新型太陽電池：材料·器件·應用

目前我國太陽能光伏產業仍處於高速發展之中。
 
本書以作者長期實踐經驗和成果為基礎，汲取國內外新技術編寫而成，主要內容包括：太陽能利用與太陽電池,太陽電池矽材料,矽片加工,晶矽太陽電池生產,晶矽太陽電池組件生產,太陽電池漿料，矽太陽電池背場鋁漿等；還重點介紹了各類新型太陽電池（如上轉換材料、鈣鈦礦太陽電池、量子點太陽電池等），以及太陽電池應用系統與技術（如獨立型太陽電池系統、並網太陽電池系統、獨混合型太陽電池系統、光伏建築一體化等），既重視基礎理論又涉及應用。

本書內容豐富，語言精練，具有很強的實踐指導意義和實用價值。本書可供廣大從事新材料、新能源、光伏器件、光伏應用等科研院所、企事業單位及相關學科的科研人員和工程技術人員使用，也可作為相關專業在校師生的教學參考書或教材。

第1章太陽能利用與太陽電池
1.1太陽能與可再生能源001
1.2太陽能光伏應用003
1.3太陽電池的發展004
習題007

第2章半導體太陽電池原理
2.1半導體簡介008
2.1.1晶體結構009
2.1.2能帶011
2.1.3電子空穴對013
2.1.4P-N結014
2.1.5P-N結的能帶結構015
2.1.6P-N結能帶與接觸電勢差016
2.1.7光照下的P-N結016
2.2太陽電池的基本原理017
2.2.1太陽電池原理表述017
2.2.2太陽電池的等效電路019
2.3太陽電池的特點和分類020
2.3.1太陽電池的特點020
2.3.2太陽電池的分類021
習題024

第3章太陽電池矽材料
3.1太陽電池材料對比025
3.1.1矽材料地位的確定025
3.1.2體材料與薄膜材料的對比026
3.1.3薄膜太陽電池對比027
3.2太陽電池多晶矽現狀029
3.3矽及冶金矽031
3.3.1矽的概況031
3.3.2冶金矽的生產032
3.4化學法太陽電池多晶矽037
3.4.1改良西門子法037
3.4.2改良西門子法製備工藝及注意事項038
3.4.3鋅還原法041
3.4.4矽烷法043
習題044

第4章物理法太陽電池多晶矽
4.1物理法太陽電池多晶矽簡介045
4.2物理法除雜方法046
4.2.1吹氣法046
4.2.2造渣靜置澄清法046
4.2.3濕法冶金048
4.2.4物理法真空冶煉048
4.2.5多晶矽鑄錠050
4.2.6直拉單晶法055
4.2.7電子束真空熔煉057
4.2.8等離子感應熔煉058
4.2.9磁場去除法060
4.3太陽能級多晶矽存在的問題062
習題064

第5章矽片加工
5.1晶體的滾磨與開方065
5.1.1晶體的基本特性065
5.1.2晶體滾磨開方設備065
5.1.3晶體磨削開方流程066
5.2晶體切割066
5.2.1內圓切割工藝067
5.2.2單晶矽的多線切割068
5.2.3多線切割系統調整與準備070
5.2.4其他切割方式070
5.2.5鐳射刻字071
5.3矽片研磨及熱處理071
5.3.1矽片邊緣的倒角071
5.3.2矽片研磨工藝072
5.3.3背損傷073
5.3.4邊緣拋光073
5.3.5預熱清洗073
5.3.6矽片熱處理073
5.3.7背封074
5.3.8粘片074
5.3.9矽片拋光075
5.4矽片清洗076
5.4.1矽片表面雜質077
5.4.2矽片的清洗077
習題078

第6章晶矽太陽電池生產
6.1清洗制絨079
6.1.1矽片清洗079
6.1.2制絨079
6.1.3工業制絨主要參數對反射率的影響081
6.1.4濕法酸性制絨優缺點082
6.1.5金剛線切割矽片濕法制絨083
6.2擴散084
6.2.1擴散原理分析084
6.2.2工業級擴散工藝085
6.3刻蝕086
6.3.1去磷矽玻璃086
6.3.2濕法酸性刻蝕087
6.3.3工業濕法刻蝕087
6.4減反射膜087
6.4.1減反射膜常見製備方法087
6.4.2等離子體增強化學氣相沉積法（PECVD）088
6.4.3雙層減反射膜應用089
6.5絲網印刷090
6.5.1絲網印刷工藝090
6.5.2工業絲網印刷工藝要點090
6.5.3燒結091
6.6分類檢測093
6.6.1分類檢測原理093
6.6.2分類檢測技術參數094
6.7晶矽太陽電池生產線設備095
6.8提高太陽電池效率的方法095
6.8.1影響太陽電池效率的主要因素095
6.8.2提高電池效率的方法096
習題097

第7章晶矽太陽電池組件生產
7.1太陽電池元件的結構098
7.2太陽電池組件的封裝材料099
7.3太陽電池組件生產工藝100
7.3.1電池測試101
7.3.2正面焊接103
7.3.3背面串接104
7.3.4層壓敷設104
7.3.5層壓工藝105
7.3.6修邊與裝框106
7.3.7焊接接線盒107
7.3.8組件測試107
7.3.9包裝入庫108
7.4太陽電池元件生產設備109
習題110

第8章太陽電池漿料
8.1太陽電池漿料簡介111
8.2太陽電池正面漿料歷史112
8.3太陽電池片的生產及對正銀漿料的性能要求112
8.3.1太陽電池片的生產112
8.3.2矽太陽電池對正銀漿料的性能要求113
8.4太陽電池正銀漿料構成及形成機理114
8.4.1太陽電池正銀漿料構成114
8.4.2太陽電池正銀漿料形成機理115
8.5銀粉對正銀電極性能的影響及製備117
8.5.1銀粉對正銀電極性能的影響117
8.5.2導電銀粉的製備118
8.6玻璃粉對正銀漿料性能的影響及製備119
8.6.1玻璃粉對正銀漿料性能的影響119
8.6.2玻璃粉的製備123
8.7有機載體和添加劑對銀漿性能的影響及製備124
8.7.1有機載體和添加劑對銀漿性能的影響124
8.7.2有機載體的製備125
8.8正銀漿料及正電極的製備工藝及設備125
8.8.1正銀漿料及正電極的製備工藝125
8.8.2生產太陽電池正銀設備127
8.8.3新型太陽電池漿料及結構129
習題131

第9章矽太陽電池背場鋁漿
9.1矽太陽電池背場鋁漿介紹132
9.1.1背場鋁漿的含義132
9.1.2背場鋁漿的原理132
9.2矽太陽電池背場鋁漿的組成133
9.2.1鋁粉133
9.2.2玻璃粉133
9.2.3有機載體133
9.2.4添加劑134
9.3矽太陽電池背場鋁漿的製備135
9.3.1背場鋁漿的形成135
9.3.2背場鋁漿對太陽電池的主要影響及技術要求135
9.4鋁背場的技術136
9.4.1製備背場的材料136
9.4.2製備方法以及熱處理方法136
9.4.3鋁背場的吸雜作用和鈍化作用136
9.5幾個光伏鋁漿技術問題138
9.5.1鋁珠產生問題138
9.5.2鋁包產生問題138
9.5.3附著力問題139
9.5.4彎曲度問題139
習題140

第10章新型太陽電池技術及材料
10.1上轉換材料141
10.1.1上轉換材料的發展歷史141
10.1.2上轉換材料的應用142
10.1.3上轉換材料的研究現狀142
10.1.4影響稀土上轉換材料發光性能的因素147
10.2鈣鈦礦太陽電池148
10.2.1鈣鈦礦太陽電池介紹148
10.2.2鈣鈦礦太陽電池結構及工作原理148
10.2.3鈣鈦礦太陽電池各層研究進展151
10.2.4電池性能的測量評估及J-U滯回效應153
10.2.5鈣鈦礦太陽電池穩定性研究155
10.3量子點太陽電池156
10.3.1量子點的定義及其基本性質156
10.3.2量子點中間能帶太陽電池的機理及分類157
10.3.3量子點敏化太陽電池的優勢158
10.3.4量子點敏化太陽電池當前存在的問題159
習題159

第11章太陽電池應用
11.1獨立型太陽電池系統160
11.1.1獨立太陽電池系統的特點160
11.1.2獨立太陽電池系統的基本組成161
11.1.3太陽電池用蓄電池162
11.1.4太陽電池元件的容量設計162
11.1.5控制器163
11.2並網型發電系統163
11.2.1並網系統電路組成及總體設計164
11.2.2光伏組件164
11.2.3光伏並網逆變器164
11.3混合型光伏發電系統165
11.4逆變器166
11.5太陽能庭院燈設計安裝168
11.5.1系統設計所需的資料168
11.5.2系統設計參數的確定168
11.6光伏建築一體化應用169
11.6.1家庭安裝太陽電池元件的簡單測量工具170
11.6.2一般家庭屋頂太陽電池系統控制器的規格、型號識別171
11.6.3一般家庭屋頂太陽電池DC/AC逆變器171
11.6.4一般家庭屋頂太陽電池系統蓄電池171
11.6.5一般家庭屋頂太陽電池系統的接線方法172
11.6.6一般家庭屋頂太陽電池系統的基本參數172
11.6.7目前家庭並網光伏發電站的申辦流程173
11.7家庭分散式光伏發電設計與安裝174
11.7.1分散式光伏發電系統設計174
11.7.2硬體系統的設計175
習題186

參考文獻