薄膜加工——PVD法

1.9.1真空蒸镀

1.9.2离子溅射和溅射镀膜

1.9.3平面磁控溅射

1.9.4晶圆流程中的各种处理室方式

1.10 IC制作中的薄膜及薄膜加工——CVD法

1.10.1用于VLSI制作的CVD法分类

1.10.2 CVD中主要的反应装置

1.10.3电浆CVD （PCVD）过程中，传输、反应和成膜的过程

1.10.4离子植入原理

1.11 Cu布线代替Al布线

1.11.1影响电子元件寿命的大敌——电子迁移

1.11.2断线和电路缺陷的形成原因和预防、修补措施

1.11.3 Cu布线代替Al布线的理由

1.11.4用电镀法即可制作Cu布线

1.12曝光光源向短波长进展和乾式蚀刻代替湿式蚀刻

1.12.1步进重复曝光机光源向短波长的进展

1.12.2曝光波长的变迁

1.12.3图形曝光装置的分类

1.12.4乾式蚀刻装置的种类及蚀刻特征

1.13光学曝光技术

1.13.1薄膜图形加工概要

1.13.2对基板的曝光及曝光波长的变迁

1.13.3近接曝光和缩小投影曝光

1.13.4曝光中的各种位相补偿措施

1.14电子束曝光和离子植入

1.14.1电子束曝光

1.14.2 LEEPL（低加速电子束近接）曝光

1.14.3离子植入装置

1.14.4低能离子植入和高速退火

1.15单大马士革和双大马士革技术

1.15.1大马士革技术就是中国的景泰蓝金属镶嵌技术

1.15.2 Al布线与Cu大马士革布线的形成方法比较

1.15.3 Cu双大马士革布线的形成方法

1.15.4由大马士革（镶嵌）技术在沟槽中埋置金属制作导体布线的实例

1.16多层化布线已进入第4代

1.16.1第1代多层化布线技术——逐层沉积

1.16.2第2代多层化布线技术——玻璃流平

1.16.3第3代多层化布线技术——导入CMP

1.16.4第4代多层化布线技术——导入大马士革技术

1.17摩尔定律继续有效

1.17.1半导体元件向巨大化和微细化发展的两个趋势

1.17.2摩尔定律并非物理学定律

1.17.3摩尔定律是描述产业化的定律

1.17.4「踮起脚来，跳起来摘苹果」

思考题及练习题

参考文献

2微电子封装和封装材料

2.1微电子封装的定义和范畴

2.1.1微电子封装的发展过程

2.1.2前工程、后工程和封装工程

2.1.3电子封装工程的范围

2.1.4微电子封装的定义

2.2一级封装和二级封装

2.2.1 LSI裸晶片（bare chip）一级封装的各种类型

2.2.2引线键合（WB）和覆晶（flip-chip）连接方式

2.2.3 TAB连接方式

2.2.4二级封装的类型和特征

2.3一级封装技术

2.3.1引线键合（WB）方式及连接结构

2.3.2金线引线键合（WB）的技术过程

2.3.3覆晶（flip-chip）凸点形成方法

2.3.4利用FCB的连接方法

2.4传递模注封装和环氧塑封料（EMC）

2.4.1 DIP型陶瓷封装的结构

2.4.2球栅阵列封装（BGA）的结构

2.4.3传递模注塑封技术流程

2.4.4环氧塑封料（EMC）及各种组分的效果

2.5从半导体二级封装看电子封装技术的变迁

2.5.1半导体封装依外部形状的变迁

2.5.2 LSI封装与印刷电路板安装（连接）方式的变迁

2.6三维（3D）封装

2.6.1何谓三维封装？

2.6.2晶片叠层的三维封装

2.6.3封装叠层的三维封装

2.6.4矽圆片叠层的三维封装

2.7印刷电路板（PCB）用材料

2.7.1作为基材的玻璃布

2.7.2热固性树脂材料（1）——酚醛树脂和环氧树脂

2.7.3热固性树脂材料（2）——聚醯亚胺、BT树脂和A-PPE树脂

2.7.4热塑性树脂材料

2.8电解铜箔和压延铜箔

2.8.1电解铜箔的制作技术

2.8.2压延铜箔的制作技术

2.8.3铜箔的表面处理工程

2.8.4电解铜箔和压延铜箔各有长短，分别适用于不同领域

2.9软性基板（FPC）

2.9.1三层法和两层法软性基板

2.9.2两层法FPC——铸造法、溅镀／电镀法、叠层热压法制作技术

2.9.3连接用和补强用软性基板

2.9.4用于手机和液晶电视封装的软性基板

2.10表面贴装技术（SMT）及无铅焊料

2.10.1何谓SMD和SMT

2.10.2表征可靠性随时间变化的浴缸曲线

2.10.3贴装元件故障分析

2.10.4无铅焊料的分类及其特性

2.11无卤阻燃

2.11.1阻燃剂分类

2.11.2阻燃机制

2.11.3无卤阻燃

2.11.4添加型无卤阻燃剂

2.12半导体封装的设计

2.12.1半导体元件的分类

2.12.2对半导体封装的要求

2.12.3半导体封装的设计

2.12.4半导体封装的设计专案

思考题及练习题

参考文献

3平面显示器及相关材料

3.1平面显示器——被列为战略性新兴产业

3.1.1从阴极射线管（CRT）显示器到平面显示器（FPD）

3.1.2透射型直视式液晶显示器的基本结构

3.1.3液晶显示器的用途分类

3.1.4直视式液晶显示器的分类

3.2液晶分子的四个组成部分各有各的用处

3.2.1液晶分子由四个部分组成

3.2.2向列型液晶和层列型液晶

3.2.3胆固醇相型液晶分子及其排列

3.2.4在电场作用下可改变分子取向的极性基

3.3液晶显示器可类比为一个电子窗帘

3.3.1用于液晶显示器的液晶材料分子结构

3.3.2产生电子窗帘作用的液晶分子

3.3.3液晶显示器的主要构成部件

3.3.4液晶显示器的组装结构

3.4液晶显示原理

3.4.1 TN型液晶显示器的工作原理

3.4.2用帘子模型说明偏振片的作用

3.4.3电场效应双折射控制型液晶显示器的原理

3.4.4液晶光栅的两种基本工作模式——常黑型和常白型

3.5 TFT LCD的驱动

3.5.1液晶显示器的两种驱动方式——被动驱动和主动驱动

3.5.2 ITO透明电极及其制作方法

3.5.3 TFT LCD的像素阵列

3.5.4一个TFT LCD次像素的结构

3.6 TFT LCD的图像解析度和彩色化

3.6.1液晶显示器的图像如何才能更清晰逼真

3.6.2图像解析度单位（PPi）和显示规格

3.6.3采用数位电压对像素实施驱动

3.6.4彩色显示是如何实现的

3.7 TFT LCD阵列基板（后基板）的制作

3.7.1溢流法制作玻璃基板

3.7.2玻璃是影响液晶显示器性能的最主要部件之一

3.7.3 TFT阵列制作工程

3.7.4 驱动TFT LCD的驱动电路（驱动IC）

3.8 TFT LCD滤色膜基板（前基板）的制作

3.8.1数位电压信号位元（bit）数、灰阶数与同时显示色数的关系

3.8.2彩色滤光片是用哪些步骤制作出来的

3.8.3滤色膜制作于阵列之上的液晶模式

3.8.4软性液晶显示器及其结构

3.9液晶盒制作

3.9.1 TFT LCD的三大制作工序

3.9.2液晶盒的制造及其制作技术标准流程

3.9.3如何使液晶分子取向（定向排列）

3.9.4 TFT LCD的断面构造

3.10 TFT LCD模组组装

3.10.1偏光板的断面构造

3.10.2液晶模组的组装

3.10.3液晶模组中所使用的TAB及其连接方式

3.10.4利用ACF实现液晶面板与驱动IC间的连接

3.11 ITO透明导电膜

3.11.1 ITO膜为什么具有良好的导电性？

3.11.2利用物质中的电子运动模型解释ITO膜的导电率

3.11.3 ITO膜为什么是透明的？

3.11.4简单矩阵驱动的两大问题

3.12液晶显示器的飞速进展

3.12.1液晶显示技术的四个阶段

3.12.2玻璃基板的进化——液晶显示器产业的世代划分

3.12.3液晶显示器的应用商品领域

3.12.4薄型显示器的竞争战场

3.13液晶显示器进入市场的发展历程

3.13.1笔记型电脑液晶显示器的发展过程

3.13.2快速增长的液晶显示器市场

3.13.3液晶面板的透射率——如何降低液晶电视的功耗

3.13.4图像解析度、画角、观视距离的最佳配合

3.14液晶电视的技术突破（1）——扩大视角

3.14.1 TN型液晶视角较小的原因

3.14.2扩大视角的几种技术

3.14.3多域方式和MVA方式

3.14.4 IPS方式和OCB方式

3.15液晶电视的技术突破（2）——提高相应速度

3.15.1液晶电视提高回应速度的必要性

3.15.2液晶结构的改善——采用OCB和新液晶材料（铁电性液晶）的开发

3.15.3倍频驱动和脉冲驱动

3.15.4过调驱动

3.16低温多晶矽（LTPS）液晶

3.16.1非晶矽、多晶矽、连续晶界矽和单晶矽的对比

3.16.2多晶矽（poly-Si） TFT显示器是如何制造出来的？

3.16.3多晶矽（poly-Si） TFT的结构布置

3.16.4正在开发中的玻璃上系统（system on glass）液晶

3.17液晶显示器的背光源

3.17.1液晶显示器按照明方式的分类

3.17.2背光源在液晶显示器中的应用及分类

3.17.3 CCFL背光源的组成及结构

3.17.4背光模组中各部件的功能、构成及所用材料

3.18 LED背光源

3.18.1 LED背光源的采用和液晶电视的技术革新方向

3.18.2 LED背光源在中小型显示器中的应用

3.18.3直下式和侧置式LED背光源

3.18.4 LED TV背光源的发展趋势

3.19触控面板的原理和分类

3.19.1触控面板（TP）及其工作原理

3.19.2 TP按位置分类

3.19.3 TP按工作原理的分类

3.19.4触控面板应具备的特性

3.20 3D显示的原理

3.20.1红外线扫描型触控面板和图像认识型触控面板

3.20.2超音波表面弹性波方式和声波辨识方式触控面板

3.20.3 3D显示的原理

3.20.4各种3D技术优劣势解析

3.21 PDP的原理如同萤光灯

3.21.1萤光灯、PDP、阴极射线管发光原理的异同

3.21.2 PDP像素放大图

3.21.3 PDP电浆放电的工作原理

3.21.4 PDP放电胞的结构示意

3.22 PDP的构成材料及功能

3.22.1放电气体的作用

3.22.2 PDP用玻璃的特性

3.22.3不含有机成分玻璃封接剂的优点

3.22.4 AC型PDP的构成材料及功能

3.23 PDP面板制作

3.23.1喷砂法制作屏蔽

3.23.2 PDP萤光体的涂布及烧成

3.23.3显示器制作工程概要

3.23.4 PDP电视制作技术路线

思考题及练习题

参考文献

4半导体固态照明及相关材料

4.1发光二极体简介

4.1.1何谓二极体

4.1.2何谓光电二极体

4.1.3何谓发光二极体（LED）

4.1.4发光二极体（LED）的发展历史

4.2发光二极体的特征

4.2.1间接跃迁型和直接跃迁型发光二极体

4.2.2发光二极体的特征

4.2.3发光二极体与白炽灯泡的比较

4.2.4发光二极体与卤素灯的比较

4.3 Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体LED元件

4.3.1雷射发光二极体的原理

4.3.2 LED的能带结构

4.3.3化合物半导体中使用的元素在周期表中的位置

4.3.4Ⅲ-Ⅴ族化合物的结构和性能参数

4.4蓝光LED的实现技术

4.4.1 GaN MIS磊晶层结构和早期pn接面GaN蓝光LED结构

4.4.2同质接面GaN蓝光LED结构及双异质接面GaN蓝光LED

4.4.3单量子阱和多量子阱LED元件结构

4.4.4采用通道接触接面的LED和低电压InGaN／GaN LED结构

4.5蓝光LED中的关键结构——双异质接面、缓冲层和量子阱

4.5.1 LED元件中的双异质接面（DH）、缓冲层

4.5.2 LED元件中的量子阱

4.5.3 DH结构中的能带结构、载子浓度分布、电流密度分布的计算实例

4.5.4各种不同结构的LED示意图

4.6制作蓝光LED的关键技术

4.6.1 Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体薄膜的磊晶

4.6.2金属有机化合物化学气相沉积（MOCVD）和分子束磊晶（MBE）

4.6.3 Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体的n型掺杂和P型掺杂

4.6.4退火也是关键的一步

4.7光的三原色

4.7.1发光色与色度图的关系

4.7.2光的三原色和加法混色

4.7.3原子的受激发射过程

4.7.4视感度曲线——人的眼睛对绿色最为敏感

4.8单色LED元件结构和发光效率

4.8.1 LED晶片的各种构造

4.8.2绿光LED和蓝光LED涉及的各种技术

4.8.3最高效率的红光LED工作模式

4.8.4 LED元件各种效率的定义

4.9白光LED元件结构和发光效率

4.9.1多晶片型和单晶片型白光LED

4.9.2 LED元件各种效率的定义

4.9.3最初的白色LED的实现方式

4.9.4辐射量与测光量间的对应关系

4.10白色LED光源的实现方式及其特征

4.10.1白色LED照明光源的开发历史及进展概略（1997～2008年）

4.10.2白色LED照明光源的实现方式——LED发光元件与萤光体组合

4.10.3实现白色LED发光的不同方式及其特征

4.10.4几种白色LED光源的特性及应用比较

4.11白色LED的发光效率和色参数

4.11.1白色LED的构造和发光效率的构成要素

4.11.2 InGaN／YAG白色LED的发光色，光谱及显色评价指数Ra

4.11.3 CIE色度学座标及色组合的实例

4.11.4 LED的分光分布实例

4.12如何提高白色LED光源的色品质

4.12.1眼球构造及视神经细胞

4.12.2白色LED光源的优点及实现白色LED发光的方式

4.12.3几种白色光源发光光谱的对比

4.12.4几种常用光源的发光原理

4.13白色LED的指向特性及LED的应用

4.13.1炮弹型白色LED光源的指向特性

4.13.2平面发光型白色LED光源的指向特性

4.13.3室外用大尺寸高辉度LED显示器

4.13.4 LED光照温室用于育秧和植物栽培

4.14白光LED光源的应用（1）——用途和市场

4.14.1白光LED的高效率化和向新市场的扩展

4.14.2白光LED用于普通照明存在的问题

4.15白光LED光源的应用（2）——照明光源

4.15.1使用LED的车载照明部位和种类

4.15.2从传统光源向下一代照明光源——白色LED的转换

4.15.3白色LED器具到2015年的功耗、价格、规格目标

4.16 OLED成功发光的关键——采用超薄膜和多层结构

4.16.1关于有机EL和OLED

4.16.2「超薄膜」和「多层结构」是OLED成功发光的关键

4.16.3有机EL显示器能否推广普及的关键在于材料

4.16.4 OLED显示器难得的发展机遇

4.17 OLED的发光原理——载子注入、复合、激发和发光

4.17.1电子和电洞经跳跃、迁移最终发生复合的过程

4.17.2三阶降落发出「萤光」，二阶降落发出「磷光」

4.17.3电子自旋方向决定激发状态是单重态还是三重态

4.17.4铱（Ir）螯合物系磷光物质对应不同波长的发光

4.18 OLED的发光效率

4.18.1从电洞与电子复合直到发光的过程

4.18.2有机EL的发光过程和发光效率

4.18.3如何提高发光效率

4.18.4有机EL的能带模型

4.19 OLED用材料（1）——萤光材料

4.19.1电洞输运材料的分子结构及玻璃转变温度（Tg）、离化势（Ip）的数值

4.19.2用于有机EL元件的代表性电子输运材料

4.19.3用于有机EL元件的萤光性主（host）发光材料

4.19.4按发光波长给出的代表性客（guest）发光材料

4.20 OLED用材料（2）——磷光材料

4.20.1电洞迁移率与电场强度的关系

4.20.2有机EL用铱 （Ir）系金属螯合物磷光发光材料

4.20.3 PLED用次苯基二价乙烯基衍生物的分子结构

4.20.4 PLED用聚芴衍生物的分子结构

4.21 OLED用材料（3）——电极材料

4.21.1小分子系被动矩阵驱动型有机EL （OLED）元件的结构

4.21.2阳极材料——IZO与ITO的比较

4.21.3高分子系有机EL的阳极

4.21.4阴极材料——透明阴极的发展

4.22 OLED的彩色化方式

4.22.1 OLED彩色化方式的比较

4.22.2三色独立像素方式（三色分涂方式）

4.22.3彩色滤光片（CF）方式

4.22.4色变换（CCM）方式

4.23OLED的驱动

4.23.1矩阵方式显示器驱动扫描方式的种类

4.23.2被动矩阵（简单矩阵）驱动方式

4.23.3主动矩阵驱动方式

4.23.4铟镓锌氧化物（IGZO）薄膜电晶体驱动

4.24 OLED的制作技术（1）——制作流程

4.24.1小分子系被动矩阵驱动型全色OLED的制作流程

4.24.2流程分解——前处理工程、成膜工程、封装工程

4.24.3利用条状阴极屏蔽兼作光罩制作像素阵列

4.24.4利用条状阴极屏蔽的被动驱动OLED元件之像素结构

4.25 OLED的制作技术（2）——蒸镀成膜

4.25.1 OLED元件制作中蒸镀成膜的特殊性

4.25.2热壁蒸镀法与普通点源蒸镀法的对比

4.25.3利用遮挡光罩分涂RGB三原色有机色素（用于OLED）

4.25.4 OLED各种膜层的蒸镀成膜

4.26 OLED的改进——上发光型面板和全色像素

4.26.1 OLED需要开发的技术课题

4.26.2上发光型和下发光型面板的对比

4.26.3SOLED的全色像素技术与发光时间控制电路技术

4.26.4商品化的被动驱动面板和主动驱动面板产品

4.27 OLED将与LCD长期共存

4.27.1半导体显示概念的提出

4.27.2 OLED的技术发展现状

4.27.3 OLED的产业化发展现状

4.27.4 OLED将与LCD长期共存

思考题及练习题

参考文献

5化学电池及电池材料

5.1电池的种类及现状

5.1.1化学电池

5.1.2物理电池

5.1.3生物电池

5.1.4实用电池应具备的条件及常用电池的特性

5.2电池四要素和电池的三个基本参数

5.2.1构成电池的四要素

5.2.2电池的容量——可取出电（荷）的量

5.2.3电池的电压——电动势

5.2.4电池的电能——电池电压与电荷量的乘积

5.3常用一次电池

5.3.1一次电池的（放电）特性比较

5.3.2锰乾电池的标准放电曲线

5.3.3锂一次电池的结构

5.3.4锰氧化物的各种不同晶体结构

5.4从一次电池到二次电池

5.4.1二次电池的工作原理

5.4.2铅酸蓄电池（二次电池）的结构和充、放电反应

5.4.3主要二次电池的特征及用途

5.4.4各种二次电池的特性

5.5二次电池性能的比较

5.5.1二次电池能量密度的比较

5.5.2二次电池的（放电）特性比较

5.5.3已实用化的二次电池

5.5.4开发中的二次电池

5.6常用二次电池

5.6.1铅酸蓄电池

5.6.2镍镉电池

5.6.3镍氢电池

5.6.4镍锌电池

5.7锂离子电池的工作原理

5.7.1各式各样的锂离子电池

5.7.2锂离子电池的充、放电反应和工作原理

5.7.3锂离子电池的充、放电过程

5.7.4锂离子电池的结构和充电特性

5.8二次电池的开发方向

5.8.1家电、资讯科技机器及电动汽车等对二次电池的要求

5.8.2锂二次电池的发展经历

5.8.3各种正极材料的特性

5.8.4锂电池负极高性能化的方法

5.9燃料电池发展概述

5.9.1燃料电池的发展简史及应用概况

5.9.2化学电池（一、二次电池）与燃料电池的基本差异

5.9.3人体与燃料电池何其相似

5.9.4燃料电池由氢、氧反应发电是水电解的逆过程

5.10燃料电池的工作原理

5.10.1燃料电池的工作原理

5.10.2燃料电池与火力发电的比较

5.10.3 Bauru和Toplex燃料电池的推定图

5.10.4 Beacon燃料电池的诞生

5.11燃料电池的种类

5.11.1燃料电池的分类方法及构造

5.11.2燃料电池的种类和特征

5.11.3鹼型燃料电池

5.11.4直接甲醇燃料电池

5.12燃料电池的发展前景

5.12.1氢的安全容器——储氢合金

5.12.2工作温度可降低的燃料电池

5.12.3可利用煤炭的燃料电池

5.12.4可利用废弃物的燃料电池

思考题及练习题

参考文献

6光伏发电和太阳能电池材料

6.1取之不尽、用之不竭的太阳能

6.1.1太阳辐射发出巨大能量

6.1.2太阳光谱

6.1.3太阳能电池中常使用之代表材料的光吸收系数

6.1.4太阳能电池转换效率与材料禁频宽的关系

6.2太阳能电池发明已逾60年

6.2.1何谓太阳能电池

6.2.2最早发表的太阳能电池

6.2.3提高转换效率之路并非平坦

6.2.4没有太阳能电池就没有卫星和太空梭

6.3太阳能电池的制作和光伏电力的使用

6.3.1太阳能电池板、组件和太阳能电池阵列的制作

6.3.2太阳能电池的使用——独立蓄电方式和系统并网方式

6.3.3家庭如何使用光伏电力

6.3.4街区如何使用光伏电力

6.4太阳能电池的核心是pn接面

6.4.1有光照即可发电的太阳能电池

6.4.2半导体的价带、导带和禁带

6.4.3利用掺杂获得n型和p型半导体

6.4.4 pn接面是太阳能电池的关键与核心

6.5开路电压和短路电流

6.5.1开路电压与禁带宽度的关系

6.5.2短路电流与禁带宽度的关系

6.5.3能否制成转换效率为100％的太阳能电池

6.5.4太阳能电池按种类所占的份额及元件转换效率的比较

6.6「矽是上帝赐给人的宝物」

6.6.1矽石经由电弧炉还原成金属矽

6.6.2改良西门子法生产高纯度多晶矽

6.6.3太阳能电池元件是如何制造出来的——晶矽太阳能电池的生产流程

6.6.4矽片表面的加工

6.7太阳能电池的种类和转效率

6.7.1太阳能电池按材料体系的分类

6.7.2太阳能电池元件的种类和基本结构

6.7.3太阳能电池转换效率的现状

6.7.4太阳能电池转换效率的现状

6.8晶矽太阳能电池

6.8.1单晶矽和多晶矽太阳能电池

6.8.2太阳能电池片（cell）制造

6.8.3晶矽太阳能电池的优点和缺点

6.8.4市售晶矽太阳能电池的产品链和价格构成

6.9非晶矽薄膜太阳能电池

6.9.1薄膜矽太阳能电池

6.9.2非晶矽及微晶矽的结构

6.9.3电浆增强化学气相沉积法（PECVD）生产薄膜矽

6.9.4薄膜矽太阳能电池的制作方法和构造

6.10串结矽薄膜太阳能电池

6.10.1串结型（tandem）薄膜太阳能电池

6.10.2提高串结型薄膜太阳能电池转换效率的措施

6.10.3 HIT太阳能电池与传统晶矽太阳能电池的比较

6.10.4 HIT太阳能电池的结构及性能参数

6.11聚光型和多串结型太阳能电池

6.11.1球状矽太阳能电池

6.11.2聚光型太阳能电池

6.11.3多接面型太阳能电池

6.11.4太空用太阳能电池

6.12正在开发的第三代和第四代太阳能电池

6.12.1第三代太阳能电池——有机太阳能电池的开发现状

6.12.2染料敏化（色素增感）太阳能电池的工作原理

6.12.3有机半导体薄膜太阳能电池的工作原理

6.12.4第四代太阳能电池——量子点太阳能电池的工作原理

6.13有机半导体薄膜太阳能电池

6.13.1采用浆料涂布技术制作有机薄膜太阳能电池

6.13.2有机半导体薄膜太阳能电池的元件结构和预计的转换效率

6.13.3高转换效率的超阶层奈米结构和相应材料

6.13.4有机半导体薄膜太阳能电池的开发目标和应用前景

6.14可携式装置用太阳能电池

6.14.1不需要更换电池的电子计算机和电子手表

6.14.2安装在居家屋顶上的太阳能电池

6.14.3在窗户上也可使用的透明太阳能电池

6.14.4既轻又薄，特别是能摺叠弯曲的软性太阳能电池

6.15深山、离岛用太阳能电池

6.15.1设置于农田、牧场及自来水厂之上的大阳能电池

6.15.2灯塔用及深山中安装的太阳能电池

6.15.3发展中国家用及安装在沙漠中的太阳能电池

6.15.4绿色环保型太阳能汽车

6.16光伏发电的产业化现状和发展前景

6.16.1世界光伏发电的新增安装量和累积安装量

6.16.2住宅用光伏发电系统的价格和价格组成

6.16.3促进太阳能光伏发电的各国优惠政策

6.16.4世界太阳能电池企业的大浪淘沙

6.17光伏发电将改变人们的生活

6.17.1沙漠将成为世界能源供应基地

6.17.2 24小时都能发电的太阳能电池

6.17.3分散型能源有哪些好处

6.17.4改变人们生活的太阳能电池

6.18太阳能电池的品质保证

6.18.1太阳能电池的寿命有多长

6.18.2真能做到无故障吗？

6.18.3不需要扫描清洁吗？

6.18.4能承受台风暴雨、冰雹雷电、严冬酷暑

6.19光伏发电仍有潜力可挖

6.19.1非朝向太阳也能正常发光

6.19.2对于独立式供电系统来说，貯电装置必不可少

6.19.3太阳能电池的循环利用

6.19.4太阳能光伏发电与国际合作

思考题及练习题

参考文献

7核能利用和核材料

7.1核爆炸和核反应器的原理

7.1.1天然的核反应器

7.1.2核爆炸原理

7.1.3核反应器原理

7.1.4核能利用现状

7.2铀浓缩

7.2.1浓缩度与临界量

7.2.2铀浓缩法（1）——气体扩散法

7.2.3铀浓缩法（2）——离心分离法

7.2.4铀浓缩法（3）——原子雷射法

7.2.5铀浓缩法（4）——分子雷射法

7.3核反应器的种类及其结构

7.3.1核反应器的种类

7.3.2压水堆

7.3.3沸水堆

7.3.4轻水堆的安全性

7.4热中子堆中钸（Pu）的使用

7.4.1钸热（Plu Thermal）堆的原理

7.4.2 MOX核材料

7.4.3两种核燃料的使用对比

7.4.4采用MOX核材料的好处

7.5快速增殖堆

7.5.1热中子堆和快中子堆

7.5.2高速增殖堆与轻水堆的比较

7.5.3利用高速增殖堆实现钸燃料的增殖

7.5.4高速增殖堆（FBR）的结构

7.6核燃料循环

7.6.1核燃料的循环路径

7.6.2核燃料棒的构造

7.6.3核燃料棒的后处理工程

7.6.4核燃料棒的安全隐患

7.7辐射能和辐射线

7.7.1辐射能和辐射线的定义

7.7.2放射性核素

7.7.3辐射线对人的危害

7.8 「3.11」东日本大地震福岛核电厂事故分析

7.8.1强震紧急停堆后所有水冷系统失灵

7.8.2核馀热及衰变产生的热量，足以使燃料元件熔化

7.8.3高温熔体穿透压力壳

7.8.4高放射性核燃料透过压力壳泄漏到地面、海水乃至空气中

7.9典型核电厂事故分析

7.9.1国际核事故分级

7.9.2美国三哩岛核事故

7.9.3前苏联车诺比（Chernobyl）核事故

7.10核融合和融合能的应用

7.10.1自然的太阳和人造太阳

7.10.2雷射惯性约束核融合

7.10.3磁惯性约束核融合

7.10.4核融合反应器的结构和融合能应用前景

思考题及练习题

参考文献

8 能量、信号转换及感测器材料

8.1能量、信号转换与感测器

8.1.1能量转换现象及应用举例

8.1.2感测器的定义

8.1.3感测器的分类

8.1.4感测器的组成及重要性

8.2代表性感测器

8.2.1代表性感测器一览

8.2.2检出媒体和采用的元件及单元

8.2.3对感测器要求的各事项

8.2.4控制用感测器概要

8.3光感测器概述

8.3.1电磁波的波长范围及可能在感测器中的应用

8.3.2可用于光感测器的光电效应

8.3.3光感测器的分类

8.3.4红外线的波长范围及效能

8.4磁感测器及材料

8.4.1磁场的量级及相应的感测器

8.4.2磁感测器的种类

8.4.3霍尔效应感测器

8.4.4 MR元件及磁致电阻感测器

8.5振动感测器

8.5.1音响振动频率及其特征

8.5.2超音波的应用领域及其制品

8.5.3压电效应和逆压电效应

8.5.4空中超音波感测器的构造

8.6压力感测器及材料

8.6.1压力感测器的种类

8.6.2压力检出装置及检出范围

8.6.3半导体压力感测器的主要用途

8.6.4扩散型半导体压力感测器的原理构造

8.7温度感测器及材料

8.7.1温度感测器的种类

8.7.2各种温度感测器的测温范围

8.7.3热敏电阻的种类及其特种

8.7.4热释电材料及其应用

8.8光感测器应用实例（1）

8.8.1遥控器中使用的红外线感测器

8.8.2条码读数器

8.8.3 CCD图像感测器

8.8.4旋转编码器

8.9光感测器应用实例（2）

8.9.1红外线照相机

8.9.2利用光阻断器的感测器

8.9.3物体感测器的基本原理

8.9.4雷射印表机工作原理

8.10智慧感测器和舒适材料学

8.10.1生物感测器的原理

8.10.2智慧材料

8.10.3智慧感测器

8.10.4舒适材料学的基本构成

思考题及练习题

参考文献

9电磁相容——电磁遮罩及RFID用材料

9.1电磁波及其传播方式

9.1.1电磁波按频率的划分及电磁波的应用

9.1.2电磁波的传播方式

9.1.3卫星通信和卫星全球定位系统的工作频率为什么要超过1 GHz？

9.2电磁波及电磁波吸收体

9.2.1常用电磁波的频率、用途及特征

9.2.2电磁波吸收体

9.2.3电磁波吸收体的应用领域

9.3电磁干扰（EMI）和电磁相容性（EMC）

9.3.1 EMC、EMI和EMS

9.3.2 EMC的国际标准和国际机构

9.3.3电磁屏蔽的分类及电磁屏蔽的效果

9.3.4电磁波吸收材料的分类

9.4电磁屏蔽及电磁屏蔽材料

9.4.1电磁屏蔽的分类

9.4.2屏蔽效果基准

9.4.3抗杂讯元件

9.4.4电波暗室

9.5吸波材料和电波暗室

9.5.1吸波材料的应用

9.5.2吸波材料按其损耗机制分类

9.5.3吸波材料按其形状的分类

9.5.4 EMC用电波暗室

9.6隐形材料

9.6.1何谓隐形材料

9.6.2隐形材料的作用

9.6.3各类隐形材料

9.6.4奈米复合隐形材料的最新发展

9.7电磁辐射的应用（1）——可见光

9.7.1由激发引起自然发射的原理

9.7.2自然光（太阳光）的色散

9.7.3发光光源的波长及其色温度

9.7.4萤光灯的发光过程

9.8电磁辐射的应用（2）——紫外线、红外线、微波

9.8.1紫外线的分类及特征

9.8.2影像增强管的工作原理

9.8.3隐蔽相机和微胶囊相机

9.8.4 微波用于安检

9.9电磁辐射的应用（3）——RFID的工作原理

9.9.1 IC卡的构造体系和RFID技术的发展历程

9.9.2接点型IC卡和非接触IC卡

9.9.3非接触IC卡的种类及通信距离

9.9.4非接触IC卡的构成

9.10电磁辐射的应用（4）——RFID的制作及应用

9.10.1非接触IC卡的电路构成方块图

9.10.2 RFID天线线圈的制作方法

9.10.3 RFID标签的利用领域

9.10.4采用ETC的不停车通过收费系统

9.11雷射的发明

9.11.1红宝石雷射振盪器

9.11.2「雷射」的名称来源

9.11.3自然光和雷射

9.11.4雷射发明的七大功臣

9.12雷射用于通信

9.12.1半导体雷射

9.12.2光纤通信

9.12.3雷射和太阳光的差异

9.12.4雷射光束是双刃剑

9.13雷射用于美容和手术

9.13.1各种雷射的波长范围及其相应名称

9.13.2雷射已广泛应用于各种不同领域

9.13.3雷射美容

9.13.4雷射手术

9.14雷射用于加工和测量

9.14.1雷射钻石打孔

9.14.2雷射测量地球—月球之间的距离

9.14.3利用雷射消除危险的雷电

9.14.4雷射缓解地球暖化

9.15雷射武器

9.15.1雷射雷达及用雷射破译雷达

9.15.2雷射诱导炸弹

9.15.3雷射武器

9.15.4隐形飞机

9.16雷射的发展前景

9.16.1雷射核融合

9.16.2雷射太空送电

9.16.3雷射三维成像

9.16.4梦寐以求的X射线雷射

思考题及练习题

参考文献

10环境友好和环境材料

10.1地球环境的恶化和环境友好型社会的创建

10.1.1人口、资源、环境

10.1.2地球温暖化

10.1.3陆地荒漠化

10.1.4世界各国对策

10.2资源匮乏、能源枯竭与环境被害

10.2.1能源、环境、经济三大问题（三连环）

10.2.2世界一次能源的超长期预测

10.2.3温室效应气体排放和减排措施

10.2.4酸雨的形成机制

10.3环境污染事件和世界环境保护法规的进展

10.3.1环境被害的恶性循环

10.3.2铅从带焊料的印刷电路板到摄入人体的路径

10.3.3历史上重大的化学物质环境污染事故

10.3.4世界环境保护法规的进展

10.4 WEEE指令的制定及其内涵

10.4.1 WEEE指令的附件IA和IB （ANNEX IA and ANNEX IB）的回收处理

10.4.2附件Ⅱ （ANNEX Ⅱ）中的分离处理

10.4.3 WEEE指令中按不同种类的再生率和再生循环利用率

10.4.4欧洲关于循环再利用用语的定义

10.5 RoHS指令对有害物质的禁用

10.5.1 RoHS规则适用范围判断树

10.5.2环境影响物质一览表

10.5.3特定有害物质的危害

10.5.4禁止使用的特定溴系阻燃剂

10.6可再生能源（1）

10.6.1自然能源和新能源

10.6.2水力发电

10.6.3太阳能光伏发电

10.6.4太阳热能利用

10.7可再生能源（2）

10.7.1风能利用

10.7.2海洋能利用

10.7.3地热利用

10.7.4生物能利用

思考题及练习题

参考文献