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        • 书名: 太阳电池材料
        • 出版时间: 2014-05-10
        • 作者: 杨德仁
        • 出版社: 化学工业出版社
        • CIP分类号: TM914.4 电池材料与应用系列
        • 丛书名: 太阳电池材料
        • 字数: 388
        • 装帧:
        • 版次: 1-1
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        http://cjpstj.com/news_list05/&newsCategoryId=2.html书号:978-7-5025-9580-7

        书名:太阳电池材料

        作者:杨德仁 编著

        定价:39.8000

        出版社:化学工业出版社

        出版时间:2007-01-01 00:00:00.0

        CIP分类号:TM914.4电池材料与应用系列

        字数:388

        装帧:

        版次:1-1

         

        内容简介:太阳能是一种重要的、新的、有效的可再生清洁能源,其储量巨大,没有环境污染,充满了诱人的前景。目前太阳能光电方面的研究和应用在全世界范围内方兴未艾,相关太阳能光电工业发展迅速,是令人瞩目的朝阳产业。本书介绍了太阳能及光电转换的基本原理、太阳电池的基本结构和工艺,着重从材料制备和性能的角度出发,阐述了主要的太阳能光电材料的基本制备原理、制备技术以及材料结构、组成对太阳电池的影响。太阳能光电材料包括直拉单晶硅、铸造多晶硅、带硅、非晶硅、多晶硅、GaAsCdTeCuInSe2(CuInS2)

         

        读者对象:本书可供大专院校的半导体材料与器件、材料科学与工程以及太阳能光伏等能源领域的师生作为教学参考书,也可供从事相关研究和开发的太阳能相关行业科技工作者和企业工程师作为参考。

         

        人类进入21世纪,对能源的需求不断增加,中国经济的腾飞又对能源提出了更多需求。能源,作为国民经济、国家科技发展的发动机,引起了全世界的关注。序言:特别是近两年来,国际石油价格飞涨,更是引起了各国政府、有识人士,甚至普通老百姓对能源的关心。因此,清洁的可再生能源的研究和开发是国际学术界关注的重点。太阳能是人类最重要的无污染、可再生、无穷无尽的新能源,因此,太阳能的研究和应用是今后人类能源发展的主要方向之一。早在20世纪50年代,第一块硅太阳电池的问世,揭开了现代太阳电池研究和开发的序幕。太阳电池的应用从太空卫星,到偏僻地区的独立电源,到大规模光伏电厂,再到屋顶太阳电池的并网发电,应用领域不断扩展;太阳电池的产量从20世纪80年代的数十兆瓦,到2005年的1800MW,规模不断增加,而且价格不断降低。因此,太阳电池产业发展迅速,成为世界上备受关注的新兴的朝阳产业。在过去的50年中,不仅太阳电池的产业,相关的科学和技术也得到了很大发展。一方面,硅太阳能光电池的效率不断提高,在实验室中达到25%左右,逐渐接近理论值;另一方面不断有新的高性能半导体材料被用于太阳能光电材料。除薄膜硅晶体、铸造多晶硅、带硅等新型硅材料以外,许多化合物半导体材料甚至有机材料都被应用于制备太阳电池。太阳电池材料的研究和开发为太阳电池效率的提高、产业的发展提供了重要基础。本书从材料制备和性能的角度出发,着重介绍了应用于太阳电池的主要材料的基本性能、制备原理和制备技术,还介绍了太阳电池材料的结构、组成以及对太阳电池性能的可能影响,并介绍了相关材料研究的新概念、新技术和研究前沿。本书的材料体系齐全,视野独特,既包括直拉单晶硅、铸造多晶硅、带硅、非晶硅薄膜、多晶硅薄膜等硅材料,又包括GaAsCdTeCuInSe2(CuInS2)化合物半导体材料。本书可以为太阳能光电材料研究的科研人员、工程技术人员和学生以及太阳电池制备领域的相关人员提供很好的参考资料。目前,我国太阳电池的研究和产业方兴未艾,蓬勃发展,对相关著作多有需求。虽然太阳电池方面的专著已有一些,但是专门介绍太阳电池材料的著述尚不多见。相信本书的出版会对我国太阳电池材料和太阳电池的科研、产业和人才培养起到一定的积极作用。中国科学院院士

         

        2006616

         

        太阳能是一种重要的、有效的、可再生清洁能源,其储量巨大,取之不尽,用之不竭,没有环境污染,充满了诱人的前景。广义上讲,太阳能的利用包括间接利用和直接利用。间接利用是指光合作用、风能、潮汐和海洋温差发电等;而直接利用则主要分为两方面,即光热效应和光电效应。光热效应是将太阳能的能量集聚起来,转换成热能,如正在我国城乡广泛推广的太阳能热水器、太阳能灶等,这也包括将太阳能转换成热能后,利用热能发电。光电效应则是将太阳能通过太阳电池,转换成电能,这种光电转换主要借助于半导体器件的光生伏特效应进行,应用于空间站、人造卫星以及遥远地区的供电、输油输气管路的保护等方面,并且已经建成太阳能电站以并网发电。自1954年美国贝尔实验室研制成功光电转换效率6%的实用型单晶硅太阳电池以来,太阳能光电技术由于可靠性高、寿命长且能承受各种环境变化等优点,在民用、军事和高科技领域逐渐成为重要的绿色能源。特别是20世纪70年代能源危机爆发以来,各国政府努力发展和扶持太阳能光电材料的研究、开发、生产和应用,如美国的阳光计划百万屋顶计划,日本的阳光计划月光计划朝日计划以及德国的十万屋顶计划等。目前太阳能光电方面的研究和应用在全世界范围内方兴未艾,相关的太阳能光电工业,又称光伏(photovoltaic)工业发展迅速,90年代以来一直以30%40%的速度上升,在2004年甚至达到60%的增长速度,成为非常令人瞩目的朝阳产业。太阳能光电转换的研究和应用可追溯到1839年。AEBecquerel用光辐照电解池中的银电极时,发现有电压出现。1877年,WAdamsRDay也发现,用光照射硒时会有电流产生。直到1949年,WShockley等发明了晶体管和解释了pn结的工作原理后,太阳能光电转换的研究才真正开始。1954年美国贝尔实验室的DMChapinCSFullerGLPearson在晶体硅的基础上发明了第一种实际意义上的太阳电池,其光电转换效率达到了6%。随后的研究进展迅速,太阳电池的光电转换效率很快达到10%。太阳电池首先应用于空间领域,为人造卫星提供电力能源。目前,太阳能光电研究和应用取得了许多重大进展,例如,与单晶硅材料相比,价格低廉的利用铸造方法制备的铸造多晶硅材料的应用、带状多晶硅材料的生产、低成本的丝网印刷等技术的发明都大大推动了太阳能光电技术的研究和进展。目前,单晶硅太阳电池产业化转换效率已超过16%,实验室转换效率超过24%。高的光电转换效率和低的生产成本是太阳能光电工业和研究界始终追求的目标,这也是太阳能发电能否与其他能源技术相竞争的关键问题。显然,为了达到这个目的,利用高效率、低成本的太阳能光电转换材料是非常重要的。到目前为止,在太阳能光电工业中应用的主要有直拉单晶硅、铸造多晶硅、带硅、非晶硅、多晶硅和化合物薄膜半导体材料(如GaAsCdTeCuInSe2)。从根本上讲,太阳能光电工业主要是建立在硅材料基础之上。到目前为止,介绍太阳电池的专著已有多种。但是,专门从材料制备、材料结构和性能角度出发介绍太阳能光电材料的专著还较少。本书正是试图在介绍太阳能光电转化基本原理和太阳电池基本结构和工艺的基础上,重点介绍太阳能光电材料的制备、材料的结构和性能。本书分为三大部分。第一部分是太阳能光电转换的基础知识,包括第1章太阳能和光电转换;第2章太阳能光电材料及物理基础;第3章太阳电池的结构和制备。第二部分是硅太阳电池材料,包括第4章单晶硅材料;第5章直拉单晶硅中的杂质和位错;第6章铸造多晶硅;第7章铸造多晶硅中的杂质和缺陷;第8章带硅材料;第9章非晶硅薄膜和第10章多晶硅薄膜。第三部分是化合物太阳电池材料,包括第11GaAs半导体材料;第12CdTeCdS薄膜材料;第13CuInSe2CuInS2)薄膜材料。在本书的撰写过程中,马向阳教授审阅了第245章的内容,席珍强博士审阅了第3678章的内容,寥显伯教授、向贤碧教授审阅了第91011章的内容,孙云教授、李长健教授审阅了第1213章的内容,冯良桓教授审阅了第12章的内容。他们花费了很多时间,并提出了大量宝贵意见,使本书减少了许多可能的错误,作者在此表示衷心的感谢。另外,编者的博士研究生李红、谢荣国、崔灿、黄国银、杨青、汤会香、张辉等,帮助编者收集了大量资料,付出了辛勤劳动,在此一并表示感谢。太阳能光电材料体系较多,发展迅速。由于作者的知识面和水平有限,书中肯定会存在一些疏漏,恳请读者批评指正。

        编者200610

         

        目录

        第1章 太阳能和光电转换
        1.1 太阳能
        1.2 太阳能辐射和吸收
        1.3 太阳能光电的研究和应用历史
        1.4 太阳电池的研究和开发
        参考文献
        第2章 太阳能光电材料及物理基础
        2.1 半导体材料和太阳能光电材料
        2.2 载流子和能带
        2.3 杂质和缺陷能级
        2.4 热平衡下的载流子
        2.5 非平衡少数载流子
        2.6 p-n
        2.7 金属-半导体接触和MIS结构
        2.8 太阳能光电转换原理——光生伏特效应
        参考文献
        第3章 太阳电池的结构和制备
        3.1 太阳电池的结构和光电转换效率
        3.2 晶体硅太阳电池的基本工艺
        3.3 薄膜太阳电池
        参考文献
        第4章 单晶硅材料
        4.1 硅的基本性质
        4.2 太阳电池用硅材料
        4.3 高纯多晶硅的制备
        4.4 太阳能级多晶硅的制备
        4.5 区熔单晶硅
        4.6 直拉单晶硅
        4.7 硅晶片加工
        参考文献
        第5章 直拉单晶硅中的杂质和位错
        5.1 直拉单晶硅中的氧
        5.2 直拉单晶硅中的碳
        5.3 直拉单晶硅中的金属杂质
        5.4 直拉单晶硅中的位错
        参考文献
        第6章 铸造多晶硅
        6.1 概述
        6.2 铸造多晶硅的制备工艺
        6.3 铸造多晶硅的晶体生长
        参考文献
        第7章 铸造多晶硅中的杂质和缺陷
        7.1 铸造多晶硅中的氧
        7.2 铸造多晶硅中的碳
        7.3 铸造多晶硅中的氮
        7.4 铸造多晶硅中的氢
        7.5 铸造多晶硅中的金属杂质和吸杂
        7.6 铸造多晶硅中的晶界
        7.7 铸造多晶硅中的位错
        参考文献
        第8章 带硅材料
        8.1 带硅材料的制备
        8.2 带硅生长的基本问题
        8.3 带硅材料的缺陷和杂质
        8.4 带硅材料的氢钝化和吸杂
        参考文献
        第9章 非晶硅薄膜
        第10章 多晶硅薄膜
        第11章 GaAs半导体材料
        第12章 CdTeCdS薄膜材料
        第13章 CuInSe2CuInS2)薄膜材料

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