本书较系统地介绍与阐述太阳电池的物理基础及运作原理、各类电池的研究进展及光伏发电应用的基本问题。全书共分12章,第1章详细介绍太阳电池的发展以及由此引出的物理思考。第2章就光伏材料基本性质、电池工作原理、参数表征及理论模拟进行基础性讲解。随后各章分别介绍各类电池的基本结构、技术特点、产业化与展望。其中包括:晶体硅电池(第3章);Ⅲ-Ⅴ族化合物电池(第4章);各种薄膜电池如硅基薄膜电池(第5章);CIGS电池(第6章);CdTe电池(第7章)及染料敏化与有机电池(第8章,第9章)。第10章介绍了高效“新概念”电池的基础理论与技术进展。第11章和第12章分别就太阳电池、组件以及光伏系统性能测试与光伏发电等相关应用问题,结合实际进行了较为全面与系统的介绍。
样章试读
目录
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第二版前言
第一版序言
第一版前言
(下册)
第7章 暗化需薄膜太阳电池 429
7.1 CdTe 薄膜基本物理特性 429
7.2 CdTe 薄膜电池技术的发展历史 433
7.3 CdTe 薄膜太阳电池的典型结构 435
7.3.1 衬底 436
7.3.2 透明前电极层和缓神层 438
7.3.3 CdS 窗口层 440
7.3.4 CdTe/CdS 的互扩散 441
7.3.5 CdTe 吸收层和氯处理 442
7.3.6 背电极接触层 443
7.4 CdTe 薄膜的制备方法 445
7.4.1 物理气相法 445
7.4.2 化学反应沉积 449
7.5 CdTe 薄膜太阳电池的器件性能 450
7.5.1 太阳电池的表征 450
7.5.2 温度特性 460
7.5.3 稳定性 461
7.6 CdTe 电池的经济与环境效应 463
7.6.1 Te 的供应与CdTe 电池产能极限 463
7.6.2 能量回报周期 464
7.6.3 CdTe 的毒性、环境括染与解决对策及各国政策 465
7.6.4 铺排放 467
7.7 CdTe 组件及产业化 470
7.8 CdTe 基太阳电池的发展趋势 474
7.8.1 CdTe 薄膜太阳电池技术面临的挑战 474
7.8.2 CdTe 薄膜太阳电池的发展动向 475
参考文献 478
第8章 染料敏化太阳电池 491
8.1 引言 491
8.1.1 染料敏化太阳电池的发展历史 491
8.1.2 染料敏化太阳电池的结构和组成 493
8.1.3 染料敏化太阳电池的工作原理 495
8.2 染料敏化太阳电池及材料 496
B.2.1 衬底材料 496
8.2.2 纳米半导体材料 497
8.2.3 染料光敏化剂 502
B.2.4 电解质 507
B.2.5 对电极 514
8.3 染料敏化太阳电池性能 515
8.3.1 界面电化学性能 515
B.3.2 大面积电池光电性能 520
8.4 染料敏化太阳电池产业化前最 532
参考文献 533
第9章 有机太阳电池 541
9.1 引言 541
9.2 有机太阳电池的原理 542
9.2.1 基本原理 542
9.2.2 太阳电池参数及其影响因素 543
9.3 有机太阳电池的器件结构 545
9.3.1 概述 545
9.3.2 本体异质结器件 547
9.4 高效率有机太阳电池材料 548
9.4.1 受体材料 548
9.4.2 聚合物给体材料 551
9.4.3 小分子给体材料 560
9.4.4 电极界面修饰材料 563
9.5 有机太阳电池的稳定性 572
9.6 有机太阳电池展望 575
参考文献 575
第10章 高效电池新概念 583
10.1 引言 583
10.2 Shockley-Queisser 光伏转换效率理论极限 585
10.2.1 黑体辐射 586
10.2.2 细致平衡原理 588
10.2.3 理想光伏电池的转换效率 591
10.2.4 效率损失分析 597
10.3 多结太阳电池 598
10.4 热载流子太阳电池 605
10.4.1 光生载流子热弛豫过程 605
10.4.2 热载流子太阳电池的理论效率极限 607
10.4.3 热载流子太阳电池的研究进展 610
10.5 量子点太阳电池中的多激子产生 616
10.5.1 碰撞电离基本概念 616
10.5.2 碰撞电离太阳电池极限效率 617
10.5.3 量子点中多激子产生 619
10.6 中间带太阳电池 621
10.6.1 中间带电池基本概念 621
10.6.2 量子点中间带电池 625
10.6.3 体材料的中间带与电池 628
10.6.4 薄膜中间带材料 632
10.7 热光电及热光子转换器 635
10.7.1 热光伏电池(TP盯 635
10.7.2 热光子转换器 637
10.8 小结 638
参考文献 639
第11章 光伏器件与系统测试 646
11.1 太阳常数和大气质量 646
11.1.1 太阳常数和太阳光谱 646
11.1.2 大气质量 647
11.2 标准测试条件和标准太阳电池 648
11.2.1 标准测试条件 648
11.2.2 标准太阳电池 649
11.2.3 标准电池的溯源和传递 651
11.2.4 标准太阳电池的标定 651
11.3 光伏器件的基本测量 653
11.3.1 光伏电流电压特性的测量 654
11.3.2 光谱响应的测试 659
11.3.3 温度系数的测试 661
11.3.4 光伏器件I-V 实测特性的温度和辐照度修正方法 662
11.4 多结叠层太阳电池的测试 665
11.4.1 多结叠层太阳电池 665
11.4.2 多结叠层太阳电池光谱响应的测试 665
11.4.3 I-V 特性曲线的测试 667
11.5 光伏组件检测 667
11.5.1 晶体硅光伏组件测试 669
11.5.2 薄膜光伏组件测试 673
11.5.3 光伏组件安全测试 673
11.5.4 聚光组件检测 674
11.6 光伏部件的产品测试 676
11.6.1 光伏部件的种类 676
11.6.2 充放电控制器测试 677
11.6.3 直流-交流独立逆变器测试 682
11.6.4 并网逆变器测试 684
11.6.5 汇流箱测试 689
11.7 光伏发电系统的测试 690
11.7.1 独立光伏发电系统测试 690
11.7.2 并网光伏发电系统 696
参考文献 699
第12章 光伏发电系统及应用 702
12.1 太阳能辐射资源 702
12.1.1 太阳辐射的基本定律 703
12.1.2 太阳电池方阵不同运行方式的数学模型与计算 706
12.1.3 太阳电池方阵面所接收到的太阳辐射的计算 710
12.2 光伏系统的工作原理、技术性能及电子学问题 712
12.2.1 太阳电池组件及方阵 712
12.2.2 储能蓄电池 720
12.2.3 充放电控制器 724
12.2.4 直流交流独立道变器 743
12.2.5 并网逆变器 749
12.2.6 交流配电系统 753
12.3 光伏发电应用 756
12.3.1 光伏发电应用的分类 756
12.3.2 典型的光伏发电应用案例 758
12.4 光伏发电应用系统的设计 766
12.4.1 独立光伏发电系统设计 767
12.4.2 交流总线独立混合发电系统介绍 774
12.4.3 并网光伏发电系统设计 775
12.4.4 光伏水泵系统设计 780
12.4.5 太阳能路灯的设计 784
12.5 微电网 790
12.5.1 微电网的概念 790
12.5.2 微电网研究与发展状况 792
12.5.3 微电网的关键技术 793
12.5.4 础立型微电网系统 797
12.5.5 独立型微电网系统典型案例 802
12.5.6 联网型微电网系统 805
12.5.7 联网型微电网系统典型案例 807