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第一章 绪论1

1.1 引言1

1.2 太阳能电池的基本原理2

1.2.1 太阳光谱2

1.2.2 太阳能电池的理论转换效率3

1.2.3 典型的太阳能电池结构8

1.2.4 太阳能电池的等效电路12

1.3 太阳能电池的分类13

1.3.1 硅系太阳能电池14

1.3.2 Ⅲ-Ⅴ族半导体太阳能电池15

1.3.3 薄膜化合物类太阳能电池16

1.3.4 染料敏化与有机太阳能电池17

参考资料18

第二章 碲化镉薄膜太阳能电池21

2.1 碲化镉薄膜太阳能电池的发展历史和现状21

2.2 碲化镉薄膜太阳能电池的结构23

2.2.1 窗口层材料：透明导电薄膜25

2.2.2 缓冲层材料：硫化镉26

2.2.3 吸收层材料：碲化镉41

2.2.4 背电极接触53

2.3 碲化镉薄膜太阳能电池组件57

2.4 碲化镉薄膜太阳能电池的寿命问题59

2.5 碲化镉薄膜太阳能电池面临的问题和未来发展67

参考资料69

第三章 铜铟镓硒薄膜太阳能电池77

3.1 铜铟镓硒薄膜太阳能电池的发展历史77

3.2 铜铟镓硒薄膜太阳能电池吸收层材料80

3.2.1 铜铟镓硒薄膜材料的物理性质80

3.2.2 铜铟镓硒薄膜材料的制备方法87

3.3 铜铟镓硒薄膜太阳能电池的典型结构（分层介绍）97

3.3.1 衬底97

3.3.2 Mo背电极98

3.3.3 CdS缓冲层100

3.3.4 ZnO窗口层102

3.3.5 栅极和减反层105

3.4 铜铟镓硒薄膜太阳能电池的器件物理108

3.4.1 能带结构108

3.4.2 电流－电压方程与输出特性曲线110

3.4.3 量子效率112

3.4.4 抗辐照能力113

3.4.5 器件稳定性115

3.5 铜铟镓硒薄膜太阳能电池的发展动向117

3.5.1 柔性CIGS薄膜太阳能电池117

3.5.2 无Cd缓冲层118

3.5.3 其他Ⅰ-Ⅲ-Ⅵ族化合物半导体材料119

3.5.4 叠层铜铟镓硒薄膜太阳能电池120

参考资料121

第四章 铜锌锡硫薄膜太阳能电池129

4.1 引言129

4.2 铜锌锡硫的材料特性130

4.2.1 晶体结构130

4.2.2 电子能带结构和光学特性132

4.2.3 铜锌锡硫体系的多相平衡135

4.2.4 本征缺陷140

4.3 铜锌锡硫薄膜的制备144

4.3.1 共蒸发法144

4.3.2 溅射／蒸发后退火法147

4.3.3 肼基溶液合成法150

4.3.4 非肼基溶液合成法152

4.3.5 电化学沉积法155

4.4 铜锌锡硫薄膜太阳能电池的发展现状157

4.4.1 铜锌锡硫薄膜太阳能电池的问题157

4.4.2 Mo/CZTS的界面159

4.4.3 CZTS/CdS的界面160

4.4.4 铜锌锡硫的晶界162

4.5 展望163

参考资料164

第五章 钙钛矿薄膜太阳能电池173

5.1 钙钛矿结构173

5.2 有机无机杂化钙钛矿太阳能电池的发展历史175

5.3 卤素钙钛矿薄膜的制备方法176

5.3.1 一步旋涂法178

5.3.2 一步旋涂基础上的改进工艺180

5.3.3 二步连续工艺183

5.3.4 真空蒸发法185

5.4 钙钛矿薄膜光电物理特性186

5.4.1 钙钛矿薄膜的禁带宽度调控186

5.4.2 钙钛矿薄膜的激子特性190

5.4.3 载流子输运特性191

5.4.4 晶界作用197

5.4.5 光电流迟滞与离子迁移200

5.5 钙钛矿薄膜太阳能电池结构及电极材料204

5.5.1 钙钛矿薄膜太阳能电池结构演变204

5.5.2 基于TiO2介孔结构的薄膜太阳能电池205

5.5.3 正向平面结构薄膜太阳能电池207

5.5.4 反向平面结构薄膜太阳能电池209

5.5.5 无空穴传输层钙钛矿薄膜太阳能电池210

5.6 钙钛矿薄膜太阳能电池稳定性211

5.6.1 钙钛矿材料空气稳定性212

5.6.2 钙钛矿材料热电转换稳定性213

5.6.3 稳定性主要影响因素和改进手段214

5.6.4 评价标准219

参考资料221

第六章 薄膜化合物太阳能电池的未来233

6.1 柔性薄膜太阳能电池233

6.2 超薄薄膜太阳能电池234

6.3 高丰度材料薄膜太阳能电池235

6.4 中间能带薄膜太阳能电池236

参考资料237

结语239