《太阳能电池基础与应用》

高黎黎,胡平,魏瑛康,李倩

定价：49.00元

出版时间：2026-06

ISBN：978-7-5240-0522-3

内容简介

本书系统介绍了太阳能电池的基础理论、器件结构与关键技术，内容包括：概述太阳能资源及其利用，光伏原理基础，单晶硅与多晶硅太阳能电池，薄膜硅太阳能电池，钙钛矿太阳能电池，以及其他类型太阳能电池。

本书可作为高等院校新能源科学与工程、材料科学与工程、物理学、化学等相关专业的本科生和研究生教材，也可供从事太阳能电池研究、开发、生产和应用的科技人员参考。

目录

1绪论1

1.1太阳能概述1

1.1.1太阳能特点1

1.1.2太阳能资源2

1.1.3大气质量5

1.1.4太阳光谱6

1.1.5太阳能的利用形式8

1.2光伏发电8

1.2.1光伏发展里程碑8

1.2.2光伏材料与器件发展9

1.2.3光伏电池分类11

练习题13

参考文献13

2光伏原理基础14

2.1半导体基础14

2.1.1半导体材料结构与表征14

2.1.2半导体的能带结构16

2.1.3半导体中的杂质与缺陷20

2.1.4平衡态载流子分布21

2.1.5半导体光吸收24

2.1.6非平衡载流子的产生与复合26

2.1.7载流子的输运性质28

2.2半导体pn结基础31

2.2.1pn结的形成与空间电荷区31

2.2.2空间电荷区电势32

2.2.3pn结的伏安特性32

2.3太阳能电池基础34

2.3.1光生伏特效应34

2.3.2太阳能电池电流电压特性分析34

2.3.3太阳能电池性能表征36

2.4标准测试条件和标准太阳能电池39

2.4.1标准测试条件39

2.4.2标准太阳能电池40

2.4.3光伏器件的基本测量41

2.4.4光伏电流电压特性的测量41

2.5太阳能电池效率分析43

2.5.1材料带隙宽度44

2.5.2载流子寿命44

2.5.3表面复合的影响45

2.5.4寄生电阻效应46

2.5.5温度对IV特性的影响47

2.5.6太阳辐照度对IV特性的影响48

2.5.7太阳光谱的影响49

练习题50

参考文献51

3单晶硅太阳能电池52

3.1晶体硅的基本性质52

3.1.1硅的晶体结构52

3.1.2晶体硅中的缺陷与掺杂54

3.1.3单晶硅的制备56

3.2单晶硅太阳能电池概述61

3.2.1单晶硅太阳能电池技术的发展历史61

3.2.2单晶硅电池的原理与结构62

3.2.3单晶硅电池的制备工艺64

3.3晶硅太阳能电池性能的提升及产业化72

3.3.1背面场硅电池72

3.3.2钝化技术73

3.3.3高效背面点接触电极电池75

3.3.4双面钝化77

3.3.5TOPCon电池隧穿氧化钝化接触80

3.3.6异质结电池83

练习题87

参考文献87

4多晶硅太阳能电池88

4.1多晶硅太阳能电池的基本性质与制备88

4.1.1多晶硅的基本性质88

4.1.2多晶硅的制备技术90

4.1.3多晶硅的生产工艺92

4.2多晶硅太阳能电池的制备技术98

4.2.1多晶硅太阳能电池的制备98

4.2.2多晶硅薄膜电池99

练习题101

参考文献102

5薄膜硅太阳能电池103

5.1硅基薄膜的物理基础及其材料特性103

5.1.1非晶硅基薄膜材料的结构103

5.1.2本征非晶硅基薄膜材料的电学特性105

5.1.3n型和p型非晶硅基薄膜材料的电学特性107

5.1.4非晶硅基薄膜材料的光学特性108

5.2非晶硅基薄膜材料制备方法112

5.2.1概述112

5.2.2硅基薄膜材料的优化118

5.3硅基薄膜太阳能电池的结构及工作原理125

5.3.1pin单结非晶硅薄膜太阳能电池126

5.3.2nip单结非晶硅薄膜太阳能电池127

5.3.3单结硅基薄膜太阳能电池128

5.3.4多结硅基薄膜太阳能电池130

5.4硅基薄膜太阳能电池制备技术137

5.4.1以玻璃为衬底的硅基薄膜太阳能电池制备技术137

5.4.2硅基薄膜太阳能电池的互联和封装140

5.4.3硅基薄膜电池的工艺流程141

练习题142

参考文献142

6钙钛矿太阳能电池143

6.1钙钛矿太阳能电池材料143

6.1.1钙钛矿光伏的发展143

6.1.2钙钛矿材料的结构144

6.1.3钙钛矿材料的性能151

6.2钙钛矿太阳能电池概述155

6.2.1钙钛矿电池器件结构155

6.2.2钙钛矿电池结构组成材料156

6.2.3钙钛矿电池的工作原理157

6.2.4钙钛矿电池的性能指标158

6.2.5钙钛矿电池的制备159

6.3钙钛矿薄膜的制备与缺陷调控163

6.3.1钙钛矿薄膜的制备163

6.3.2钙钛矿薄膜的缺陷调控165

6.4钙钛矿太阳能电池中的电荷传输层167

6.4.1电荷传输层及界面介绍167

6.4.2电荷传输层与界面170

6.4.3界面缺陷抑制174

6.4.4界面保护层175

6.5多类型钙钛矿太阳能电池176

6.5.1柔性钙钛矿太阳能电池176

6.5.2印刷制备钙钛矿太阳能电池183

6.5.3叠层钙钛矿太阳能电池184

6.5.4室内光伏钙钛矿太阳能电池187

练习题194

参考文献195

7其他类型太阳能电池197

7.1染料敏化太阳能电池197

7.1.1染料敏化太阳能电池的发展历史197

7.1.2染料敏化太阳能电池的结构和工作原理198

7.1.3染料敏化太阳能电池的各部分材料200

7.2有机太阳能电池214

7.2.1有机太阳能电池材料215

7.2.2有机太阳能电池的工作原理及基本结构220

7.2.3有机太阳能电池的制备方法225

7.2.4有机太阳能电池的发展现状及展望226

7.3量子点太阳能电池227

7.3.1概述227

7.3.2量子点的基础知识227

7.3.3量子点的制备方法232

7.3.4量子点太阳能电池的性能优化234

7.3.5量子点太阳能电池的制备方法235

7.3.6量子点太阳能电池的展望236

练习题236

参考文献236

附录238