太陽能光伏器件技術

內容概要

《太陽能光伏與照明應用技術系列教材:太陽能光伏器件技術》介紹了太陽能光伏電池的分類和基本工作原理，太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的設計與施工，內容包括太陽能電池組件的特性、結構及種類，功率調節(jié)器的工作原理、功能、電路構成以及種類、選擇方法，相關設備及部件等。

書籍目錄

第一章 緒論 1.1 開發(fā)利用太陽能的重要意義 1.1.1 化石燃料正面臨日漸枯竭的危機狀況 1.1.2 保護生態(tài)環(huán)境逐漸受到人們的重視 1.1.3 “3E”矛盾與解決 1.2 太陽能發(fā)電的特點 1.2.1 太陽能發(fā)電的優(yōu)點 1.2.2 太陽能發(fā)電的缺點 1.3 近年來世界光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展狀況 1.3.1 太陽能電池的生產(chǎn) 1.3.2 各國光伏發(fā)展 習題 參考文獻 第二章 太陽輻射 2.1 太陽簡介 2.1.1 日地運動 2.1.2 地球繞太陽的運行規(guī)律 2.2 太陽輻射的光譜 2.2.1 大氣層外的太陽輻射光譜 2.2.2 地球表面的太陽輻射光譜 2.3 世界和我國太陽能資源的分布情況 習題 參考文獻 第三章 太陽能光伏器件的原理 3.1 半導體物理基礎 3.1.1 固體的能帶理論 3.1.2 電子和空穴的輸運 3.1.3 半導體的摻雜特性 3.2 太陽能電池的工作原理 3.2.1 pn結 3.2.2 半導體的光電轉換 3.3 太陽能電池的特性參數(shù) 3.3.1 標準測試條件 3.3.2 太陽能電池等效電路 3.3.3 伏安特性曲線 3.4 太陽能電池分類 3.4.1 按電池結構分類 3.4.2 按用途分類 3.4.3 按光電轉換機理分類 3.4.4 按基體材料分類 習題 參考文獻 第四章 晶體硅太陽能電池 4.1 硅材料的制備 4.2 單晶硅太陽能電池 4.2.1 單晶硅太陽能電池基本原理及結構 4.2.2 單晶硅錠的鑄造 4.2.3 單晶硅片的制造 4.2.4 單晶硅電池片的制備工藝 4.2.5 單晶硅太陽能電池發(fā)展趨勢 4.3 多晶硅太陽能電池 4.3.1 多晶硅太陽能電池制備工藝 4.3.2 多晶硅太陽能電池發(fā)展趨勢 4.3.3 多晶硅薄膜太陽能電池 4.4 HIT太陽能電池片及其制造方法 4.4.1 HIT太陽能電池的基本原理及結構 4.4.2 HIT太陽能電池片的特點 4.5 太陽能電池組件 4.5.1 太陽能電池組件的結構及分類 4.5.2 太陽能電池組件的封裝 4.6 晶體硅太陽能電池的發(fā)展趨勢 4.6.1 高效率的太陽能電池結構 4.6.2 高效率太陽能電池的工藝技術 習題 參考文獻 第五章 非晶硅及微晶硅薄膜太陽能電池 5.1 概述 5.2 非晶硅太陽能電池 5.2.1 非晶硅太陽能電池結構 5.2.2 非晶硅太陽能電池的工作原理 5.2.3 非晶硅太陽能電池的制備工藝 5.2.4 非晶硅太陽能電池的衰減及其可靠性 5.3 薄膜微晶硅（μc—Si：H）太陽能電池及其性能 5.3.1 薄膜微晶硅太陽能電池的結構 5.3.2 微晶硅的基本特性 5.3.3 微晶硅的材料及其制備 5.3.4 微晶硅薄膜太陽電池的發(fā)展趨勢 5.4 非晶硅／微晶硅型疊層太陽能電池 習題 參考文獻 第六章 無機化合物半導體太陽能電池 6.1 Ⅲ—Ⅴ族太陽能電池 6.1.1 引言 6.1.2 Ⅲ—Ⅴ族化合物半導體的材料特性 6.1.3 Ⅲ—Ⅴ族系半導體太陽能電池的結構和特點 6.1.4 GaAs系太陽能電池 6.1.5 InP系太陽能電池 6.1.6 Ⅲ—Ⅴ族量子阱結構太陽能電池 6.1.7 Ⅲ—Ⅴ族聚光太陽能電池 6.1.8 Ⅲ—Ⅴ族化合物太陽能電池的制備方法 6.1.9 研究動態(tài) 6.2 CIGS太陽能電池 6.2.1 引言 6.2.2 CIGS半導體的材料特性 6.2.3 CIGS系太陽能電池的結構和性能 6.2.4 CIGS系太陽能電池的制備方法 6.2.5 CIGS太陽能電池的研發(fā)動態(tài) 6.3 CdS/CdTe太陽能電池 6.3.1 引言 6.3.2 CdS/CdTe半導體的材料特性 6.3.3 CdS/CdTe器件結構和特點 6.3.4 CdS/CdTe太陽能電池的制備方法 6.3.5 CdS/CdTe太陽能電池的研發(fā)動態(tài) 習題 參考文獻 第七章 染料敏化太陽能電池 7.1 引言 7.2 染料敏化太陽能電池的結構與組成 7.2.1 導電電極 7.2.2 光陽極 7.2.3 反電極 7.2.4 染料 7.2.5 電解質 7.2.6 基底 7.2 工作原理 7.2.1 染料敏化太陽能電池原理 7.2.2 性能表征及制備 7.3 主要材料及制備方法 7.3.1 半導體納米材料 7.3.2 電解質 7.3.3 染料敏化劑 7.4 染料敏化太陽能電池研究進展 7.4.1 染料敏化納米晶太陽能電池的最新進展 7.4.2 研究方向 習題 參考文獻 第八章 有機薄膜太陽能電池 8.1 有機薄膜太陽能電池簡介 8.1.1 引言 8.1.2 有機太陽能電池的工作原理 8.1.3 等效電路 8.2 有機小分子太陽能電池 8.2.1 有機小分子光敏材料 8.2.2 小分子有機太陽能電池的制備方法 8.2.3 基于有機小分子的太陽能電池的器件結構 8.3 聚合物有機薄膜太陽能電池 8.3.1 引言 8.3.2 聚合物電子給體材料 8.3.3 富勒烯族電子受體材料 8.3.4 聚合物太陽能電池的制備方法 8.3.5 聚合物太陽能電池的器件結構 習題 參考文獻

章節(jié)摘錄

版權頁：   插圖：   3.擴散制結 太陽能電池需要一個大面積的pn結以實現(xiàn)光能到電能的轉換，而擴散爐即為制造太陽能電池pn結的專用設備。管式擴散爐主要由石英舟的上下載部分、廢氣室、爐體部分和氣柜部分等四大部分組成。擴散一般用三氯氧磷液態(tài)源作為擴散源。把P型硅片放在管式擴散爐的石英容器內，在850℃～900℃高溫下使用氮氣將三氯氧磷帶入石英容器，通過三氯氧磷和硅片進行反應，得到磷原子。經(jīng)過一定時間，磷原子從四周進入硅片的表面層，并且通過硅原子之間的空隙向硅片內部滲透擴散，形成了n型半導體和P型半導體的交界面，也就是pn結。這種方法制出的pn結均勻性好，方塊電阻的不均勻性小于10％，少子壽命可大于10ms。制造pn結是太陽能電池生產(chǎn)最基本也是最關鍵的工序。因為正是pn結的形成，才使電子和空穴在流動后不再回到原處，這樣就形成了電流，用導線將電流引出，就是直流電。 4.腐蝕周邊 由于在擴散過程中，即使采用背靠背擴散，硅片的所有表面包括邊緣都將不可避免地擴散上磷。pn結的正面所收集到的光生電子會沿著邊緣擴散到有磷的區(qū)域并流到pn結的背面，而造成短路。因此，必須對太陽能電池周邊的摻雜硅進行刻蝕，以去除電池邊緣的pn結。通常采用等離子刻蝕技術完成這一工藝。等離子刻蝕是在低壓狀態(tài)下，反應氣體CF4的母體分子在射頻功率的激發(fā)下，產(chǎn)生電離并形成等離子體。等離子體是由帶電的電子和離子組成，反應腔體中的氣體在電子的撞擊下，除了轉變成離子外，還能吸收能量并形成大量的活性基團?；钚苑磻鶊F由于擴散或者在電場作用下到達SiO2表面，在那里與被刻蝕材料表面發(fā)生化學反應，并形成揮發(fā)性的反應生成物脫離被刻蝕物質表面，被真空系統(tǒng)抽出腔體。 5.蒸鍍減反射膜 拋光硅表面的反射率為35％，為了減少表面反射，提高電池的轉換效率，需要沉積一層氮化硅減反射膜?，F(xiàn)在工業(yè)生產(chǎn)中常采用PECVD設備制備減反射膜。PECVD即等離子增強型化學氣相沉積。它的技術原理是利用低溫等離子體作能量源，樣品置于低氣壓下輝光放電的陰極上，利用輝光放電使樣品升溫到預定的溫度，然后通入適量的反應氣體siH4和NH3，氣體經(jīng)一系列化學反應和等離子體反應，在樣品表面形成固態(tài)薄膜即氮化硅薄膜。一般情況下，使用這種等離子增強型化學氣相沉積方法沉積的薄膜厚度在70nm左右。利用薄膜干涉原理，可以使光的反射大為減少，電池的短路電流和輸出就有很大增加，效率也有相當?shù)奶岣摺?/pre>




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