太陽能光伏器件技術(shù)

內(nèi)容概要

《太陽能光伏與照明應(yīng)用技術(shù)系列教材:太陽能光伏器件技術(shù)》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(shè)計(jì)與施工，內(nèi)容包括太陽能電池組件的特性、結(jié)構(gòu)及種類，功率調(diào)節(jié)器的工作原理、功能、電路構(gòu)成以及種類、選擇方法，相關(guān)設(shè)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(jī)狀況 1.1.2 保護(hù)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(diǎn) 1.2.1 太陽能發(fā)電的優(yōu)點(diǎn) 1.2.2 太陽能發(fā)電的缺點(diǎn) 1.3 近年來世界光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r 1.3.1 太陽能電池的生產(chǎn) 1.3.2 各國光伏發(fā)展 習(xí)題 參考文獻(xiàn) 第二章 太陽輻射 2.1 太陽簡介 2.1.1 日地運(yùn)動(dòng) 2.1.2 地球繞太陽的運(yùn)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(xí)題 參考文獻(xiàn) 第三章 太陽能光伏器件的原理 3.1 半導(dǎo)體物理基礎(chǔ) 3.1.1 固體的能帶理論 3.1.2 電子和空穴的輸運(yùn) 3.1.3 半導(dǎo)體的摻雜特性 3.2 太陽能電池的工作原理 3.2.1 pn結(jié) 3.2.2 半導(dǎo)體的光電轉(zhuǎn)換 3.3 太陽能電池的特性參數(shù) 3.3.1 標(biāo)準(zhǔn)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(jié)構(gòu)分類 3.4.2 按用途分類 3.4.3 按光電轉(zhuǎn)換機(jī)理分類 3.4.4 按基體材料分類 習(xí)題 參考文獻(xiàn) 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(jié)構(gòu) 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(jié)構(gòu) 4.4.2 HIT太陽能電池片的特點(diǎn) 4.5 太陽能電池組件 4.5.1 太陽能電池組件的結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu) 4.6.2 高效率太陽能電池的工藝技術(shù) 習(xí)題 參考文獻(xiàn) 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(jié)構(gòu) 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(jié)構(gòu) 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(xí)題 參考文獻(xiàn) 第六章 無機(jī)化合物半導(dǎo)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(dǎo)體的材料特性 6.1.3 Ⅲ—Ⅴ族系半導(dǎo)體太陽能電池的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn) 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(jié)構(gòu)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(dòng)態(tài) 6.2 CIGS太陽能電池 6.2.1 引言 6.2.2 CIGS半導(dǎo)體的材料特性 6.2.3 CIGS系太陽能電池的結(jié)構(gòu)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(dòng)態(tài) 6.3 CdS/CdTe太陽能電池 6.3.1 引言 6.3.2 CdS/CdTe半導(dǎo)體的材料特性 6.3.3 CdS/CdTe器件結(jié)構(gòu)和特點(diǎn) 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(dòng)態(tài) 習(xí)題 參考文獻(xiàn) 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(jié)構(gòu)與組成 7.2.1 導(dǎo)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(zhì) 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(dǎo)體納米材料 7.3.2 電解質(zhì) 7.3.3 染料敏化劑 7.4 染料敏化太陽能電池研究進(jìn)展 7.4.1 染料敏化納米晶太陽能電池的最新進(jìn)展 7.4.2 研究方向 習(xí)題 參考文獻(xiàn) 第八章 有機(jī)薄膜太陽能電池 8.1 有機(jī)薄膜太陽能電池簡介 8.1.1 引言 8.1.2 有機(jī)太陽能電池的工作原理 8.1.3 等效電路 8.2 有機(jī)小分子太陽能電池 8.2.1 有機(jī)小分子光敏材料 8.2.2 小分子有機(jī)太陽能電池的制備方法 8.2.3 基于有機(jī)小分子的太陽能電池的器件結(jié)構(gòu) 8.3 聚合物有機(jī)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(jié)構(gòu) 習(xí)題 參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁：   插圖：   3.擴(kuò)散制結(jié) 太陽能電池需要一個(gè)大面積的pn結(jié)以實(shí)現(xiàn)光能到電能的轉(zhuǎn)換，而擴(kuò)散爐即為制造太陽能電池pn結(jié)的專用設(shè)備。管式擴(kuò)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(kuò)散一般用三氯氧磷液態(tài)源作為擴(kuò)散源。把P型硅片放在管式擴(kuò)散爐的石英容器內(nèi)，在850℃～900℃高溫下使用氮?dú)鈱⑷妊趿讕胧⑷萜鳎ㄟ^三氯氧磷和硅片進(jìn)行反應(yīng)，得到磷原子。經(jīng)過一定時(shí)間，磷原子從四周進(jìn)入硅片的表面層，并且通過硅原子之間的空隙向硅片內(nèi)部滲透擴(kuò)散，形成了n型半導(dǎo)體和P型半導(dǎo)體的交界面，也就是pn結(jié)。這種方法制出的pn結(jié)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(jié)是太陽能電池生產(chǎn)最基本也是最關(guān)鍵的工序。因?yàn)檎莗n結(jié)的形成，才使電子和空穴在流動(dòng)后不再回到原處，這樣就形成了電流，用導(dǎo)線將電流引出，就是直流電。 4.腐蝕周邊 由于在擴(kuò)散過程中，即使采用背靠背擴(kuò)散，硅片的所有表面包括邊緣都將不可避免地?cái)U(kuò)散上磷。pn結(jié)的正面所收集到的光生電子會沿著邊緣擴(kuò)散到有磷的區(qū)域并流到pn結(jié)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(jìn)行刻蝕，以去除電池邊緣的pn結(jié)。通常采用等離子刻蝕技術(shù)完成這一工藝。等離子刻蝕是在低壓狀態(tài)下，反應(yīng)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(yīng)腔體中的氣體在電子的撞擊下，除了轉(zhuǎn)變成離子外，還能吸收能量并形成大量的活性基團(tuán)?；钚苑磻?yīng)基團(tuán)由于擴(kuò)散或者在電場作用下到達(dá)SiO2表面，在那里與被刻蝕材料表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，并形成揮發(fā)性的反應(yīng)生成物脫離被刻蝕物質(zhì)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(zhuǎn)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(shè)備制備減反射膜。PECVD即等離子增強(qiáng)型化學(xué)氣相沉積。它的技術(shù)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(yù)定的溫度，然后通入適量的反應(yīng)氣體siH4和NH3，氣體經(jīng)一系列化學(xué)反應(yīng)和等離子體反應(yīng)，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(qiáng)型化學(xué)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(dāng)?shù)奶岣摺?/pre>




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