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第1章 绪言1

1.1 前言1

1.2 太阳能电池介绍及原理2

1.3 太阳能电池的种类6

1.4 太阳能电池产业概况8

1.5 本书架构10

参考文献11

第2章 太阳能级单晶硅拉棒及多晶硅铸造技术12

2.1 太阳能电池所用的硅材料12

2.1.1 高纯度多晶硅的制造12

2.1.2 太阳能级多晶硅原料的制造14

2.2 单晶硅长晶技术15

2.2.1 CZ（柴氏）法单晶硅晶棒的制造方法15

2.2.2 区熔法17

2.2.3 新型长晶技术18

2.2.4 CZ单晶硅晶棒（硅棒）的品质控制20

2.3 多晶硅铸造技术27

2.3.1 多晶硅铸造技术种类27

2.3.2 多晶硅铸造硅锭28

2.3.3 多晶硅铸锭的质量控制31

2.4 太阳能硅片加工35

2.5 结论37

参考网站及文献37

第3章 单晶硅及多晶硅太阳能电池的生产技术39

3.1 前言39

3.2 电池结构与制备流程40

3.2.1 电池结构40

3.2.2 制备流程41

3.3 腐蚀43

3.3.1 去切割损伤层44

3.3.2 表面织构化44

3.3.3 化学腐蚀45

3.3.4 等离子体刻蚀52

3.4 磷扩散54

3.4.1 管式批次结构54

3.4.2 链式结构56

3.5 去氧化层56

3.6 抗反射镀膜57

3.6.1 等离子体镀膜技术比较57

3.6.2 SiNx:H薄膜沉积工艺58

3.7 电极制备59

3.7.1 丝网印刷59

3.7.2 烧结61

3.8 边缘隔离61

3.8.1 等离子体刻蚀61

3.8.2 激光边缘隔离62

3.9 光电特性测试63

3.9.1 太阳光谱63

3.9.2 电池的电压—电流特性曲线64

3.10 其他测试65

3.10.1 载流子寿命测试65

3.10.2 光谱响应测试67

参考文献68

第4章 单晶硅及多晶硅太阳能电池的组件技术70

4.1 光伏组件的构造、封装与技术发展71

4.1.1 光伏组件的构造71

4.1.2 光伏组件的封装72

4.1.3 光伏组件技术发展趋势73

4.2 光伏组件材料选用73

4.2.1 太阳能电池73

4.2.2 玻璃74

4.2.3 EVA74

4.3 光伏组件工艺技术75

4.3.1 光伏组件封装流程75

4.3.2 太阳能电池组件封装工艺管制75

4.4 光伏组件品管技术77

4.4.1 太阳能电池片与铜箔焊线焊接强度评估77

4.4.2 EVA与玻璃封装界面强度评估78

4.4.3 晶体硅太阳能电池反向电压的反向电流评估79

4.5 太阳能电池组件检测与验证79

4.5.1 光伏组件检测技术79

4.5.2 光伏组件验证89

参考文献95

第5章 单晶硅及多晶硅太阳能电池的前瞻技术97

5.1 前言97

5.1.1 替代能源的蓬勃发展97

5.1.2 太阳能电池的种类——晶体硅型太阳能电池为市场之主流97

5.1.3 太阳能产业面临的挑战——发电单位成本较高，能量密度偏低98

5.1.4 国内外产业分析99

5.2 硅太阳能电池的理论极限与损耗机制100

5.2.1 光进入太阳能电池的损失101

5.2.2 其他太阳能电池损失机制——弱光效应112

5.3 高效率太阳能电池技术112

5.3.1 选择性发射极技术113

5.3.2 刻槽埋栅114

5.3.3 N型硅太阳能电池115

5.4 其他高效率结晶硅太阳能电池技术116

5.4.1 PERL结构太阳能电池116

5.4.2 IBC结构太阳能电池116

5.4.3 HIT结构太阳能电池117

5.4.4 倾斜蒸镀金属接触式太阳能电池117

5.4.5 Hot carrier太阳能电池118

参考网站及文献118

第6章 硅薄膜太阳能电池120

6.1 简介120

6.2 氢化非晶硅薄膜的制备121

6.2.1 非晶硅薄膜沉积122

6.2.2 非晶硅薄膜掺杂123

6.3 氢化非晶硅薄膜的特性124

6.3.1 氢化非晶硅薄膜的结构特性124

6.3.2 氢化非晶硅薄膜的光学特性127

6.3.3 氢化非晶硅薄膜的电学特性129

6.4 氢化非晶硅太阳能电池原理130

6.5 氢化非晶硅太阳能电池制备131

6.5.1 非晶硅太阳能电池制备的要求131

6.5.2 非晶硅P-i-N太阳能电池生产技术132

6.6 氢化非晶硅薄膜太阳能电池优缺点134

6.6.1 氢化非晶硅薄膜太阳能电池的优点134

6.6.2 氢化非晶硅薄膜太阳能电池的缺点137

6.7 氢化非晶硅薄膜太阳能电池研发方向137

6.7.1 薄膜结晶结构控制138

6.7.2 组件结构控制142

6.7.3 氢化非晶硅薄膜太阳能电池研发情况143

6.8 结论147

参考文献148

第7章 高效率聚光型太阳能发电技术——Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体多结太阳能电池长晶技术152

7.1 简介152

7.1.1 Ⅲ-Ⅴ族半导体材料152

7.1.2 直接与间接带隙半导体153

7.1.3 发展历程与近况155

7.1.4 主要应用与发展趋势156

7.2 Ⅲ-Ⅴ族太阳能电池种类158

7.2.1 单结式158

7.2.2 多结式161

7.2.3 聚光型163

7.3 外延设备介绍165

7.3.1 有机金属气相外延法165

7.3.2 分子束外延法167

7.3.3 化学束外延法170

7.4 单结材料太阳能电池的外延与结构设计171

7.4.1 GaAs太阳能电池的外延与结构设计172

7.4.2 AlGaAs单结材料太阳能电池177

7.4.3 量子阱太阳能电池178

7.4.4 氮（N）基181

7.5 双结材料太阳能电池的外延与结构设计183

7.5.1 双结太阳能电池的设计概念183

7.5.2 多种不同结构、不同材料的双结太阳能电池189

7.6 多结叠接太阳能电池192

7.6.1 GaInP/InGaAs/Ge太阳能电池的外延与结构设计192

7.6.2 GaInP/GaAs/InGaNAs/Ge太阳能电池的外延与结构设计200

参考网站及文献205

第8章 高效率聚光型太阳能发电技术——提升聚光型太阳能电池光电转换效率的技术215

8.1 Ⅲ族太阳能电池组件结构设计215

8.2 Ⅲ-Ⅴ族太阳能电池的设计与材料选用218

8.3 Ⅲ-Ⅴ族太阳能电池的组件表面抗反射技术224

参考文献228

第9章 高效率聚光型太阳能发电技术——聚光型太阳能电池（光伏）模块技术230

9.1 简介230

9.2 CPV技术231

9.2.1 CPV技术的工作原理231

9.2.2 CPV技术的优点232

9.2.3 CPV发电系统的种类234

9.2.4 CPV技术其他考虑因素234

9.3 CPV模块235

9.3.1 聚光型太阳能电池235

9.3.2 CPV模块制作237

9.3.3 CPV模块测量237

9.3.4 CPV模块技术的挑战与机遇237

9.4 CPV模块发展现状238

9.4.1 台湾的发展现状238

9.4.2 国际的发展现状239

9.4.3 产品标准的重要性243

9.5 结语243

参考网站及文献243

第10章 CdTe及Cu(In,Ga)Se2薄膜太阳能电池244

10.1 绪论244

10.2 CdTe薄膜太阳能电池246

10.2.1 CdTe薄膜的制备与电性247

10.2.2 CdTe太阳能电池的组件结构与电性248

10.2.3 CdTe薄膜太阳能电池的未来发展249

10.3 Cu(In,Ga)Se2薄膜太阳能电池249

10.3.1 CuInSe2系列材料的基本性质249

10.3.2 Cu(In,Ga)Se2薄膜的制备方法251

10.3.3 CIGS高效率太阳能电池的组件结构253

10.3.4 CIGS太阳能电池的量产制程255

10.4 结语257

参考文献258

第11章 新型太阳能电池259

11.1 引言259

11.2 高效率（＞31％）新型太阳能电池260

11.2.1 叠层太阳能电池261

11.2.2 多数电子—空穴对太阳能电池261

11.2.3 热载流子太阳能电池261

11.2.4 多能带太阳能电池262

11.2.5 热光太阳能电池及热光组件263

11.3 廉价大面积有机太阳能电池263

11.3.1 染料敏化太阳能电池264

11.3.2 全有机半导体太阳能电池267

11.3.3 高分子掺混C60及其衍生物的太阳能电池268

11.3.4 高分子混合无机纳米粒子太阳能电池270

11.3.5 有机混合材料太阳能电池的效率272

11.3.6 价格与成本讨论273

11.3.7 电池寿命讨论273

11.4 结论274

参考文献274

第12章 太阳光电产业与市场发展277

12.1 全球太阳光电产业发展历程277

12.2 总体环境监测281

12.2.1 太阳光电主要市场与潜力国家推动政策281

12.2.2 全球太阳光电未来潜力市场与其应用301

12.3 全球产业链动态监测306

12.3.1 区域分析306

12.3.2 获利分析309

12.3.3 技术发展趋势312

12.4 中国台湾太阳光电产业发展监测315

12.4.1 光电产业发展现况315

12.4.2 光电产业供应链分析319

第13章 太阳能电池方面的专利情况324

13.1 引言324

13.2 专利分析的概念324

13.2.1 专利的种类325

13.2.2 专利分析的意义328

13.2.3 专利分析与研发策略的关系329

13.3 太阳能电池的可专利性探讨331

13.3.1 太阳能电池的技术331

13.3.2 太阳能电池的可专利关键技术332

13.3.3 专利检索的方法与限制333

13.4 太阳能电池专利的管理分析334

13.4.1 第一代硅基太阳能电池的专利管理分析334

13.4.2 第二代薄膜型太阳能电池的专利管理分析339

13.4.3 第三代高效率太阳能电池的专利管理分析348

13.5 太阳能电池专利的技术分析353

13.5.1 第一代硅基太阳能电池的专利技术分析353

13.5.2 第二代薄膜型太阳能电池的专利技术分析355

13.5.3 第三代高效率太阳能电池的专利技术分析358

13.6 总结与建议359

13.6.1 太阳能电池专利分析后的策略布局359

13.6.2 太阳能电池的回避设计360

13.6.3 未来研发的建议360

13.6.4 致谢361

参考网站及文献361