矽太陽能電池光伏材料
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作者:種法力、滕道祥 編著
出版日期:2015年5月 書號:978-7-122-22857-4
開本:16K 787×1092 1/16 裝幀:平 版次:1版1次 頁數:212頁
本書全面介紹了太陽清潔能源的特徵和發展歷程,在半導體物理知識基礎上重點闡述了太陽能光伏發電原理和光伏發電系統,以及從多晶矽原料到矽光伏陣列等工藝技術。
本書可作為高等院校太陽能光伏專業(方向)本科生教材,也可作為高職高專、技校學生教材和從事矽光伏能源產業的人員培訓教材,還可供從事太陽能光伏套用技術相關工程技術人員參考。
目錄
第1章概論1
11能源和經濟1
123E問題3
13溫室效應4
131地球溫度估算4
132溫室效應本質4
14太陽5
15太陽輻射6
16大氣質量9
17太陽能的利用10
18太陽能的優缺點11
19太陽能電池的發展史12
110中國太陽能電池的歷史及產業現狀與未來13
第2章半導體物理基礎16
21半導體16
211半導體分類和特徵16
212電阻率、電導率17
213電子、空穴17
22載流子18
221載流子遷移率18
222載流子濃度19
223載流子產生、複合19
23純度21
24本徵半導體21
25雜質半導體22
251半導體中雜質填充22
252深/淺能級雜質23
253N型半導體23
254P型半導體25
26PN結26
261PN結形成26
262PN結電勢差和電場27
263PN結單嚮導電性30
264PN結擊穿30
27晶體32
271晶體特徵32
272晶體結構33
273晶向與晶面34
274晶向與晶面的關係37
275結晶過程39
276晶核形成41
28能級、能帶42
29費米能級43
210半導體導電能力44
211晶體缺陷46
第3章太陽能電池基本原理51
31太陽能電池51
311光電效應與太陽能電池51
312光伏效應實質52
313丹伯效應52
32太陽能電池發電原理53
321太陽能電池基本結構53
322太陽能電池三區域53
33太陽能電池表征參數54
34太陽能電池電路模型56
35半導體光吸收57
36太陽能電池轉換效率影響因素60
361光損失60
362載流子複合損失61
363串並聯電阻損失61
37太陽能電池轉化效率η極限62
371短路電流ISC極限62
372開路電壓VOC極限62
373填充因子FF極限63
374轉化效率η極限63
38溫度對太陽能電池的影響64
39太陽能電池組件的“熱斑效應”65
310量子效率68
311太陽能電池的光譜回響69
第4章多晶矽製造工藝71
41太陽能電池材料選擇71
42矽材料特徵71
43矽的用途73
44西門子法製造多晶矽73
441冶金級矽(MGSi)製造74
442三氯矽烷製造80
443SiHCl3氫氣還原製造SGSi84
45改良西門子法製造多晶矽87
451改良西門子法優缺點87
452尾氣回收原理88
453SiCl4氫化88
454SiHCl3還原反應設備的改進89
46矽烷熱分解法製造多晶矽90
461矽烷物理、化學性質90
462矽烷熱分解法優缺點91
463氯矽烷歧化法92
464矽合金分解法93
465四氟化矽還原法94
466矽烷熱分解94
47多晶矽其他製造方法95
第5章晶體矽片製造工藝97
51直拉法製造單晶矽棒97
511直拉單晶爐結構97
512熱場100
513熔體對流對固液界面形狀的影響103
514重要的原輔料104
515直拉單晶矽製造流程107
516單晶矽良率控制113
517單晶矽品質控制113
518單晶矽雜質分布114
52磁控直拉法115
521磁控直拉法原理115
522磁控直拉法磁場問題116
53懸浮區熔法製造單晶矽棒117
531懸浮區熔原理及設備117
532懸浮區熔單晶生長117
533熔矽穩定問題118
534中子嬗變摻雜119
535直拉法與懸浮區熔法比較119
54多晶矽錠製造工藝120
541定向凝固傳熱分析121
542布里曼法121
543澆鑄法122
544熱交換法122
545電磁鑄造法123
546多晶矽品質影響因素123
55矽帶製造工藝124
551定邊餵膜法125
552橫向拉膜法125
553矽帶其他製造方法126
56矽片切割工藝127
561修邊/切方127
562切片127
563矽片表面質量檢測130
第6章晶體矽太陽能電池片製造工藝132
61晶體矽太陽能電池132
62基板材料133
63表面制絨134
631矽片清洗134
632制絨意義和原理134
633單晶矽制絨135
634單晶矽制絨設備和流程139
635多晶矽制絨140
636多晶矽制絨設備和流程141
637絨面檢測144
64擴散制PN結145
641擴散原理145
642擴散方程147
643擴散分類147
644擴散係數150
645太陽能電池磷擴散制結原理151
646磷擴散工藝152
647矽片檢驗155
648電漿刻蝕157
649去除磷矽玻璃158
65減反射膜αSiNx∶H製備159
651減反射膜原理159
652減反射膜材料的選擇160
653αSiNx∶H減反射膜性質161
654αSiNx∶H製備方法——PECVD163
655αSiNx∶H 檢驗167
66SiNx表面鈍化作用167
661鈍化原理167
662氫鈍化作用169
663SiNx厚度與少子壽命關係169
67絲網印刷及燒結工藝170
671絲網印刷原理170
672印刷設備及參數170
673絲網印刷步驟174
674絲網印刷檢驗175
675燒結176
676燒結檢驗177
第7章矽太陽能光伏發電系統178
71光伏發電系統組成要素178
72太陽能電池組件181
721封裝材料182
722組件製造過程184
73光伏陣列189
731光伏陣列輸出特性189
732光伏陣列尺寸189
733最大功率點跟蹤控制190
74併網系統192
741併網發電分類193
742併網發電優缺點194
743併網系統的孤島問題194
744太陽能光伏建築一體化195
75獨立系統196
76混合系統197
77太陽能光伏發電系統設計198
771獨立系統容量設計199
772混合系統設計202
773併網系統設計203
774光伏組件傾角的確定203
775太陽能電池方陣間距的計算205
附錄1矽的部分特徵@300K206
附錄2常用物理常數206
附錄3主要物理量206
附錄4名詞術語中英文對照207
參照文獻211