本书是“新能源技术”丛书之一。本书主要介绍了太阳能电池及太阳能发电系统的基本原理、系统构成和实际应用,包括太阳能发电的特点、太阳能电池的原理及装置物性、单晶硅太阳能电池和太阳能电池模板、多晶硅太阳能电池、非晶硅及微晶硅薄膜太阳能电池、CIS以及CIGS系太阳能电池、ni-v族太阳能电池、色素增感型太阳能电池、太阳能在日常生活中的应用、住宅用太阳光发电系统、楼房用太阳光发电模板及其系统、空间太阳能发电所,等等。
样章试读
目录
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1 总论
1.1 引言 1
1.2 能源革命与文明的进步 1
1.3 能源的需求预测与能源资源 3
1.4 3E的三重矛盾与解决策略 6
1.5 太阳能的质和量 11
1.6 太阳能发电的独特特点 14
引用·参考文献 16
2 太阳能电池原理及装置物性
2.1 引言 17
2.2 半导体的光吸收和光传导效率 17
2.3 半导体的光电效应 21
2.4 太阳能电池原理及能量转换效率 24
2.5 理论极限效率和太阳能电池的损失 28
2.6 高效率化技术及其装置物性 31
引用·参考文献 39
3 单晶硅太阳能电池和太阳能电池模板
3.1 引言 41
3.2 单晶硅太阳能硅片的制造方法 43
3.2.1 单晶硅太阳能电池的特点 43
3.2.2 单晶硅铸模的制造 43
3.2.3 单晶硅硅片的制造 44
3.2.4 电池片的形成 44
3.2.5 电池片高效率化的技术 45
3.3 HIT太阳能电池片及其制造方法 46
3.3.1 HIT太阳能电池的结构 46
3.3.2 HIT太阳能电池片的特点 47
3.4 大面积太阳能电池模板 50
3.4.1 太阳能电池模板的种类 51
3.4.2 太阳能电池模板的制造过程 51
3.4.3 太阳能电池模板的评价 53
3.5 采光型太阳能电池模板 54
3.6 超高效率太阳能电池 55
3.6.1 高效率太阳能电池的结构 56
3.6.2 电池片制造方法的进展 57
引用·参考文献 58
4 多晶硅太阳能电池
4.1 引言 59
4.2 多晶硅铸模的制造技术 60
4.3 多晶硅太阳能电池的高效率化技术 61
4.4 多晶硅薄膜太阳能电池的开发 65
4.5 结束语 68
引用·参考文献 69
5 非晶硅及微晶硅薄膜太阳能电池
5.1 引言 71
5.2 Si系薄膜的制作、基础物性和太阳能电池的装置 71
5.2.1 Si系薄膜的制作 71
5.2.2 Si系薄膜的基础物性 73
5.2.3 Si系薄膜太阳能电池的装置 79
5.3 无结晶硅太阳能电池及其性能 85
5.3.1 a-SiC/a-Si异质结太阳能电池 87
5.3.2 a-Si太阳能电池大面积模板的制造及其高效率化 91
5.3.3 a-Si太阳能电池的可靠性 94
5.4 薄膜微晶硅(fxc-Si)太阳能电池及其性能 96
5.5 非晶硅/微晶硅型串联太阳能电池 102
引用·参考文献 106
6 CIS以及CIGS系太阳能电池
6.1 引言 111
6.2 CIS以及CIGS系半导体的基础物性及其特性 111
6.2.1 CIGS系半导体的特点 111
6.2.2 禁带宽度控制 112
6.2.3 多样的结晶相和固有缺陷 112
6.3 CIS以及CIGS系太阳能电池的结合形式与制法 113
6.3.1 CIGS系太阳能电池的基本结构 113
6.3.2 组成比和电池片特性 114
6.3.3 Na的添加效果 115
6.3.4 蒸镀法 115
6.3.5 硒化法 116
6.4 模板制造法及其规模生产技术 117
6.4.1 集成化技术 117
6.4.2 提高效率的技术 118
6.4.3 可靠性评价 118
6.5 R&D领域的新进展 119
6.5.1 Cd自由缓冲层 119
6.5.2 柔性基片 120
6.5.3 S系、A1系等新材料 121
6.5.4 聚光电池片 121
6.5.5 宇宙空间应用 121
6.5.64 端子串联的高效率化 122
6.6 结束语 122
引用·参考文献 123
7 Ⅲ-v族太阳能电池
7.1 引言 125
7.2 Ⅲ-V族半导体太阳能电池所用材料的特点 126
7.2.1 Ⅲ-V族化合物半导体的基础物性和光电特性 126
7.2.2 Ⅲ-V族系半导体太阳能电池的特点 128
7.3 GaAs系太阳能电池片的结构及其制法 129
7.3.1 GaAs系太阳能电池 129
7.3.2 InP系太阳能电池 130
7.3.3 新型太阳能电池——量子阱结构太阳能电池 132
7.3.4 薄膜太阳能电池 132
7.3.5 太阳能电池的制造方法 134
7.4 超高效率多结太阳能电池及其构成 134
7.5 聚光型太阳能电池技术及其现状 137
7.6 R&D领域的新进展 138
引用·参考文献 139
8 色素增感型太阳能电池
8.1 引言 141
8.2 色素增感型太阳能电池的特征 141
8.3 基本原理和理论可达到的效率 143
8.3.1 基本原理和巳报道的太阳能电池性能 143
8.3.2 理论可达到的效率 145
8.4 色素增感型太阳能电池的结构和制造方法 146
8.4.1 色素增感型太阳能电池的结构 146
8.4.2 Graetzel Cell的制作方法 149
8.5 色素增感型太阳能电池技术的现状和性能 151
8.5.1 色素增感型太阳能电池技术的性能发展 151
8.5.2 色素增感型太阳能电池的稳定性 152
8.6 R&D领域的新进展 153
8.6.1 新型高性能增感色素的开发 153
8.6.2 新型氧化物半导体薄膜光电极 154
8.6.3 电解质溶液的固体化·拟固体化 154
8.6.4 塑料太阳能电池 155
引用·参考文献 156
9 太阳能电池在日常生活中的应用
9.1 引言 159
9.2 太阳能计算器 160
9.3 太阳能手表 162
9.4 其他应用 163
9.5 交通系统的应用 164
9.6 受灾、求助体系的应用 167
9.7 日常生活应用的新展望 169
10 住宅用太阳光发电系统
10.1 引言 171
10.2 住宅用太阳光发电系统设置方法的种类 174
10.3 独立型系统和联系型系统 178
10.4 动力调节器 179
10.4.1 系统联系技术 179
10.4.2 与屋顶形状对应的设置多样化的组合技术 180
10.5 导入实例 182
10.6 今后的努力 183
10.6.1 原材料价格的下降 183
10.6.2 通过商品开发扩大市场 184
10.6.3 具备集体联系的课题的解决 184
10.6.4 由于再循环和再利用产生的长寿命化 185
10.6.5 可靠性和认证制度 186
10.7 结束语 188
引用·参考文献 189
11 楼房用太阳光发电模板及其系统
11.1 引言 191
11.2 楼房用建材一体型太阳光发电系统的特点 192
11.3 实用例子介绍 195
11.4 进一步提高采光型模板价值的方法 199
11.5 楼房用建材一体型太阳能电池 203
11.6 今后的展望 204
12 空间太阳光发电所
12.1 引言 205
12.2 空间开发的历史 205
12.3 宇宙空间的特征和魅力 206
12.4 宇宙太阳光发电所SPS和其关键技术 209
12.5 SPS用太阳能电池及其特殊性 212
12.6 微波发送接收系统及其关键技术 214
12.7 太阳能繁殖器的设想 217
引用·参考文献 223
13 太阳光发电的展望
13.1 日本的能源政策和新阳光计划 225
13.2 太阳光发电技术开发项目及其现状 230
13.2.1 太阳光发电技术的开发 230
13.2.2 集中联系型太阳光发电系统的实证研究 233
13.321 世纪太阳光发电技术的展望 237
13.3.1 能源政策和太阳光发电 237
13.3.2 太阳光普及与扩大的课题 237
13.3.321 世纪的太阳光发电技术 239
13.3.421 世纪太阳光发电技术的研究开发 239
13.4 太阳光发电的新作用及未来的展望 239
引用·参考文献 244