矽太陽能電池光伏材料

矽太陽能電池光伏材料

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作者：種法力、滕道祥 編著

出版日期：2015年5月 書號：978-7-122-22857-4

開本：16K　787×1092　1/16 裝幀：平 版次：1版1次 頁數：212頁

本書全面介紹了太陽清潔能源的特徵和發展歷程，在半導體物理知識基礎上重點闡述了太陽能光伏發電原理和光伏發電系統，以及從多晶矽原料到矽光伏陣列等工藝技術。

本書可作為高等院校太陽能光伏專業（方向）本科生教材，也可作為高職高專、技校學生教材和從事矽光伏能源產業的人員培訓教材，還可供從事太陽能光伏套用技術相關工程技術人員參考。

目錄

第1章概論1

11能源和經濟1

123E問題3

13溫室效應4

131地球溫度估算4

132溫室效應本質4

14太陽5

15太陽輻射6

16大氣質量9

17太陽能的利用10

18太陽能的優缺點11

19太陽能電池的發展史12

110中國太陽能電池的歷史及產業現狀與未來13

第2章半導體物理基礎16

21半導體16

211半導體分類和特徵16

212電阻率、電導率17

213電子、空穴17

22載流子18

221載流子遷移率18

222載流子濃度19

223載流子產生、複合19

23純度21

24本徵半導體21

25雜質半導體22

251半導體中雜質填充22

252深/淺能級雜質23

253N型半導體23

254P型半導體25

26PN結26

261PN結形成26

262PN結電勢差和電場27

263PN結單嚮導電性30

264PN結擊穿30

27晶體32

271晶體特徵32

272晶體結構33

273晶向與晶面34

274晶向與晶面的關係37

275結晶過程39

276晶核形成41

28能級、能帶42

29費米能級43

210半導體導電能力44

211晶體缺陷46

第3章太陽能電池基本原理51

31太陽能電池51

311光電效應與太陽能電池51

312光伏效應實質52

313丹伯效應52

32太陽能電池發電原理53

321太陽能電池基本結構53

322太陽能電池三區域53

33太陽能電池表征參數54

34太陽能電池電路模型56

35半導體光吸收57

36太陽能電池轉換效率影響因素60

361光損失60

362載流子複合損失61

363串並聯電阻損失61

37太陽能電池轉化效率η極限62

371短路電流ISC極限62

372開路電壓VOC極限62

373填充因子FF極限63

374轉化效率η極限63

38溫度對太陽能電池的影響64

39太陽能電池組件的“熱斑效應”65

310量子效率68

311太陽能電池的光譜回響69

第4章多晶矽製造工藝71

41太陽能電池材料選擇71

42矽材料特徵71

43矽的用途73

44西門子法製造多晶矽73

441冶金級矽（MGSi）製造74

442三氯矽烷製造80

443SiHCl3氫氣還原製造SGSi84

45改良西門子法製造多晶矽87

451改良西門子法優缺點87

452尾氣回收原理88

453SiCl4氫化88

454SiHCl3還原反應設備的改進89

46矽烷熱分解法製造多晶矽90

461矽烷物理、化學性質90

462矽烷熱分解法優缺點91

463氯矽烷歧化法92

464矽合金分解法93

465四氟化矽還原法94

466矽烷熱分解94

47多晶矽其他製造方法95

第5章晶體矽片製造工藝97

51直拉法製造單晶矽棒97

511直拉單晶爐結構97

512熱場100

513熔體對流對固液界面形狀的影響103

514重要的原輔料104

515直拉單晶矽製造流程107

516單晶矽良率控制113

517單晶矽品質控制113

518單晶矽雜質分布114

52磁控直拉法115

521磁控直拉法原理115

522磁控直拉法磁場問題116

53懸浮區熔法製造單晶矽棒117

531懸浮區熔原理及設備117

532懸浮區熔單晶生長117

533熔矽穩定問題118

534中子嬗變摻雜119

535直拉法與懸浮區熔法比較119

54多晶矽錠製造工藝120

541定向凝固傳熱分析121

542布里曼法121

543澆鑄法122

544熱交換法122

545電磁鑄造法123

546多晶矽品質影響因素123

55矽帶製造工藝124

551定邊餵膜法125

552橫向拉膜法125

553矽帶其他製造方法126

56矽片切割工藝127

561修邊/切方127

562切片127

563矽片表面質量檢測130

第6章晶體矽太陽能電池片製造工藝132

61晶體矽太陽能電池132

62基板材料133

63表面制絨134

631矽片清洗134

632制絨意義和原理134

633單晶矽制絨135

634單晶矽制絨設備和流程139

635多晶矽制絨140

636多晶矽制絨設備和流程141

637絨面檢測144

64擴散制PN結145

641擴散原理145

642擴散方程147

643擴散分類147

644擴散係數150

645太陽能電池磷擴散制結原理151

646磷擴散工藝152

647矽片檢驗155

648電漿刻蝕157

649去除磷矽玻璃158

65減反射膜αSiNx∶H製備159

651減反射膜原理159

652減反射膜材料的選擇160

653αSiNx∶H減反射膜性質161

654αSiNx∶H製備方法——PECVD163

655αSiNx∶H 檢驗167

66SiNx表面鈍化作用167

661鈍化原理167

662氫鈍化作用169

663SiNx厚度與少子壽命關係169

67絲網印刷及燒結工藝170

671絲網印刷原理170

672印刷設備及參數170

673絲網印刷步驟174

674絲網印刷檢驗175

675燒結176

676燒結檢驗177

第7章矽太陽能光伏發電系統178

71光伏發電系統組成要素178

72太陽能電池組件181

721封裝材料182

722組件製造過程184

73光伏陣列189

731光伏陣列輸出特性189

732光伏陣列尺寸189

733最大功率點跟蹤控制190

74併網系統192

741併網發電分類193

742併網發電優缺點194

743併網系統的孤島問題194

744太陽能光伏建築一體化195

75獨立系統196

76混合系統197

77太陽能光伏發電系統設計198

771獨立系統容量設計199

772混合系統設計202

773併網系統設計203

774光伏組件傾角的確定203

775太陽能電池方陣間距的計算205

附錄1矽的部分特徵@300K206

附錄2常用物理常數206

附錄3主要物理量206

附錄4名詞術語中英文對照207

參照文獻211