本书介绍晶硅异质结太阳电池的原理和制造过程，详细剖析提升电池性能需要解决的关键科学技术问题与实现途径，并对其发展前景进行展望。全书共分9章，主要内容包括：晶硅异质结太阳电池原理与性能、制备工艺步骤、产业化装备与制造技术、材料及器件性能检测方法和发展前景等。
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目录
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丛书序
前言
第1章 绪论 1
1.1 光伏发电与太阳电池 2
1.2 光生伏打效应与pn结 6
1.3 晶硅太阳电池概况 11
1.3.1 扩散同质结晶硅太阳电池 11
1.3.2 镀膜异质结晶硅太阳电池 13
1.3.3 全背接触晶硅太阳电池 16
1.4 晶硅异质结太阳电池发展简史 17
1.5 总结 19
参考文献 19
第2章 晶硅异质结太阳电池原理与性能 22
2.1 晶硅异质结太阳电池的能带结构 22
2.2 晶硅异质结太阳电池的伏安特性 25
2.3 影响晶硅异质结太阳电池转换效率的因素 30
2.3.1 硅衬底质量的影响 31
2.3.2 硅衬底表面(界面)态的影响 33
2.3.3 硅薄膜钝化层的影响 34
2.3.4 硅薄膜掺杂层的影响 36
2.3.5 透明导电电极(TCO)的影响 37
2.3.6 金属栅线电极的影响 39
2.4 晶硅异质结太阳电池的一般制备流程 43
2.4.1 晶硅衬底的表面制绒与清洗 43
2.4.2 硅薄膜沉积 44
2.4.3 透明导电电极(TCO)沉积 45
2.4.4 金属栅线电极制备 46
2.4.5 电池性能测试与分选 48
2.5 总结 49
参考文献 50
第3章 电池制备步骤一：晶硅衬底的表面制绒与清洗 54
3.1 晶硅衬底绒面结构与表面减反射 54
3.2 硅在碱性溶液中的腐蚀机理 56
3.3 金字塔绒面的碱制绒工艺 58
3.4 绒面尺寸对电池性能的影响 62
3.5 硅衬底表面清洗 63
3.5.1 表面沾污的种类 64
3.5.2 硅衬底的表面清洗方法 64
3.5.3 硅衬底的表面调控 68
3.6 总结 72
参考文献 72
第4章 电池制备步骤二：硅薄膜沉积 76
4.1 硅薄膜材料的结构与性能 76
4.1.1 非晶硅的原子排布 76
4.1.2 非晶硅的能带结构 78
4.1.3 非晶硅的光吸收 79
4.1.4 非晶硅的掺杂 80
4.1.5 非晶硅的S-W效应 80
4.1.6 硅薄膜材料的晶相转变 81
4.1.7 硅薄膜材料的合金化 82
4.2 等离子体增强化学气相沉积(PECVD) 83
4.2.1 PECVD原理 83
4.2.2 沉积参数对硅薄膜性能的影响 84
4.3 热丝化学气相沉积(HWCVD) 89
4.3.1 HWCVD原理 89
4.3.2 沉积参数对硅薄膜性能的影响 90
4.4 本征硅薄膜钝化层沉积 91
4.4.1 本征硅薄膜在晶硅衬底表面的生长与钝化 91
4.4.2 本征硅薄膜外延生长对钝化性能的影响 92
4.4.3 本征硅薄膜沉积前处理与沉积后处理工艺 93
4.4.4 本征硅薄膜合金化与多层复合钝化结构 95
4.5 掺杂硅薄膜发射极层与表面场层沉积 96
4.5.1 掺杂硅薄膜的生长与缺陷态分布 97
4.5.2 掺杂硅薄膜对晶硅衬底表面钝化性能的影响 98
4.5.3 掺杂硅薄膜沉积前处理与沉积后处理工艺 98
4.5.4 掺杂硅薄膜合金化与多层复合掺杂结构 100
4.6 总结 102
参考文献 103
第5章 电池制备步骤三：透明导电电极沉积 112
5.1 TCO薄膜材料的结构与性能 112
5.1.1 氧化铟基及氧化锌基TCO薄膜材料的结构 112
5.1.2 TCO薄膜材料的性能 114
5.1.3 TCO薄膜材料的掺杂 115
5.2 TCO薄膜的制备技术 116
5.2.1 磁控溅射 116
5.2.2 反应等离子体沉积 118
5.3 TCO薄膜对电池性能的影响 120
5.3.1 TCO薄膜导电性对电池性能的影响 120
5.3.2 TCO薄膜透光性对电池性能的影响 121
5.3.3 TCO薄膜功函数对电池性能的影响 121
5.4 总结 122
参考文献 122
第6章 电池制备步骤四：金属栅线电极制备 126
6.1 丝网印刷技术 126
6.1.1 丝网印刷原理 126
6.1.2 低温银浆的构成与流变性 128
6.1.3 低温银浆的烧结与导电机理 130
6.1.4 银栅线电极对电池性能的影响 134
6.1.5 银栅线电极的黏附性与焊接性 135
6.1.6 低温浆料的低成本化途径 136
6.2 电镀技术 136
6.2.1 铜电镀原理 137
6.2.2 电镀工艺 137
6.2.3 影响铜电极的因素 138
6.2.4 电镀工艺的长期稳定性 139
6.2.5 镀铜技术存在的问题 140
6.3 激光转印技术 141
6.4 钢版印刷技术 142
6.5 喷墨打印技术 142
6.6 总结 143
参考文献 143
第7章 晶硅异质结太阳电池产业化装备与制造技术 147
7.1 制绒清洗装备与技术 147
7.2 硅薄膜沉积装备与技术 149
7.3 TCO沉积装备与技术 152
7.4 金属栅线电极制备装备与技术 155
7.5 晶硅异质结太阳电池产业化进程 158
7.6 总结 159
参考文献 160
第8章 材料及器件性能检测方法 162
8.1 材料性能检测 162
8.1.1 晶硅衬底电阻率检测 162
8.1.2 晶硅衬底体内杂质检测 164
8.1.3 晶硅衬底少子寿命检测 166
8.1.4 晶硅衬底表面状态表征 167
8.1.5 晶硅衬底及薄膜光学性能检测 169
8.1.6 硅薄膜材料微结构表征 170
8.1.7 硅薄膜材料内部氢含量、氧含量检测 176
8.1.8 硅薄膜材料的电导性检测 179
8.1.9 硅薄膜材料内部缺陷态检测 182
8.1.10 硅薄膜/晶硅衬底异质结界面能带失配度检测 187
8.2 电池性能检测 190
8.2.1 电池伏安特性(转换效率)检测 190
8.2.2 电池量子效率检测 194
8.2.3 电池(组件)稳定性检测 195
8.3 总结 198
参考文献 200
第9章 晶硅异质结太阳电池发展前景 205
9.1 晶硅异质结太阳电池技术的前沿发展方向 205
9.1.1 柔性晶硅异质结太阳电池 205
9.1.2 全背接触晶硅异质结太阳电池 208
9.1.3 新材料体系晶硅异质结太阳电池 210
9.2 高效晶硅异质结叠层太阳电池 211
9.2.1 钙钛矿/晶硅异质结叠层太阳电池 214
9.2.2 Ⅲ-Ⅴ族化合物/晶硅异质结叠层太阳电池 217
9.3 总结 218
参考文献 219
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