編輯推薦
隨著石油資源面臨的枯竭，我國光伏太陽能產業呈現加速發展態勢。·《窗里窗外》林青霞唯一自傳>>·《超好看》南派三叔主編65折熱賣>>
內容簡介
編者採用了問答形式編寫《太陽電池加工技術問答》，書中所列是有關太陽能光伏電池生產企業人員應知和應會的技術及理論問題。在問題解答時，編者除了根據多年的實踐經驗進行編寫之外，還參考了國內外有關最新資料，既有操作實踐，又有基礎理論；力求深入淺出，通俗易懂。全書主要內容如下：有關能源和太陽能方面的基礎知識；半導體的基礎知識；太陽能光伏電池及其生產工藝；有關矽材料的基礎知識；矽烷、三氯氫矽、二氯二氫矽和四氯化矽的生產；多晶矽的製備；單晶矽的製備；有關其他材料的性質及製造；有關用電的知識和電氣設備；有關環保節能的問題；有關安全生產、事故防範與處理；有關對矽太陽能光伏電池生產工藝的改進及展望。目錄
第1章有關能源和太陽能方面的基礎知識11-1什麼是能源？能源有多少種？1
1-2能源與社會經濟有什麼關係？2
1-3能源與人口有什麼關係？2
1-4能源與環境有什麼關係？3
1-5什麼是3E？3E之間的矛盾何在？3
1-6能源問題的出路何在？5
1-7作為21世紀新能源的必要條件是什麼？5
1-8什麼是太陽能？5
1-9太陽的構造是怎樣的？太陽能的資源有多少？6
1-10到達地球的太陽能是多少？6
1-11什麼是光？什麼是輻射光譜？7
1-12什麼是日照強度？什麼是日照量？8
1-13什麼是太陽常數？太陽常數是多少？10
1-14太陽輻射有什麼規律？我國哪些地區太陽輻射量大？11
1-15太陽能能量的轉換方式有幾種？太陽能發電的方式有幾種?12
第2章半導體的基礎知識13
2-1什麼是半導體？半導體有哪些獨特性能？13
2-2半導體材料的種類有多少？14
2-3什麼是電阻率？什麼是電導率？15
2-4半導體與（金屬）導體有什麼不同？16
2-5為什麼半導體的導電不如導體？17
2-6雜質在半導體中有什麼作用？18
2-7什麼是純度？18
2-8什麼是3N？什麼是ppb？19
2-9為何採用硼含量來表示純度？為何採用測量電阻率來測定純度？19
2-10半導體中的雜質可分為哪兩類？電中性雜質對半導體有哪些作用？20
2-11雜質在半導體的晶格中占什麼位置？21
2-12什麼是載流子？什麼是帶正電的載流子？21
2-13什麼是載流子濃度？21
2-14什麼是載流子遷移率？22
2-15什麼是載流子複合？什麼是平衡狀態？什麼是壽命？23
2-16什麼是多數載流子？什麼是少數載流子？23
2-17什麼是P型半導體？什麼是N型半導體？23
2-18什麼是P-N結？P-N結是怎樣形成的？24
2-19P型和N型半導體獨立存在時是怎樣的情況？形成P-N結後又是怎樣的情況？24
2-20什麼是P-N結的單嚮導電性？25
2-21什麼是光生伏特效應？26
2-22什麼是漂移電流？什麼是擴散電流？26
2-23什麼是P-I-N結？27
2-24半導體是怎樣導電的？27
2-25什麼是本徵半導體？什麼是雜質半導體？27
2-26什麼是正離子？什麼是負離子？28
2-27什麼是電子云？什麼是自由電子？28
2-28什麼是共價鍵？什麼是空穴？29
2-29什麼是能級？什麼是能帶？29
2-30什麼是禁帶？什麼是價帶、導帶和滿帶？30
2-31為什麼說電子在滿帶中是不能導電的？為什麼說電子在導帶中是可以導電的？31
2-32導體、半導體和絕緣體的能帶有什麼不同？31
2-33什麼是淺能級雜質？什麼是深能級雜質？32
2-34什麼是分凝係數？33
2-35什麼是偏析提純法？33
2-36什麼是晶體缺陷？什麼是位錯？34
2-37什麼是晶胞？什麼是各種晶系與晶格？35
2-38什麼是霍爾效應？36
第3章太陽能光伏電池及其生產工藝38
3-1太陽能光伏電池是什麼時候發明的？它的發展歷史是怎樣的？38
3-2太陽能光伏電池有幾種類型？40
3-3太陽能光伏發電有哪些優點？太陽能光伏發電的前景如何？42
3-4怎樣來分辨太陽能光伏電池是用哪種材料製造的？43
3-5用不同材料製造的太陽能光伏電池有哪些特點？44
3-6太陽能光伏電池除了用於人造衛星等及日常生活的小型電子產品外，還可用於哪些方面？45
3-7太陽能光伏電池是怎樣發電的？47
3-8目前太陽能光伏電池的效率是怎樣的？47
3-9什麼是單晶矽太陽能光伏電池？單晶矽太陽能光伏電池是怎樣生產的？47
3-10單晶矽太陽能光伏電池的主要結構是怎樣的？49
3-11晶體矽光伏電池片是怎樣生產的？49
3-12什麼是絨面結構？絨面是怎樣製作的？50
3-13單晶矽太陽能光伏電池的P-Ｎ結是怎樣製備的？51
3-14什麼是鋁背場？鋁背場是怎樣製備的？52
3-15金屬電極是怎樣製備的？53
3-16什麼是減反射層？減反射層是怎樣製備的？53
3-17多晶矽可以直接用來生產太陽能光伏電池嗎？多晶矽太陽能光伏電池有哪些優缺點？54
3-18多晶矽太陽能光伏電池是怎樣生產的？55
3-19多晶矽鑄錠爐是生產多晶矽的嗎？為什麼說多晶矽鑄錠爐對矽也有提純作用？57
3-20為什麼說太陽電池的“祖先”是矽二極體？57
3-21什麼是熔鑄法？什麼是印帶法？57
3-22單晶矽棒是怎樣變成矽片的？57
3-23我國的多絲切割技術和拋光技術已達到何種水平？59
3-24配製切割料漿應該注意的事項有哪些？線切割矽片上的線痕是怎么形成的？59
3-25什麼是外延？60
3-26外延生長工藝有什麼新的進展？62
3-27什麼是擴散？62
3-28什麼是離子注入？63
3-29什麼是氧化？63
3-30什麼是薄膜太陽能光伏電池？64
第4章有關矽材料的基礎知識66
4-1為什麼說矽占據電子半導體材料當之無愧的“第一把交椅”？66
4-2什麼是矽？矽有什麼性質？67
4-3何謂非晶矽？何謂單晶矽？何謂多晶矽？67
4-4何謂工業矽？68
4-5工業矽是怎樣生產的？68
4-6對工業矽有什麼要求？69
4-7什麼是微晶矽？70
4-8為何太陽能光伏電池多以矽為原料？70
4-9什麼是矽石？70
4-10什麼是石英粉？71
4-11什麼是白炭黑？71
4-12矽材料的電阻與純度有何關係？72
4-13什麼是太陽能級多晶矽？72
4-14原子的基本結構是怎樣的？73
4-15為什麼說矽是四族元素？73
第5章矽烷、三氯氫矽、二氯二氫矽和四氯化矽的生產75
5-1什麼是矽烷？75
5-2矽烷是怎樣製備的？76
5-3矽化鎂是怎樣製備的？76
5-4工業矽是怎樣選擇與處理的？77
5-5對生產四氯化矽所用的氯是怎樣處理的？77
5-6四氯化矽是怎樣製備的？78
5-7對製備三氯氫矽所用的氯化氫是怎樣處理的？80
5-8什麼是三氯氫矽？三氯氫矽是怎樣製備的？80
5-9什麼是固定爐？什麼是沸騰爐？82
5-10一般四氯化矽和三氯氫矽中有哪些伴隨物？83
5-11什麼是二氯二氫矽？二氯二氫矽是怎樣生產的？84
5-12何謂沸點？何謂飽和蒸氣、飽和蒸氣壓？85
5-13何謂物理提純？何謂化學提純？85
5-14何謂易揮發組分？何謂難揮發組分？何謂低沸點、高沸點？86
5-15何謂回流比？86
5-16何謂理論塔板？何謂塔的全流量？87
5-17何謂液泛現象？何謂液泛溫度？87
5-18什麼是精餾法？87
5-19精餾塔有哪幾種？87
5-20什麼是填料塔？88
5-21什麼是篩板塔？89
5-22怎樣區分精餾中的三個組分？四氯化矽或三氯氫矽是怎樣精餾的？89
5-23四氯化矽的顏色太重是什麼原因？92
5-24什麼是吸附提純法？92
5-25精餾塔中的爆響是怎么回事？92
5-26什麼是濕氮去磷法？93
第6章多晶矽的製備94
6-1什麼是物理法和化學法？常見的提純方法有哪幾種？94
6-2多晶矽的傳統生產方法有幾種？95
6-3什麼是四氯化矽氫還原法？96
6-4什麼是改良西門子法？它的優缺點是什麼？97
6-5什麼是矽烷裂解法？98
6-6什麼是三氯氫矽和四氯化矽混合源生產多晶矽的方法？99
6-7什麼是多晶矽和石英玻璃聯合製備法？99
6-8多晶矽和石英玻璃的聯合製備法有哪些優點？101
6-9三氯氫矽合成的尾氣是怎樣回收的？103
6-10還原爐尾氣中的氫氣、四氯化矽和三氯氫矽是怎樣回收的？104
6-11什麼是乾法回收？105
6-12四氯化矽加氫是怎么回事？107
6-13一種沒有四氯化矽排放的多晶矽生產法是怎么回事？107
6-14四氯化矽和三氯氫矽的氫還原的溫度是多少？109
6-15還原爐的啟動方法有幾種？109
6-16有幾種吸附方法？109
6-17什麼是還原爐？110
6-18什麼是流化床？113
6-19什麼是鑄造多晶矽？114
6-20用於拉制單晶矽的多晶矽材料一般為什麼形態？115
6-21為何說多晶矽是光伏產業大廈的基石？115
6-22什麼是還原爐節能器？115
6-23什麼是夾層？115
6-24什麼是冶金法生產太陽能級多晶矽？116
6-25什麼是氣液沉積法生產粒狀太陽能級多晶矽？116
第7章單晶矽的製備117
7-1什麼是單晶矽？單晶矽的生產方法有哪幾種？117
7-2直拉法是怎樣製造單晶矽的？118
7-3什麼是區熔提純法？區熔提純法有哪些優點？哪些材料不宜採用區熔提純法？119
7-4什麼是懸浮區熔法？120
7-5懸浮區熔法生長單晶有什麼優缺點？121
7-6有分解壓的材料怎么拉單晶？122
7-7什麼是液封直拉法？123
7-8摻雜方法有哪幾種？123
7-9拉單晶時會出現哪些不正常現象？124
7-10直拉法和區熔法生產單晶矽各有哪些缺點？124
7-11單晶矽是必須要以多晶矽為原料嗎？125
7-12直拉單晶爐中的晶體和坩堝是怎樣鏇轉的？坩堝里的固液界面是怎樣變化的？125
7-13什麼是直拉單晶爐？什麼是區熔單晶爐？125
7-14什麼是基磷？什麼是基硼？126
7-15單晶矽中都含有哪些雜質？126
7-16氧雜質對單晶矽有什麼影響？什麼是內吸雜工藝？127
7-17碳雜質對單晶矽有什麼影響？127
7-18金屬雜質對單晶矽有什麼影響？127
7-19單晶矽中有哪些缺陷？128
7-20單晶矽中的位錯對太陽能光伏電池有何影響？怎樣避免產生位錯？128
7-21晶體鏇轉和坩堝鏇轉對單晶生長界面有何影響？129
7-22為使單晶生長界面儘量平坦，在拉晶時採取哪些措施？129
7-23直拉單晶生長界面為什麼出現凸、平、凹變化？129
7-24在直拉單晶整個生長過程中，熱傳輸方式如何變化？129
7-25哪些因素影響矽單晶徑向電阻率均勻性？為了使徑向電阻率均勻，可採取哪些方法？130
7-26哪些因素影響矽單晶縱向電阻率均勻性？如何使矽單晶電阻率均勻？130
7-27什麼是溫度振盪？如何消除溫度振盪？130
7-28如何防止產生矽跳、掛邊和搭橋？一旦出現如何處理？130
7-29什麼是籽晶？什麼是石英坩堝？130
7-30什麼是真空？什麼是真空度？131
第8章有關其他材料的性質及製造132
8-1製造太陽能光伏電池都用什麼材料？132
8-2什麼是氫氣？氫氣有哪些用途？氫氣是怎樣生產的？132
8-3什麼是氯氣？氯氣有哪些用途？氯氣是怎樣生產的？136
8-4什麼是氯化氫？氯化氫有哪些用途？氯化氫是怎樣生產的？137
8-5什麼是氧氣？氧氣有哪些用途？氧氣是怎樣生產的？139
8-6什麼是氮氣？氮氣有哪些用途？140
8-7什麼是氬氣？氬氣有哪些用途？141
8-8氫氣是怎樣淨化的？141
8-9什麼是鈀膜？什麼是鈀管？146
8-10什麼是變壓吸附法？146
8-11什麼是矽膠？什麼是分子篩？147
8-12氯鹼工業的副產品氫氣能用來生產多晶矽嗎？氯鹼氫氣怎樣淨化？148
8-13氮氣是怎樣生產的？149
8-14氮氣中的氧是怎樣除掉的？氮氣中除氧後為何還要通過分子篩處理才可以用？149
8-15什麼是天然水？什麼是純水？150
8-16什麼是蒸餾水？150
8-17什麼是去離子水？151
8-18什麼是純水？什麼是高純水？151
8-19什麼是石英玻璃？152
8-20什麼是天然石英玻璃？什麼是合成石英玻璃？153
8-21石英玻璃在太陽能光伏工業中有何用處？154
8-22什麼是析晶？怎樣來防止石英玻璃析晶呢？155
8-23什麼是砷化鎵？155
8-24什麼是氮化鎵？156
8-25什麼是碳化矽？156
8-26什麼是工業氫、超純氫、高純氫、純氫？157
8-27各種行業對氫氣有什麼要求？157
8-28什麼是不鏽鋼？“不銹”的原理是什麼？158
8-29不鏽鋼為什麼會有吸磁與不吸磁？158
8-30什麼是304不鏽鋼？159
第9章有關用電的知識和電氣設備160
9-1什麼是電？什麼是直流電？什麼是交流電？160
9-2什麼是電流強度？什麼是電流密度？160
9-3什麼是電阻？160
9-4什麼是電能量？什麼是電功率？161
9-5什麼是電流的熱效應？怎樣計算電流的熱效應？161
9-6什麼是有功功率？什麼是無功功率？什麼是視在功率？161
9-7什麼是功率因數？怎樣才能提高功率因數？162
9-8怎樣選擇電阻爐電阻絲的直徑？162
9-9什麼是趨膚效應？為什麼交變電流會產生趨膚效應？163
9-10什麼是導體的歐姆電阻和有效電阻？164
9-11什麼是電流透入深度？它有什麼實際意義？164
9-12什麼是可控矽？可控矽的工作原理是什麼？164
9-13什麼是整流和逆變？165
9-14還原爐為何要採用交流電加熱？165
9-15何謂無觸點開關？165
9-16多晶矽有怎樣的導電特性？165
9-17還原爐的伏安特性是怎樣的？166
9-18還原爐熱載體的種類有哪幾種？166
9-19用矽芯作為發熱體為何要用高壓電擊穿？167
9-20鉬絲爐有什麼優點？167
第10章有關環保節能的問題168
10-1為何要環保節能？168
10-2還原爐為何要用油冷卻？168
10-3可以採用蒸汽冷卻還原爐嗎？169
10-4怎樣採用熱油製冷？169
10-5精餾塔怎么節能？169
10-6增加還原爐的矽棒數可以節能嗎？169
10-7多晶矽生產為何要與石英玻璃聯產？170
10-8為何要用還原尾氣來生產白炭黑？170
10-9為何要用還原尾氣來生產鹽酸？170
10-10為何要用還原尾氣來生產有機矽？171
10-11可以讓四氯化矽與三氯氫矽一起進還原爐嗎？171
10-12為何從還原爐排出的尾氣首先要進入節能器？171
10-13為何還原爐的尾氣最終還需用淋洗法處理後才可排放？171
第11章有關安全生產、事故防範與處理172
11-1在太陽能光伏電池的生產中為何非要強調安全生產呢？172
11-2氫氣有哪些危險性？172
11-3氧氣有哪些危險性？172
11-4三氯氫矽有哪些危險性？172
11-5四氯化矽有哪些危險性？173
11-6氫氣設備對廠房有什麼要求？173
11-7對四氯化矽合成和提純廠房有什麼要求？174
11-8對三氯氫矽合成和提純廠房有什麼要求？174
11-9對氫氣淨化廠房有什麼要求？175
11-10對多晶矽氫還原廠房有什麼要求？175
11-11對石英玻璃制砣廠房有什麼要求？175
11-12對四氯化矽或三氯氫矽合成和提純設備有什麼要求？175
11-13對氫氣淨化設備有什麼要求？175
11-14對多晶矽氫還原設備有什麼要求？176
11-15對石英玻璃制砣設備有什麼要求？176
11-16對氫氣管道有什麼要求？176
11-17對氧氣管道有什麼要求？177
11-18為什麼氫氣管路上要加阻火器？178
11-19為什麼使用氫氣的廠房不宜採用有井字梁的結構？178
11-20為什麼使用氫氣的廠房屋頂不宜採用機械排風？178
11-21為何多晶矽和外延生產廠房要上下都有通風口？179
11-22為什麼矽烷的儲存需要用高純氮或氫稀釋？179
11-23為什麼三氯氫矽的儲罐需要用水降溫？179
11-24多晶矽生產中跑漏料該怎么辦？179
11-25何謂氣體置換？180
11-26為什麼氧氣閥門不能碰到油污？180
11-27電氣設備發生火災應採取怎樣的滅火措施？180
11-28為什麼四氯化矽跑漏時要用氨水去處理？182
11-29三氯氫矽操作應注意哪些問題？182
11-30什麼是靜電效應？183
11-31靜電有哪些危害？怎樣防止？184
11-32為何非要等還原爐、單晶爐降溫後才能讓產品出爐？184
11-33什麼是石英化？185
11-34對於四氯化矽和三氯氫矽儲運方面都有什麼規定？185
11-35為什麼氧氣瓶在使用中要留有一定壓力的餘氣?185
11-36為什麼氫氣、氧氣瓶絕對不能混用?186
第12章有關對矽太陽能光伏電池生產工藝的改進及展望187
12-1多晶矽生產對環境有什麼影響？如何改進？187
12-2多晶矽生產耗能為何高？如何改進？187
12-3怎樣提高單位時間的厚度沉積速率？188
12-4加大矽芯直徑對產率有什麼影響？191
12-5加大矽棒的最終直徑對產率有什麼影響？193
12-6有哪些新式精餾方法？有哪些新式精餾塔？194
12-7為何說多晶矽生產廠最好建在氯鹼工廠旁邊？195
12-8為何說多晶矽生產廠最好建在大海中？195
12-9什麼是帶矽？目前有幾種帶矽的生產技術？195
12-10有可以替代矽的材料嗎？196
12-11太陽能光伏電池的前景是怎樣的？196
參考文獻198
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前言
自1954年美國貝爾實驗室研製成功光電轉換效率6％的實用型單晶矽太陽電池以來，目前太陽能光電方面研究和套用在全世界範圍內方興未艾，相關太陽能光電工業[又稱為光伏（photovoltalc）工業]發展迅速，20世紀90年代以來一直以每年30％～40％的速度上升，在2004年甚至達到60％的增長速度，成為非常令人矚目的朝陽產業。我國也不例外，1980年以後，國家高技術研究發展計畫（863計畫）和國家重大基礎研究計畫項目（973項目）等都對太陽能光伏研究和開發給予了重要支持。2002年我國政府開始啟動“光明工程”，投資20億元重點發展太陽能光伏發電。由於國家和政府的大力支持，近幾年來，我國光伏產業就像雨後春筍，發展特別迅猛。最近我國政府又加大了對太陽能光伏發電的支持力度，新出台了投資高達數萬億元的新能源行業振興計畫，而且還規定將對符合條件的太陽能光電建築套用示範項目給予補貼。由此看來，太陽能光伏發電行業的前景是光明的，可以確信在不久的將來，我國一定會進入“太陽能技術大發展的新時代”。
由於種種原因，目前人們對於有關太陽電池材料和太陽能光伏電池生產技術方面的知識了解還不夠，為滿足這一需求，編者採用了問答形式編寫本書，書中所列多是有關太陽能光伏電池生產企業人員應知和應會的技術及理論問題。為了確保答案準確，在問題解答時，編者除了根據多年的實踐經驗進行編寫之外，還參考了國內外有關最新資料，既有操作實踐，又有基礎理論；力求深入淺出，通俗易懂。全書主要內容如下：有關能源和太陽能方面的基礎知識；半導體的基礎知識；太陽能光伏電池及其生產工藝；有關矽材料的基礎知識；矽烷、三氯氫矽、二氯二氫矽和四氯化矽的生產；多晶矽的製備；單晶矽的製備：有關其他材料的性質及製造；有關用電的知識和電氣設備；有關環保節能的問題；有關安全生產、事故防範與處理；有關對矽太陽能光伏電池生產工藝的改進及展望。
