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        • 书名: 太阳电池薄膜技术
        • 出版时间: 2014-05-10
        • 作者: 靳瑞敏
        • 出版社: 化学工业出版社
        • CIP分类号: ①TM914.4
        • 丛书名: 太阳电池薄膜技术
        • 字数: 316
        • 装帧:
        • 版次: 1-1
        • 币种:
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        书号:978-7-122-16300-4

        书名:太阳电池薄膜技术

        作者:靳瑞敏 编著

        定价:48.0000

        出版社:化学工业出版社

        出版时间:2013-05-01 00:00:00.0

        CIP分类号:①TM914.4

        定价:316.0000

        装帧:

        版次:1-1

         

        内容简介:目前我国光伏太阳能产业与太阳电池行业呈现加速发展态势。太阳电池可大致分为以半导体硅材料为主的单晶硅、多晶硅太阳光伏电池和薄膜太阳光伏电池两大类。太阳电池薄膜技术上因为具有大规模、低成本制造的潜力而备受青睐。

         

            本书主要介绍薄膜生长技术和薄膜的表征方法、非晶硅薄膜太阳电池、多晶硅薄膜太阳电池、铜铟镓硒薄膜太阳电池、砷化镓薄膜太阳电池、染料敏化纳米薄膜太阳电池以及薄膜的衬底材料,提出薄膜生长中的量子态现象,最后详细介绍光伏玻璃减反膜技术和工业化应用。本书内容既介绍各类太阳电池薄膜技术研究和发展情况,也包括国内学者和著者的研究成果,反映了当前学科的先进水平。

         

        读者对象:本书适于广大太阳光伏电池生产企业研究人员、管理人员阅读,还可供广大从事新能源材料、薄膜科学与技术工程技术科技工作者参考,也作为相关专业高年级大学生及研究生的教学参考书。

         

        一级分类:科技图书

        二级分类:能源

        三级分类:能源

         

         

        序言:新能源特别是太阳能是一种取之不尽、用之不竭、环境友好的清洁能源,基于它的低成本、高效,太阳能光伏发电对解决人类能源危机和环境问题具有重要的意义,各国政府从政策、投资等方面不断加大对发展太阳能光伏技术和产业的支持力度,我国也制定了鼓励光伏产业的一系列发展规划。这将推动太阳能光伏技术和产业的迅速发展,有利于太阳能光伏发电的普及和应用。

         

            太阳能光伏电池能否与常规能源发电技术相竞争并得到普及应用,依赖于两个关键问题的解决:一是低的生产成本;二是高的光电转换效率。目前,太阳电池可大致分为以半导体硅材料为主的单晶硅、多晶硅太阳能光伏电池和薄膜太阳能光伏电池两大类。薄膜太阳能光伏电池在技术上具有大规模、低成本制造的潜力,但它的光电转换效率和稳定性须进一步提高,这也是目前薄膜太阳能光伏电池研发的重点。本书是作者为适应我国太阳能光伏产业发展需要,结合自己的研究工作和教学实践编写而成,首先简要地介绍了薄膜生长技术和薄膜表征方法,进而分别对各种薄膜太阳能光伏电池的工作原理、制造方法、光伏性能和以玻璃为主的衬底材料以及提高单位面积光伏发电量的减反膜技术(特别是对目前正在开始工业化应用的溶胶凝胶法制备减反膜的工艺)做了比较系统的描述。本书还包含了作者在薄膜生长方面提出的量子态模型及其在实践中的应用方面的内容。本书内容丰富,取材广泛,理论联系实践紧密,具有较高的参考价值。相信本书的出版会为读者了解太阳电池薄膜技术的研究现状及生产技术提供有益的帮助,同时对发展我国薄膜太阳能光伏技术与产业也将起到促进作用。

         

        中国科学院半导体研究所研究员中国科学院院士201292

         

        太阳电池能否与常规能源发电技术相竞争并大规模普及存在两个关键问题:一是具有比较低的生产成本;二是具有比较高的光电转换效率。目前,   太阳电池可以分为以硅为主的体材料太阳电池和薄膜太阳电池两大类。与体材料相比,薄膜材料有很多优势:首先太阳电池薄膜材料厚度从几微米到几十微米,是体材料太阳电池的几十分之一,并且直接沉积出薄膜,没有切片损失,可大大节省原料;其次可采用集成技术依次形成电池,省去组件制作过程;最后可采用多层技术等。因此,薄膜太阳电池具有大幅度降低成本的潜力。另外,薄膜材料还可以用在减少光线反射、提高单位面积发电量等方面,因此,太阳电池薄膜技术在太阳电池工业化的发展方面极具潜力。

         

           本书就是介绍作者在太阳电池薄膜技术上的研究和实践,这些工作成果包含作者科研工作组全体同仁的劳动,这些都在书中进行了说明。本书第1章介绍薄膜生长技术,第2章介绍薄膜的表征方法,第3章提出薄膜生长中的量子态现象,第4章介绍太阳电池技术,第5章~第9章分别介绍非晶硅薄膜太阳电池、多晶硅薄膜太阳电池、铜铟镓硒薄膜太阳电池、砷化镓薄膜太阳电池、染料敏化纳米薄膜太阳电池,第10章介绍薄膜的衬底材料,第11章比较详细介绍光伏玻璃减反膜技术研究现状和工业化应用。

         

           本书可为太阳电池薄膜技术领域工作者作为参考书使用,另外,本书还有大量相关太阳电池生产一线具体内容,可作为太阳电池薄膜技术领域专业知识培训教材。

         

           由于作者时间有限,再加上太阳电池薄膜技术日新月异,书中疏漏之处在所难免,望广大读者批评指正。

         

         

        编著者201212

         

        目录:

         

        第1章薄膜生长技术
        1.1气相法
        1.1.1化学气相沉积法
        1.1.2物理气相法
        1.2液相法13 
        1.2.1化学镀法13 
        1.2.2电镀法13 
        1.2.3辊涂法14 
        1.2.4浸渍提拉法15 
        1.2.5喷涂法16 
        1.2.6旋涂法17 
        参考文献18 
        第2章薄膜的表征方法19 
        2.1形貌和结构的表征19 
        2.1.1X射线衍射方法19 
        2.1.2低能电子衍射和反射高能电子衍射21 
        2.1.3拉曼光谱22 
        2.1.4电子显微技术22 
        2.2成分分析方法29 
        2.2.1光电子能谱29 
        2.2.2二次离子质谱31 
        2.2.3卢瑟福背散射31 
        2.2.4傅里叶变换光谱仪32 
        2.2.5光致发光光谱和阴极射线发光光谱33 
        2.3厚度分析方法34 
        2.3.1椭圆偏振光谱34 
        2.3.2光干涉法35 
        2.4其他分析方法36 
        2.4.1附着力的测量36 
        2.4.2透光率的测量37 
        参考文献38 
        第3章薄膜生长中的量子态现象39 
        3.1现有几种主要的薄膜生长理论39 
        3.1.1薄膜沉积的三种基本模式40 
        3.1.2氢化非晶硅的生长40 
        3.1.3氢化微晶硅的生长40 
        3.1.4逐层生长模型42 
        3.1.5FortmannShimizu提出的非晶相到结晶相转化的新模型42 
        3.1.6非晶硅和微晶硅薄膜临界点扩散模型43 
        3.1.7其他相关模型43 
        3.2薄膜生长过程中的量子态现象44 
        3.2.1随温度变化的量子态现象44 
        3.2.2随氢稀释比变化的量子态现象47 
        3.2.3随功率变化的量子态现象47 
        3.2.4随其他情况变化的量子态现象49 
        3.3量子态现象的特征50 
        3.4量子态现象的原因分析51 
        3.5量子态现象的物理思想53 
        3.5.1量子态作为物质能态的普遍性53 
        3.5.2量子态的差别性54 
        3.5.3量子态现象从微观量子态到宏观物质能态54 
        3.6等能量驱动原理55 
        参考文献57 
        第4章太阳电池技术59 
        4.1太阳电池简介59 
        4.2光伏效应61 
        4.2.1半导体简介61 
        4.2.2电子空穴对62 
        4.2.3p.n63 
        4.3太阳电池的分类65 
        4.3.1晶体硅太阳电池65 
        4.3.2薄膜太阳电池66 
        4.4太阳电池现状和发展66 
        4.4.1硅材料地位的确定66 
        4.4.2体材料与薄膜材料的对比67 
        4.4.3薄膜太阳电池对比68 
        参考文献71 
        第5章非晶硅薄膜太阳电池72 
        5.1透明导电氧化物薄膜72 
        5.1.1ZAO薄膜的特性73 
        5.1.2太阳电池对TCO镀膜玻璃的性能要求74 
        5.1.3ZAO导电膜的研究现状及制备方法75 
        5.1.4磁控溅射镀膜的物理过程77 
        5.1.5TCO结构性能指标分析79 
        5.1.6影响TCO薄膜性能的主要因素80 
        5.2非晶硅薄膜太阳电池的生产83 
        5.2.1非晶硅薄膜材料性能的表征83 
        5.2.2非晶硅薄膜太阳电池制备的基本方法84 
        5.2.3影响非晶硅薄膜性能的主要因素86 
        5.2.4非晶硅薄膜太阳电池的结构88 
        5.2.5工业化非晶硅薄膜太阳电池的生产设备和测试91 
        参考文献93 
        第6章多晶硅薄膜太阳电池95 
        6.1常规电阻炉退火制备多晶硅薄膜的研究95 
        6.1.1常规电阻炉退火的温度研究97 
        6.1.2常规电阻炉退火的时间研究99 
        6.2光退火制备多晶硅薄膜的研究103 
        6.2.1光退火的温度研究103 
        6.2.2光退火的时间研究105 
        6.3常规电阻炉退火与光退火固相晶化的对比109 
        6.3.1实验方法109 
        6.3.2实验结果及分析109 
        6.3.3结论112 
        6.4硅薄膜结构和性能的自然衰变112 
        6.4.1实验方法112 
        6.4.2实验结果与讨论112 
        6.4.3结论114 
        6.5关于硅薄膜与玻璃基底的结合问题114 
        6.6光退火制备多晶硅薄膜的计算115 
        参考文献119 
        第7章铜铟镓硒薄膜太阳电池120 
        7.1铜铟镓硒薄膜太阳电池材料120 
        7.2铜铟镓硒薄膜太阳电池的原理122 
        7.3铜铟镓硒薄膜太阳电池的制备方法124 
        7.3.1共蒸发法124 
        7.3.2溅射后硒化法124 
        7.3.3非真空沉积法125 
        7.4铜铟镓硒薄膜太阳电池的典型结构126 
        7.4.1Mo背接触层126 
        7.4.2CdS缓冲层126 
        7.4.3氧化锌窗口层128 
        7.4.4顶电极和减反膜128 
        7.5铜铟镓硒柔性薄膜太阳电池129 
        7.5.1铜铟镓硒柔性薄膜太阳电池的特点129 
        7.5.2衬底材料的选择和要求130 
        7.5.3柔性金属衬底铜铟镓硒太阳电池130 
        7.6铜铟镓硒薄膜太阳电池的发展趋势131 
        7.6.1无镉缓冲层131 
        7.6.2其他Ⅰ.Ⅲ.Ⅵ族化合物半导体材料131 
        参考文献132 
        第8章砷化镓薄膜太阳电池133 
        8.1砷化镓薄膜太阳电池简介133 
        8.2砷化镓系太阳电池工作原理134 
        8.3单结砷化镓太阳电池135 
        8.4多结砷化镓太阳电池136 
        8.5砷化镓量子点太阳电池138 
        8.5.1量子点的特点138 
        8.5.2量子点在电池中的作用139 
        8.5.3量子点应用在砷化镓太阳电池中的研究139 
        8.6砷化镓薄膜太阳电池的发展趋势141 
        参考文献143 
        第9章染料敏化纳米薄膜太阳电池144 
        9.1染料敏化纳米薄膜太阳电池原理144 
        9.2染料敏化纳米薄膜太阳电池结构146 
        9.2.1导电基底材料146 
        9.2.2纳米多孔半导体材料146 
        9.2.3染料敏化剂146 
        9.2.4电解质147 
        9.2.5对电极148 
        9.3染料敏化太阳电池所用材料148 
        9.3.1衬底材料148 
        9.3.2纳米半导体材料148 
        9.3.3染料敏化剂149 
        9.3.4电解质150 
        9.3.5对电极151 
        9.4染料敏化纳米薄膜太阳电池性能151 
        9.4.1电化学性能151 
        9.4.2光伏性能152 
        9.4.3染料敏化太阳电池的性能指标153 
        9.5染料敏化纳米薄膜太阳电池的发展趋势153 
        参考文献155 
        第10章薄膜的衬底材料156 
        10.1薄膜衬底材料的选择156 
        10.1.1衬底材料的选择标准156 
        10.1.2几种常用的衬底材料的性能和特点158 
        10.2太阳能玻璃158 
        10.3压延光伏玻璃160 
        10.3.1光伏玻璃原料选择的一般原则160 
        10.3.2光伏玻璃的原料160 
        10.3.3碎玻璃的使用162 
        10.3.4光伏玻璃的化学组成163 
        10.3.5压延光伏玻璃的生产163 
        10.4浮法光伏玻璃164 
        10.4.1浮法玻璃生产线164 
        10.4.2浮法成形特点165 
        10.4.3浮法锡槽技术167 
        10.5平板玻璃的原始表面172 
        参考文献172 
        第11章光伏玻璃减反膜173 
        11.1光伏玻璃减反膜简介173 
        11.2减反膜的工作原理174 
        11.3溶胶凝胶法制备减反膜的原理和方法176 
        11.4溶胶凝胶法的特点177 
        11.4.1溶胶凝胶法的优点177 
        11.4.2溶胶凝胶制膜工艺的缺点177 
        11.5溶胶凝胶法制备减反膜的常用方法178 
        11.5.1旋涂法178 
        11.5.2浸渍提拉法178 
        11.5.3辊涂法179 
        11.5.4喷涂法179 
        11.6溶胶凝胶法制备减反膜的改性180 
        11.7溶胶凝胶法制备减反膜的工艺研究181 
        11.7.1薄膜的制备过程181 
        11.7.2溶胶凝胶法制备减反膜过程中的关键参数183 
        11.8双层减反膜188 
        11.8.1薄膜的自洁性190 
        11.8.2薄膜的超亲水性191 
        11.9光伏玻璃减反膜的生产192 
        11.9.1磨边清洗192 
        11.9.2镀膜192 
        11.9.3镀膜液的使用194 
        11.9.4减反膜质量的检验195 
        11.9.5镀膜玻璃质量的经验判断197 
        参考文献197

         

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