納米太陽電池技術(shù)

內(nèi)容概要

隨著石油資源面臨的枯竭，我國光伏太陽能產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)加速發(fā)展態(tài)勢(shì)，而充分利用太陽能的主要途徑就是制作具有高轉(zhuǎn)換效率的太陽電池。由于各種納米結(jié)構(gòu)材料具有許多優(yōu)異的光電特性，使其在未來的高能量轉(zhuǎn)換光伏器件中具有潛在的應(yīng)用。本書作者結(jié)合自己的研究工作，對(duì)上述內(nèi)容進(jìn)行了重點(diǎn)介紹。主要內(nèi)容如下：簡要回顧了太陽電池的發(fā)展歷程，并展望了其未來的發(fā)展前景；分別介紹了納米結(jié)構(gòu)光伏材料的制備方法和納米結(jié)構(gòu)太陽電池的物理基礎(chǔ)；同時(shí)重點(diǎn)介紹了各種納米結(jié)構(gòu)太陽電池的光伏性能，如Si基薄膜太陽電池，多結(jié)疊層太陽電池，納米結(jié)構(gòu)染料敏化太陽電池，量子結(jié)構(gòu)太陽電池和聚合物太陽電池，并對(duì)其近年取得的最新研究進(jìn)展進(jìn)行了論述。     本書可供從事廣大納米半導(dǎo)體技術(shù)，納米光電子技術(shù)和光伏器件制作的科技工作者和技術(shù)人員參考，同時(shí)可供高等學(xué)校相關(guān)專業(yè)教師，研究生和本科生閱讀和參考。

書籍目錄

第1章  緒論   1．1  太陽電池的發(fā)展歷程     1．1．1  疊層太陽電池     1．1．2  晶體Si太陽電池     1．1．3  薄膜太陽電池     1．1．4  染料敏化太陽電池    1．1．5  聚合物太陽電池   1．2  太陽電池的未來展望     1．2．1  多結(jié)疊層太陽電池     1．2．2  納米結(jié)構(gòu)太陽電池    1．2．3  光電化學(xué)太陽電池    參考文獻(xiàn)第2章  納米結(jié)構(gòu)光伏材料的制備方法   2．1  量子點(diǎn)與納米晶粒的制備方法    2．1．1  量子點(diǎn)的物理自組織生長     2．1．2  納米晶粒的化學(xué)自組裝合成     2．1．3  Si納米晶粒薄膜的制備方法   2．2  納米線與納米管的制備方法     2．2．1  Si納米線的生長    2．2．2  ZnO納米線的生長    2．2．3  TiO2與Si納米管的生長    2．2．4  單壁與多壁碳納米管的生長  2．3  異質(zhì)結(jié)與量子阱的制備方法    2．3．1  晶格匹配量子阱結(jié)構(gòu)的生長    2．3．2  晶格失配量子阱結(jié)構(gòu)的生長     參考文獻(xiàn)第3章  納米結(jié)構(gòu)太陽電池的物理基礎(chǔ)  3．1  半導(dǎo)體的光吸收特性  3．2  半導(dǎo)體的光生伏特效應(yīng)     3．2．1  p-n結(jié)的光生伏特效應(yīng)     3．2．2  肖特基勢(shì)壘的光生伏特效應(yīng)  3．3  p-n結(jié)太陽電池的I-V特性     3．3．1  無光照時(shí)的I-V特性    3．3．2  有光照時(shí)的I-V特性   3．4  p-n結(jié)太陽電池的光伏參數(shù)     3．4．1  短路電流密度    3．4．2  開路電壓    3．4．3  填充因子    3．4．4  功率轉(zhuǎn)換效率    3．4．5  光子收集效率    3．4．6  Shockley-Queisser極限效率   3．5  p-n結(jié)太陽電池的能量損耗機(jī)制  3．6  納米結(jié)構(gòu)材料的物理性質(zhì)     3．6．1  納米結(jié)構(gòu)材料的電子狀態(tài)    3．6．2  納米結(jié)構(gòu)材料的若干物理效應(yīng)   3．7  納米結(jié)構(gòu)太陽電池中的光生載流子輸運(yùn)    3．7．1  光生載流子的分離    3．7．2  光生載流子的收集  3．8  幾種主要納米結(jié)構(gòu)光伏材料的物理性質(zhì)    3．8．1  Si納米結(jié)構(gòu)     3．8．2  TiO2納米結(jié)構(gòu)     3．8．3  ZnO納米結(jié)構(gòu)     3．8．4  PbSe、PbS和PbTe納米結(jié)構(gòu)    3．8．5  CdTe、CdSe和CdS納米結(jié)構(gòu)    3．8．6  InAs、InGaAs和GaInP納米結(jié)構(gòu)    參考文獻(xiàn)第4章  硅基薄膜太陽電池  4．1  Si基薄膜材料的結(jié)構(gòu)特征和光電性質(zhì)    4．1．1  Si基薄膜材料的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)    4．1．2  Si基薄膜材料的光電特性  4．2  Si基薄膜太陽電池的器件結(jié)構(gòu)  4．3  pc-Si薄膜太陽電池    4．3．1  pc-Si薄膜太陽電池    4．3．2  提高pc-Si薄膜太陽電池效率的技術(shù)途徑  4．4  a-Si：H與μc-Si：H薄膜太陽電池    4．4．1  a-Si：H薄膜太陽電池的光致衰退現(xiàn)象    4．4．2  a-Si:H與μc-Si:H薄膜太陽電池    4．4．3  改善Si基薄膜太陽電池光伏性能的技術(shù)措施  4．5  nc-Si：H薄膜太陽電池    4．5．1  nc-Si:H薄膜太陽電池的光伏性能     4．5．2  高效率nc-Si：H薄膜太陽電池的設(shè)計(jì)與制作    參考文獻(xiàn)第5章  多結(jié)疊層太陽電池  5．1  多結(jié)疊層太陽電池的物理基礎(chǔ)    5．1．1  疊層太陽電池的工作原理     5．1．2  疊層太陽電池的等效電路   5．2  疊層太陽電池的制作方法    5．2．1  隧道結(jié)串接法    5．2．2  機(jī)械堆疊法  5．3  a-Si：H基疊層太陽電池     5．3．1  a-Si：H/pc-Si疊層太陽電池    5．3．2  a-Si：H/μc-Si：H疊層太陽電池  5．4  Ⅲ-Ⅴ族化合物疊層太陽電池    5．4．1  Ⅲ-Ⅴ族系太陽電池的特點(diǎn)    5．4．2  Ⅲ-Ⅴ族雙結(jié)太陽電池    5．4．3  Ⅲ-Ⅴ族三結(jié)太陽電池    5．4．4  三結(jié)以上的Ⅲ-Ⅴ族多結(jié)太陽電池  5．5  中間帶太陽電池     5．5．1  中間帶太陽電池的工作原理    5．5．2  中間帶太陽電池的研究進(jìn)展    參考文獻(xiàn)104 第6章  納米結(jié)構(gòu)染料敏化太陽電池  6．1  NDSSC的結(jié)構(gòu)組成    6．1．1  納米結(jié)構(gòu)的光陽極    6．1．2  電解質(zhì)體系    6．1．3  染料敏化劑     6．1．4  對(duì)電極  6．2  NDSSC的工作原理與載流子輸運(yùn)動(dòng)力學(xué)    6．2．1  NDSSC的工作原理    6．2．2  NDSSC中的載流子輸運(yùn)動(dòng)力學(xué)  6．3  以TiO2納米結(jié)構(gòu)作為光陽極的NDSSC     6．3．1  TiO2納米晶粒薄膜NDSSC1    6．3．2  TiO2準(zhǔn)一維納米結(jié)構(gòu)NDSSC     6．3．3  TiO2納米復(fù)合物膜層NDSSC    6．3．4  TiO2核殼納米結(jié)構(gòu)NDSSC    6．3．5  TiO2量子點(diǎn)敏化納米結(jié)構(gòu)NDSSC    6．3．6  串聯(lián)組合電池結(jié)構(gòu)NDSSC  6．4  以ZnO納米結(jié)構(gòu)作為光陽極的NDSSC    6．4．1  ZnO納米晶粒薄膜NDSSC    6．4．2  ZnO納米線NDSSC  6．5  改善NDSSC光伏特性的技術(shù)對(duì)策    參考文獻(xiàn)第7章  量子結(jié)構(gòu)太陽電池  7．1  量子阱太陽電池    7．1．1  量子阱結(jié)構(gòu)中的光吸收    7．1．2  量子阱太陽電池的結(jié)構(gòu)組態(tài)與光電流密度    7．1．3  量子阱太陽電池的光伏性能與研究進(jìn)展  7．2  一維納米結(jié)構(gòu)太陽電池    7．2．1  Si納米線太陽電池    7．2．2  碳納米管太陽電池  7．3  探索量子點(diǎn)太陽電池的物理構(gòu)想  7．4  不同結(jié)構(gòu)組態(tài)的量子點(diǎn)太陽電池     7．4．1  p-i-n結(jié)構(gòu)量子點(diǎn)太陽電池     7．4．2  量子點(diǎn)敏化太陽電池    7．4．3  基于多激子產(chǎn)生效應(yīng)的量子點(diǎn)太陽電池  7．5  發(fā)展量子點(diǎn)太陽電池的技術(shù)對(duì)策    7．5．1  量子點(diǎn)材料的選擇     7．5．2  有序量子點(diǎn)的形成     7．5．3  器件結(jié)構(gòu)組態(tài)的設(shè)計(jì)    7．5．4  量子點(diǎn)界面性質(zhì)的調(diào)整    參考文獻(xiàn)第8章  聚合物太陽電池  8．1  聚合物太陽電池的發(fā)展歷史  8．2  聚合物太陽電池的工作原理    8．2．1  單層聚合物太陽電池     8．2．2  多層級(jí)聯(lián)聚合物太陽電池  8．3  聚合物太陽電池的結(jié)構(gòu)組成    8．3．1  單層結(jié)構(gòu)    8．3．2  雙層結(jié)構(gòu)    8．3．3  多層結(jié)構(gòu)     8．3．4  混合異質(zhì)結(jié)構(gòu)    8．3．5  疊層電池結(jié)構(gòu)  8．4  聚合物有機(jī)太陽電池光伏材料    8．4．1  聚合物電極材料    8．4．2  電子和空穴傳輸層材料    8．4．3  活性層材料     8．4．4  襯底材料    8．4．5  封裝材料   8．5  聚合物太陽電池的制備技術(shù)    8．5．1  真空蒸鍍技術(shù)    8．5．2  旋涂甩膠技術(shù)    8．5．3  噴墨打印技術(shù)    參考文獻(xiàn)附錄  本書常用中英文名稱對(duì)照

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