光伏发电原理、技术及其应用PDF电子书下载

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第1章 绪论 1

1.1 能源 1

1.1.1 能源的概念 1

1.1.2 能源的分类 1

1.1.3 能源的品质 3

1.2 能源与社会发展 4

1.2.1 能源利用与人类文明 4

1.2.2 全球能源发展现状 5

1.3 能源与环境问题 8

1.3.1 常规能源的环境影响 8

1.3.2 可持续发展战略 11

1.4 我国能源概述 12

1.4.1 我国能源现状、问题与对策 12

1.4.2 我国可再生能源现状与前景 14

1.5 太阳能的利用 15

1.5.1 太阳能的特点 16

1.5.2 太阳能的利用方式 17

1.6 光伏发电技术 18

1.6.1 光伏发电技术发展史 19

1.6.2 光伏行业发展史 20

1.6.3 我国光伏产业现状 21

习题 27

参考文献 27

第2章 太阳与太阳辐射 30

2.1 太阳 30

2.2 日地天文关系 31

2.2.1 地球的自转与公转 31

2.2.2 天球与天球坐标系 32

2.2.3 太阳时 33

2.2.4 太阳位置 35

2.3 太阳辐射 35

2.3.1 太阳辐射光谱 36

2.3.2 太阳辐射 37

2.3.3 太阳常数 38

2.3.4 地表太阳辐射强度 39

2.3.5 任意平面太阳辐射强度 40

2.4 太阳能资源分布 42

2.4.1 世界太阳能资源分布 42

2.4.2 我国太阳能资源分布 43

习题 44

参考文献 45

第3章 半导体物理基础 46

3.1 晶体结构 46

3.1.1 晶格 47

3.1.2 晶格的周期性 48

3.1.3 晶向及晶面 49

3.1.4 晶体的对称性 51

3.2 晶体缺陷 58

3.2.1 点缺陷 58

3.2.2 线缺陷 62

3.3 能带理论 65

3.3.1 原子能级和能带 65

3.3.2 晶体中电子的状态 67

3.3.3 电子在外力作用下的运动和有效质量 72

3.3.4 导体、绝缘体和半导体的能带论解释 73

3.4 半导体的特性 75

3.4.1 本征半导体的导电结构 76

3.4.2 典型半导体的能带结构 78

3.4.3 半导体中的杂质和杂质能级 80

3.4.4 缺陷能级 82

3.5 半导体中载流子的费米统计 83

3.5.1 费米统计分布 84

3.5.2 玻耳兹曼分布函数 85

3.5.3 本征半导体的载流子浓度 86

3.5.4 杂质半导体的载流子浓度 90

3.6 半导体的导电性 95

3.6.1 载流子的散射及漂移运动 95

3.6.2 半导体的迁移率 97

3.7 非平衡载流子 98

3.7.1 非平衡载流子的寿命 99

3.7.2 非平衡载流子的复合 100

3.7.3 载流子的扩散运动 103

3.7.4 非平衡载流子的漂移运动 104

3.8 pn结 105

3.8.1 pn结及其能带图 105

3.8.2 理想pn结电流-电压特性 108

3.8.3 影响pn结电流-电压特性的因素 113

3.9 半导体的光学性质 116

3.9.1 半导体的光学常数 116

3.9.2 半导体的光吸收 118

习题 122

参考文献 122

第4章 光生伏特效应 124

4.1 pn结的光生伏特效应 124

4.1.1 光生电流 124

4.1.2 光电压 129

4.2 pn结太阳能电池特性 132

4.2.1 理想太阳能电池的等效电路 132

4.2.2 电流-电压特性 132

4.2.3 转换效率 134

4.3 效率影响因素 135

4.3.1 寄生电阻 135

4.3.2 太阳辐射强度的影响 138

4.3.3 温度影响 139

4.4 太阳能电池的串并联 141

4.4.1 平衡串并联 141

4.4.2 不平衡串并联 142

习题 144

参考文献 144

第5章 其他光生伏特效应 145

5.1 肖特基结 145

5.1.1 金属和半导体的功函数 145

5.1.2 肖特基势垒 146

5.1.3 肖特基结的电流-电压特性 148

5.1.4 欧姆接触 149

5.2 MIS结构 150

5.2.1 表面态对接触势垒的影响 150

5.2.2 表面电场效应 152

5.2.3 MIS太阳能电池 153

5.3 半导体异质结 155

5.3.1 界面态 155

5.3.2 异质结能带图 157

5.3.3 异质结的电流-电压特性 159

5.4 非晶态半导体 162

5.4.1 非晶态半导体的结构 162

5.4.2 a-Si：H的掺杂效应及pn结 163

5.4.3 非晶硅太阳能电池 164

习题 165

参考文献 166

第6章 硅基太阳能电池材料及制造工艺 167

6.1 晶硅电池材料 167

6.1.1 硅材料提纯 167

6.1.2 拉单晶 171

6.1.3 铸造多晶硅 174

6.1.4 制作硅片 176

6.2 晶硅太阳能电池 177

6.2.1 表面制绒 178

6.2.2 扩散制结 181

6.2.3 边缘刻蚀及去磷硅玻璃 182

6.2.4 镀减反射膜 183

6.2.5 印刷电极及烧结 185

6.2.6 测试分选及包装入库 187

6.3 晶硅太阳能电池组件 188

6.3.1 组件的主要封装材料 188

6.3.2 组件封装工艺 190

6.4 非晶硅薄膜太阳能电池的制造 192

6.4.1 制备透明导电薄膜 194

6.4.2 沉积p-i-n 194

6.4.3 激光切割技术 195

习题 196

参考文献 197

第7章 光伏发电系统 198

7.1 光伏发电系统的分类 198

7.1.1 离网型光伏发电系统 199

7.1.2 并网型光伏发电系统 200

7.1.3 光伏与建筑的结合 201

7.1.4 光伏发电系统的采光方式 202

7.1.5 聚光型光伏发电系统 203

7.2 并网型光伏发电系统的体系结构 207

7.2.1 集中式结构 207

7.2.2 串行结构 207

7.2.3 多支路结构 208

7.2.4 模块式结构 208

7.3 光伏并网逆变器 209

7.3.1 光伏并网逆变器的电路拓扑 209

7.3.2 光伏并网逆变器的功能 214

习题 215

参考文献 215

附录 217

附录A 常用物理常数表 217

附录B Ⅳ族半导体材料的性质 218

附录C Ⅲ-Ⅴ族半导体材料的性质 219

附录D Ⅱ-Ⅵ族半导体材料的性质 220

附录E Ⅳ-Ⅵ族半导体材料的性质 221

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