基本介紹
- 中文名：國際電氣工程先進技術譯叢:太陽能物理
- 外文名：Physics of Solar Energy
- 作者：陳成鈞
- 出版社：機械工業出版社
- 頁數：271 頁
- 開本：16 開
- 品牌：機械工業出版社
- 譯者：連曉峰
- 出版日期：2012年8月1日
- 語種：簡體中文
- ISBN：7111390164, 9787111390169
基本介紹,內容簡介,作者簡介,圖書目錄,
基本介紹
內容簡介
《國際電氣工程先進技術譯叢:太陽能物理》可作為從事新能酷櫃想鴉源方向的工程和研究人員的參考書，也可用於高等院校物理、電氣工程及材料相關專業研究生及教師的參考教材。
作者簡介
陳成鈞，美國哥倫比亞大學套用物理和套用數學專業的客座教授和高級研究員。研究方向主要包括掃描隧道顯微鏡、人類語囑舉姜音的數學建模以及太陽能套用。在進入高校學術研究之前，曾在IBM的Thomas J.Watson研究中心工作15年之久，在此期間撰寫了《Introductionto Scanning TunelingMicroscopy》一書並開發了廣泛套用的中文語音識別算法。
圖書目錄
譯者序斷仔擔
原書前言
第1章 緒論
1.1 太陽能
1.2 走向後石油時代
1.3 其他可再生能源
1.3.1 水力發電
1.3.2 風力發電
1.3.3 生物質和生質能
1.3.4 淺層地熱能
1.3.5 深層地熱能
1.4 太陽光伏基礎
1.4.1 現代太陽電池的誕生
1.4.2 太陽電池的相關概念
1.4.3 太陽電池的類型
1.4.4 能量平衡
1.5 物理範疇之外
1.5.1 太陽能與經濟
1.5.2 太陽能與和平
1.5.3 世界各地的太陽能熱水器
1.5.4 光伏：趨向電網平價
習題
第2章 太陽輻射特性
2.1 光作為電磁波
2.1.1 麥克斯韋方程
2.1.2 矢量勢
2.1.3 電磁波
2.1.4 平面波
2.1.5 光的偏振
2.1.6 電子在電場和磁場中的運動
2.2 光學薄膜
2.2.1 相對電介質常數和折射率
2.2.2 能量守恆和P0ynting矢量
2.2.3 菲涅爾公式
2.3 黑體輻射
2.3.1 Rayleigh—Jeans定律
2.3.2 普朗克公式和斯特藩—玻爾茲曼定律
2.4 光電效應和光子概念
2.4.1愛因斯坦的光子理論
2.4.2 Millikan的實驗驗證
2.4.3 波粒二象性
2.5 愛因斯坦的黑體方程推導
習題
第3章 太陽能起源
3.1 太陽的基本參數
3.1.1 距離
3.1.2 質量
3.1.3 半徑
3.1.4 發射功率
3.1.5 表面溫度
3.1.6 元素組成
3.2 Kelvin—Helmholtz時間尺度
3.3 太陽能的來源
3.3.1 p—p鏈求想婚
3.3.2 碳鏈
3.3.3 太陽的內部結構
習題
第4章 跟蹤太陽光
4.1 地球自轉：緯度和經度
4.2 天球
4.2.1 坐標變換：直角坐標系
4.2.2 坐標變換：球面三角法
4.3 基於太陽時的處理
4.3.1 黃赤交角和太陽赤緯
4.3.2 日出時間與日落時間
4.3.3 任意表面上的直接太陽輻射
4.3.4 每日直接太陽輻射能量
4.3.5 24節氣
4.4 基於標準時的處理
4.4.1 恆星時和太陽時
4.4.2 太陽的赤經
4.4.3 起源於黃赤交角的時差
4.4.4 遠日點和近日點
4.4.5 起源於地球軌道離心率的時差
4.4.6 時間方程
4.4.7 太陽的赤緯
4.4.8 太陽的日行跡
習題
第5章 太陽光與地球的相互作用
5.1 輻射與物質的相互作用
5.1.1 吸收率、反射率和透射率
5.1.2 發射率和基爾霍夫定律
5.1.3 Bouguer—Lambert—Beer定律
5.2 太陽光與大氣層的相互作用
5.2.1 AM1.5的日射光譜輻照度
5.2.2 年均日照圖
5.2.3 晴朗指數
5.2.4 直射和漫射太陽輻射
5.3 滲透到地球的太陽能
習題
第6章 太陽能熱力學
6.1 定義
6.2 熱力學第一定律
6.3 熱力學第二定律
6.3.1 卡諾循環
6.3.2 熱力學溫度
6.3.3 熵
6.4 熱力學函式
6.4.1 自由能
6.4.2 焓
6.4.3 吉布斯（Gibbs）自由能
6.4.4 化學勢
6.5 理想氣體
6.6 地源熱泵和空調
6.6.1 原理
6.6.2 性能係數
6.6.3 蒸氣壓縮熱泵和制冷機
6.6.4 地熱交換器
習題
第7章 量子躍遷
7.1 量子力學的基本概念
7.1.1 量子態：能級和波函式
7.1.2 動態變數和運動方程
7.1.3 一維勢阱
7.1.4 氫原子
7.2 多電腿舉仔子原子系統
7.2.1 單電子近似
7.2.2 量子態的直接觀測
7.2.3 分子的量子態：HOMO和LUMO
7.2.4 納米晶體的量子態
7.3 黃金法則
7.3.1 周期性擾動的時變微擾
7.3.2 連續光譜的黃金法則
7.3.3 細汗臘致平衡原理
7.4 與光子的互動鑽探榜求作用
習題
第8章 pn結
8.1 半導體
8.1.1 導體、半導體和絕緣體
8.1.2 電子和空穴
8.1.3 p型和n型半導體
8.2 pn結的形成
8.3 pn結分析
8.3.1 偏置電壓效應
8.3.2 過剩少數載流子的壽命
8.3.3 pn結電流
8.3.4 Shockley方程
習題
第9章 半導體太陽電池
9.1 基本概念
9.1.1 電能產生
9.1.2 太陽電池方程
9.1.3 最大功率和填充因子
9.2 Shockley—Queisser極限
9.2.1 效率上限
9.2.2 載流子複合時間的影響
9.2.3 細緻平衡處理
9.2.4 額定效率
9.2.5 shockley—Queisser效率極限
9.2.6 AM1.5輻射的效率極限
9.3 無輻射複合過程
9.3.1 俄歇複合
9.3.2 陷阱態複合
9.3.3 表面態複合
9.4 抗反射塗層
9.4.1 矩陣法
9.4.2 單層抗反射塗層
9.4.3 雙層抗反射塗層
9.5 晶體矽太陽電池
9.5.1 純矽的生產
9.5.2 太陽電池設計和處理
9.5.3 模組組裝
9.6 薄膜太陽電池
9.6.1 CdTe太陽電池
9.6.2 CIGS太陽電池
9.6.3 非晶矽薄膜太陽電池
9.7 疊層太陽電池
習題
第10章 太陽能電化學
10.1 光合作用的物理學
10.1.1 葉綠素
10.1.2 ATP：生物界的通用儲能單元
10.1.3 NADPH和NADP+
10.1.4 卡爾文循環
lO.1.5 C4植物與C3植物
10.1.6 葉綠體
10.1.7 光合作用的效率
10.2 人工光合作用
10.3 轉基因藻類
10.4 染料敏化太陽電池
10.5 雙層有機太陽電池
習題
第11章 太陽熱能
11.1 早期太陽熱能套用
11.2 太陽能集熱器
11.2.1 選擇性吸收表面
11.2.2 平板太陽能集熱器
11.2.3 全玻璃真空管太陽能集熱器
11.2.4 熱管式太陽能集熱器
11.2.5 高壓真空管太陽能集熱器
11.3 太陽能熱水器
11.3.1 具有熱管式太陽能集熱器的系統
11.3.2 具有承壓熱交換器的系統
11.3.3 具有獨立熱交換水箱的系統
11.4 太陽熱發電
11.4.1 拋物面槽式聚光器
11.4.2 定日鏡和中央接收器
11.4.3 拋物面碟狀聚光器和Stirling發動機
11.4.4 太陽能的組合集成
11.4.5 線性菲涅爾反射聚光器
習題
第12章 能量存儲
12.1 顯熱存儲
12.1.1 水
12.1.2 固體顯熱存儲材料
12.1.3 合成油與填充床
12.2 相變存儲
12.2.1 水冰系統
12.2.2 石蠟和其他有機材料
12.2.3 鹽水合物
12.2.4 PCM封裝
12.3 蓄電池
12.3.1 蓄電池的電化學
12.3.2 鉛酸蓄電池
12.3.3 鎳氫蓄電池
12.3.4 鋰電池
12.3.5 鋰的礦產資源
12.4 太陽能和電動汽車
習題
第13章 陽光建築
13.1 早期太陽能建築
13.1.1 古代太陽能建築
13.1.2 中國農村房屋的整體結構
13.2 建築材料
13.2.1 熱阻
13.2.2 比熱阻
13.2.3 熱導係數：U值
13.2.4 熱質
13.2.5 玻璃窗
13.3 整體設計舉例
13.4 太陽能社區的土地利用
習題
附錄
附錄A 能量單位轉換
附錄B 球面三角學
B.1 球面三角形
B.2 餘弦公式
B.3 正弦公式
B.4 公式C
習題
附錄C 量子力學基礎
C.1 諧振子
C.2 角動量
C.3 氫原子
附錄D 粒子統計
D.1 麥克斯韋一玻爾茲曼統計
D.2 費米—狄拉克統計
附錄 EAM1.5參考太陽光譜
符號列表
參考文獻
2.5 愛因斯坦的黑體方程推導
習題
第3章 太陽能起源
3.1 太陽的基本參數
3.1.1 距離
3.1.2 質量
3.1.3 半徑
3.1.4 發射功率
3.1.5 表面溫度
3.1.6 元素組成
3.2 Kelvin—Helmholtz時間尺度
3.3 太陽能的來源
3.3.1 p—p鏈
3.3.2 碳鏈
3.3.3 太陽的內部結構
習題
第4章 跟蹤太陽光
4.1 地球自轉：緯度和經度
4.2 天球
4.2.1 坐標變換：直角坐標系
4.2.2 坐標變換：球面三角法
4.3 基於太陽時的處理
4.3.1 黃赤交角和太陽赤緯
4.3.2 日出時間與日落時間
4.3.3 任意表面上的直接太陽輻射
4.3.4 每日直接太陽輻射能量
4.3.5 24節氣
4.4 基於標準時的處理
4.4.1 恆星時和太陽時
4.4.2 太陽的赤經
4.4.3 起源於黃赤交角的時差
4.4.4 遠日點和近日點
4.4.5 起源於地球軌道離心率的時差
4.4.6 時間方程
4.4.7 太陽的赤緯
4.4.8 太陽的日行跡
習題
第5章 太陽光與地球的相互作用
5.1 輻射與物質的相互作用
5.1.1 吸收率、反射率和透射率
5.1.2 發射率和基爾霍夫定律
5.1.3 Bouguer—Lambert—Beer定律
5.2 太陽光與大氣層的相互作用
5.2.1 AM1.5的日射光譜輻照度
5.2.2 年均日照圖
5.2.3 晴朗指數
5.2.4 直射和漫射太陽輻射
5.3 滲透到地球的太陽能
習題
第6章 太陽能熱力學
6.1 定義
6.2 熱力學第一定律
6.3 熱力學第二定律
6.3.1 卡諾循環
6.3.2 熱力學溫度
6.3.3 熵
6.4 熱力學函式
6.4.1 自由能
6.4.2 焓
6.4.3 吉布斯（Gibbs）自由能
6.4.4 化學勢
6.5 理想氣體
6.6 地源熱泵和空調
6.6.1 原理
6.6.2 性能係數
6.6.3 蒸氣壓縮熱泵和制冷機
6.6.4 地熱交換器
習題
第7章 量子躍遷
7.1 量子力學的基本概念
7.1.1 量子態：能級和波函式
7.1.2 動態變數和運動方程
7.1.3 一維勢阱
7.1.4 氫原子
7.2 多電子原子系統
7.2.1 單電子近似
7.2.2 量子態的直接觀測
7.2.3 分子的量子態：HOMO和LUMO
7.2.4 納米晶體的量子態
7.3 黃金法則
7.3.1 周期性擾動的時變微擾
7.3.2 連續光譜的黃金法則
7.3.3 細緻平衡原理
7.4 與光子的互動作用
習題
第8章 pn結
8.1 半導體
8.1.1 導體、半導體和絕緣體
8.1.2 電子和空穴
8.1.3 p型和n型半導體
8.2 pn結的形成
8.3 pn結分析
8.3.1 偏置電壓效應
8.3.2 過剩少數載流子的壽命
8.3.3 pn結電流
8.3.4 Shockley方程
習題
第9章 半導體太陽電池
9.1 基本概念
9.1.1 電能產生
9.1.2 太陽電池方程
9.1.3 最大功率和填充因子
9.2 Shockley—Queisser極限
9.2.1 效率上限
9.2.2 載流子複合時間的影響
9.2.3 細緻平衡處理
9.2.4 額定效率
9.2.5 shockley—Queisser效率極限
9.2.6 AM1.5輻射的效率極限
9.3 無輻射複合過程
9.3.1 俄歇複合
9.3.2 陷阱態複合
9.3.3 表面態複合
9.4 抗反射塗層
9.4.1 矩陣法
9.4.2 單層抗反射塗層
9.4.3 雙層抗反射塗層
9.5 晶體矽太陽電池
9.5.1 純矽的生產
9.5.2 太陽電池設計和處理
9.5.3 模組組裝
9.6 薄膜太陽電池
9.6.1 CdTe太陽電池
9.6.2 CIGS太陽電池
9.6.3 非晶矽薄膜太陽電池
9.7 疊層太陽電池
習題
第10章 太陽能電化學
10.1 光合作用的物理學
10.1.1 葉綠素
10.1.2 ATP：生物界的通用儲能單元
10.1.3 NADPH和NADP+
10.1.4 卡爾文循環
lO.1.5 C4植物與C3植物
10.1.6 葉綠體
10.1.7 光合作用的效率
10.2 人工光合作用
10.3 轉基因藻類
10.4 染料敏化太陽電池
10.5 雙層有機太陽電池
習題
第11章 太陽熱能
11.1 早期太陽熱能套用
11.2 太陽能集熱器
11.2.1 選擇性吸收表面
11.2.2 平板太陽能集熱器
11.2.3 全玻璃真空管太陽能集熱器
11.2.4 熱管式太陽能集熱器
11.2.5 高壓真空管太陽能集熱器
11.3 太陽能熱水器
11.3.1 具有熱管式太陽能集熱器的系統
11.3.2 具有承壓熱交換器的系統
11.3.3 具有獨立熱交換水箱的系統
11.4 太陽熱發電
11.4.1 拋物面槽式聚光器
11.4.2 定日鏡和中央接收器
11.4.3 拋物面碟狀聚光器和Stirling發動機
11.4.4 太陽能的組合集成
11.4.5 線性菲涅爾反射聚光器
習題
第12章 能量存儲
12.1 顯熱存儲
12.1.1 水
12.1.2 固體顯熱存儲材料
12.1.3 合成油與填充床
12.2 相變存儲
12.2.1 水冰系統
12.2.2 石蠟和其他有機材料
12.2.3 鹽水合物
12.2.4 PCM封裝
12.3 蓄電池
12.3.1 蓄電池的電化學
12.3.2 鉛酸蓄電池
12.3.3 鎳氫蓄電池
12.3.4 鋰電池
12.3.5 鋰的礦產資源
12.4 太陽能和電動汽車
習題
第13章 陽光建築
13.1 早期太陽能建築
13.1.1 古代太陽能建築
13.1.2 中國農村房屋的整體結構
13.2 建築材料
13.2.1 熱阻
13.2.2 比熱阻
13.2.3 熱導係數：U值
13.2.4 熱質
13.2.5 玻璃窗
13.3 整體設計舉例
13.4 太陽能社區的土地利用
習題
附錄
附錄A 能量單位轉換
附錄B 球面三角學
B.1 球面三角形
B.2 餘弦公式
B.3 正弦公式
B.4 公式C
習題
附錄C 量子力學基礎
C.1 諧振子
C.2 角動量
C.3 氫原子
附錄D 粒子統計
D.1 麥克斯韋一玻爾茲曼統計
D.2 費米—狄拉克統計
附錄 EAM1.5參考太陽光譜
符號列表
參考文獻
