薄膜太阳能电池基础教程

第1章 绪论 1

1.1 太阳能电池简介 1

1.1.1 太阳能电池的发展背景 1

1.1.2 太阳能电池的发展状况 1

1.1.3 太阳能电池的发展历程及类型 5

1.2 薄膜太阳能电池 6

1.2.1 薄膜太阳能电池的优点 6

1.2.2 我国薄膜太阳能电池的发展现状 6

1.2.3 我国薄膜太阳能电池的发展趋势 11

思考题 12

第2章 太阳能电池原理 13

2.1 PN结 13

2.2 光生伏特效应 14

2.3 太阳能电池工作原理 16

2.3.1 理想太阳能电池 16

2.3.2 实际太阳能电池 17

2.4 太阳能电池的性能参量 18

2.4.1 短路电流 18

2.4.2 开路电压 18

2.4.3 最大输出功率 18

2.4.4 填充因子 19

2.4.5 光电转换效率 19

思考题 20

第3章 非晶硅薄膜太阳能电池 21

3.1 非晶硅薄膜太阳能电池的发展状况 21

3.2 非晶硅薄膜材料的基本特点 22

3.3 非晶硅薄膜材料的能带结构 24

3.4 非晶硅薄膜材料的光学特性 25

3.5 非晶硅薄膜材料的光致衰减效应 27

3.6 非晶硅薄膜材料的制备方法 27

3.6.1 等离子体增强化学气相沉积法 28

3.6.2 热丝化学气相沉积法 33

3.6.3 光诱导化学气相沉积法 35

3.7 非晶硅薄膜太阳能电池的类型 36

3.7.1 单结非晶硅薄膜太阳能电池 36

3.7.2 多结非晶硅薄膜太阳能电池 38

3.8 非晶硅薄膜太阳能电池组件制备工艺 40

3.8.1 玻璃衬底非晶硅薄膜太阳能电池组件制备工艺 40

3.8.2 柔性衬底非晶硅薄膜太阳能电池组件制备工艺 43

思考题 44

第4章 砷化镓薄膜太阳能电池 46

4.1 砷化镓薄膜材料的结构与特点 46

4.1.1 砷化镓薄膜材料的结构 46

4.1.2 砷化镓薄膜材料的特点 46

4.2 砷化镓薄膜材料的制备方法 48

4.2.1 液相外延法 48

4.2.2 有机金属化学气相沉积法 49

4.2.3 分子束外延法 52

4.3 砷化镓薄膜太阳能电池的结构 53

4.3.1 单结砷化镓薄膜太阳能电池 53

4.3.2 双结砷化镓薄膜太阳能电池 55

4.3.3 三结砷化镓薄膜太阳能电池 56

4.4 聚光砷化镓薄膜太阳能电池 58

4.4.1 聚光原理 58

4.4.2 砷化镓薄膜太阳能电池聚光系统 59

4.5 砷化镓薄膜太阳能电池产业发展方向和主要问题 60

4.5.1 砷化镓薄膜太阳能电池产业发展方向 60

4.5.2 砷化镓薄膜太阳能电池产业面临的问题 61

思考题 61

第5章 铜铟镓硒薄膜太阳能电池 63

5.1 铜铟镓硒薄膜材料的结构及性质 63

5.2 铜铟镓硒薄膜太阳能电池的特点 63

5.3 铜铟镓硒薄膜太阳能电池的发展历程 65

5.4 铜铟镓硒吸收层的制备方法 67

5.4.1 多元共蒸发法 67

5.4.2 金属预置层后硒化法 70

5.4.3 分子束外延法 71

5.4.4 电化学沉积法 71

5.4.5 喷雾热解法 72

5.4.6 纳米颗粒涂覆法 72

5.5 铜铟镓硒薄膜太阳能电池的结构 73

5.6 铜铟镓硒薄膜太阳能电池组件制备工艺 75

5.7 柔性衬底铜铟镓硒薄膜太阳能电池 76

5.7.1 柔性衬底铜铟镓硒薄膜太阳能电池的基本结构 77

5.7.2 柔性衬底铜铟镓硒薄膜太阳能电池的关键技术 78

5.8 铜铟镓硒薄膜太阳能电池的研究热点及前景 80

思考题 82

第6章 碲化镉薄膜太阳能电池 83

6.1 背景介绍 83

6.2 碲化镉薄膜材料的结构和性质 84

6.3 碲化镉薄膜材料的制备方法 85

6.3.1 近空间升华法 85

6.3.2 蒸发单质堆垛层退火法 86

6.3.3 原子层沉积法 86

6.3.4 金属有机物化学气相沉积法 86

6.3.5 溅射法 86

6.3.6 电沉积法 86

6.3.7 喷雾热解法 86

6.3.8 丝网印刷退火法 87

6.4 碲化镉薄膜太阳能电池的结构 87

6.5 硫化镉／碲化镉薄膜太阳能电池产业发展现状 89

思考题 92

第7章 有机聚合物薄膜太阳能电池 93

7.1 引言 93

7.2 有机薄膜太阳能电池简介 94

7.2.1 单质结结构有机聚合物薄膜太阳能电池 94

7.2.2 PN异质结结构有机聚合物薄膜太阳能电池 95

7.2.3 体异质结结构有机聚合物薄膜太阳能电池 96

7.2.4 染料敏化纳米晶结构薄膜太阳能电池 97

7.3 展望 98

思考题 99

参考文献 100