《硅太陽能電池:不錯(cuò)原理與實(shí)踐》英文版原著是由澳大利亞新南威爾士大學(xué)光伏研究中心開設(shè)的專業(yè)課程"高性能硅太陽能電池"所使用的標(biāo)準(zhǔn)教材。全書側(cè)重于硅電池材料與工作原理的深入探討,共分為15章,主要內(nèi)容包括:晶體結(jié)構(gòu)與能帶,聲子、光子和激子,硅的光學(xué)性質(zhì),產(chǎn)生、復(fù)合與載流子輸運(yùn),陷光效應(yīng),硅太陽能電池的進(jìn)化歷程,薄膜多晶硅與多層太陽能電池等。并附有附錄和索引。對(duì)于高等院校師生以及光伏太陽能器件的研究人員而言,《硅太陽能電池:不錯(cuò)原理與實(shí)踐》是一部很好的教材與參考資料。
第1章 引言
參考文獻(xiàn)
第2章 晶體結(jié)構(gòu)與能帶
2.1 引言
2.2 晶體結(jié)構(gòu)
2.3 薛定諤波動(dòng)方程
2.4 倒易晶格
2.5 能帶
2.6 電子的態(tài)密度與占有概率
2.7 動(dòng)量與有效質(zhì)量
參考文獻(xiàn)
第3章 聲子、光子與激子
3.1 引言
3.2 聲子
3.3 光子
3.4 拉曼散射
3.5 激子
參考文獻(xiàn)
第4章 硅的光學(xué)性質(zhì)
4.1 引言
.4.2 純硅對(duì)光的吸收
4.2.1 一般情況
4.2.2 聲子輔助的光吸收過程
4.2.3 吸收邊
4.2.4 波長(zhǎng)調(diào)制光譜法
4.2.5 多聲子過程
4.2.6 直接吸收
4.2.7 自由載流子與晶格吸收
4.3 折射率
4.4 溫度依從性
4.5 重?fù)诫s硅
4.6 其他吸收過程
參考文獻(xiàn)
第5章 產(chǎn)生、復(fù)合與載流子輸運(yùn)
5.1 一般公式
5.2 產(chǎn)生
5.3 復(fù)合
5.3.1 概述
5.3.2 輻射復(fù)合
5.3.3 帶對(duì)帶俄歇復(fù)合
5.3.4 通過缺陷能級(jí)的復(fù)合
5.4 載流子輸運(yùn)
5.4.1 漂移和擴(kuò)散
5.4.2 玻耳茲曼輸運(yùn)方程
5.4.3 多數(shù)載流子和少數(shù)載流子遷移率
5.4.4 高注入的遷移率
5.4.5 激子輸運(yùn)
5.4.6 重?fù)叫?yīng)
參考文獻(xiàn)
第6章 光陷阱
6.1 引言
6.2 隨機(jī)陷光
6.3 幾何陷光
6.3.1 介紹
6.3.2 二維幾何結(jié)構(gòu)
6.3.3 三維幾何結(jié)構(gòu)
6.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
6.5 聚光太陽能電池
6.6 電池封裝中的光陷阱
參考文獻(xiàn)
第7章 基礎(chǔ)效率極限
7.1 引言
7.2 光生電流限制
7.3 開路電壓極限
7.3.1 一般情況
7.3.2 低注入條件
7.3.3 狹窄基區(qū),高注入條件
7.4 填充因子極限
7.5 效率極限
7.5.1 非聚光電池
7.5.2 聚光太陽能電池
7.6 材料要求
7.7 突破效率極限
參考文獻(xiàn)
第8章 閾下載流子生成
8.1 引言
8.2 鍺合金
8.3 雜質(zhì)光伏效應(yīng)
8.3.1 簡(jiǎn)介
8.3.2 光學(xué)俘獲截面
8.3.3 設(shè)計(jì)理念
8.3.4 個(gè)例分析——銦
8.3.5 其他摻雜物質(zhì)
8.3.6 細(xì)致平衡分析
8.4 其他設(shè)計(jì)
8.4.1 植入缺陷層
8.4.2 delta摻雜
8.5 層疊電池
參考文獻(xiàn)
第9章 表面、接觸與體區(qū)性質(zhì)
9.1 引言
9.2 表面復(fù)合
9.2.1 界面態(tài)與氧化層陷阱
9.3 界面態(tài)復(fù)合
9.3.1 獨(dú)立離散界面態(tài)
9.3.2 獨(dú)立連續(xù)界面態(tài)
9.3.3 等量俘獲截面
9.3.4 恒定俘獲截面比
9.3.5 實(shí)驗(yàn)表面態(tài)密度與俘獲截面
9.4 接觸復(fù)合
9.5 體復(fù)合
9.6 吸除法
9.7 缺陷鈍化
參考文獻(xiàn)
第10章 硅太陽能電池的發(fā)展
10.1 緒論
10.2 早期硅太陽能電池
10.3 傳統(tǒng)的空間太陽能電池
10.4 背電場(chǎng)
10.5 紫電池
10.6 黑電池
10.7 氧化物表面鈍化
10.8 電極接觸鈍化
10.9 頂層表面鈍化太陽能電池
10.10 頂面和背面鈍化太陽能電池
10.11 perl太陽能電池的設(shè)計(jì)
10.11.1 光學(xué)特征
10.11.2 電學(xué)特征
10.12 總結(jié)
參考文獻(xiàn)
第11章 絲網(wǎng)印刷和埋柵太陽能電池
11.1 緒論
11.2 絲網(wǎng)印刷太陽能電池
11.2.1 結(jié)構(gòu)
11.2.2 典型性能
11.2.3 經(jīng)改良的技術(shù)
11.3 埋柵太陽能電池
11.3.1 結(jié)構(gòu)
11.3.2 性能分析
11.3.3 量產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)
11.3.4 未來工藝發(fā)展
參考文獻(xiàn)
第12章 高性能聚光太陽能電池
12.1 緒論
12.2 傳統(tǒng)太陽能電池
12.2.1 低成本設(shè)計(jì)
12.2.2 高效率空間太陽能電池技術(shù)
12.2.3 pesc和perl太陽能電池
12.2.4 v形槽硅電池
12.3 背接觸太陽能電池
12.3.1 叉指形背接觸太陽能電池
12.3.2 前面場(chǎng)電池和疊層太陽能電池
12.3.3 雙面和點(diǎn)光柵太陽能電池
12.4 垂直結(jié)太陽能電池
12.5 點(diǎn)接觸太陽能電池
12.5.1 結(jié)構(gòu)
12.5.2 復(fù)合作用的組成部分
12.5.3 光生電流的收集
12.5.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
12.5.5 點(diǎn)接觸電池的穩(wěn)定性
12.5.6 近期的發(fā)展
12.6 總結(jié)
參考文獻(xiàn)
第13章 mc_si多晶硅和帶狀硅
13.1 概述
13.2 氫鈍化
13.3 磷處理
13.4 其他鈍化方法
13.5 制絨
13.6 高級(jí)電池結(jié)構(gòu)
參考文獻(xiàn)
第14章 薄膜pc-si多晶硅電池和多層電池
14.1 引言
14.2 晶界
14.2.1 物理結(jié)構(gòu)
14.2.2 電子學(xué)性質(zhì)
14.2.3 電阻效應(yīng)
14.2.4 復(fù)合性質(zhì)
14.3 晶內(nèi)性質(zhì)
14.4 單結(jié)太陽能電池
14.5 多層太陽能電池
14.6 小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第15章 總結(jié)
附錄a 希臘字母表
附錄b 基本物理常數(shù)
附錄c 光譜數(shù)據(jù)表
附錄d 硅的光學(xué)性質(zhì)(300k)
附錄e 準(zhǔn)費(fèi)米能級(jí)
e.1 引言
e.2 熱平衡
e.3 非平衡態(tài)
e.4 界面
e.5 非平衡態(tài)p-n結(jié)
e.6 準(zhǔn)費(fèi)米能級(jí)的應(yīng)用
附錄f 反射控制
f.1 減反膜
f.2 表面制絨
f.2.1 歷史回顧與技術(shù)前景
f.2.2 制絨控制反射的理論
參考文獻(xiàn)
附錄g 紅外光譜響應(yīng)
參考文獻(xiàn)
4.2.2聲子輔助的光吸收過程
當(dāng)電子從價(jià)帶很很好(價(jià)帶挑選能量)躍遷到導(dǎo)帶的很底端(導(dǎo)帶大力度優(yōu)惠能量)時(shí),電子實(shí)現(xiàn)了在價(jià)帶導(dǎo)帶之間很小的能量轉(zhuǎn)移。由于價(jià)帶挑選能量點(diǎn)和導(dǎo)帶大力度優(yōu)惠能量點(diǎn)具有不同的波矢量七,在躍遷時(shí)電子的準(zhǔn)動(dòng)量和能量必須改變。因?yàn)楣庾颖旧淼膭?dòng)量很小,幾乎可以忽略不計(jì),所以還需要聲子來參與光的吸收過程,以滿足準(zhǔn)動(dòng)量的改變。
圖4.2(a)顯示了上述躍遷時(shí)電子的兩條可能路徑。用量子理論研究這種躍遷的能量守恒時(shí),通常僅需要研究其初態(tài)(狀態(tài)以)和終態(tài)(狀態(tài)c)的情況;然而所有中間的躍遷過程還必須滿足波矢量守恒。因此,沿著路徑,電子先通過吸收一個(gè)能量低于直接帶隙的光子進(jìn)行一個(gè)虛躍遷而進(jìn)入禁帶,然后通過吸收或釋放具有合適波矢量的聲子的方式躍遷至終態(tài)。則是另一種可能的路徑。在abc路徑中,聲子的吸收或釋放發(fā)生在光子的吸收之前,隨后電子被光子激發(fā)穿越禁帶,從狀態(tài)6躍遷到狀態(tài)c。
圖4.2(b)描繪了在躍遷過程中能量和波矢量守恒的條件。圖中顯示了聲子色散曲線(縱軸尺度經(jīng)放大處理,另見圖3.1以及能帶圖。在此聲子色散曲線和能帶圖所描述的都是K空間的方向,也就是導(dǎo)帶很小值所在之處。對(duì)于由單個(gè)聲子參與的過程而言,滿足波矢量條件的聲子能量總共有4個(gè)。如果具有其中一個(gè)能量的聲子被吸收,那么所需的很小光子能量就比帶隙能量小,兩者的能量差等于吸收的聲子能量;反之,如果具有其中一個(gè)能量的聲子被釋放,那么所需的很小光子能量就比帶隙能量大,兩者的能量差等于釋放的聲子能量。 ……