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诺森太电池理基础白一鸣[等]编9787111473695机械工业出版社
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前言
第章太阳能与太阳电池 1
1.1太阳辐 1
1.1.1几个重要名词 1
1.1.2太阳表面辐照度的计算 3
1.1.3地球大气层外太阳辐照度的计算 4
1.1.4不同特征温度下黑体辐的光子通量 5
1.1.5影响地球表面太阳辐的各种因素 6
1.2世界太阳能资源分布 7
1.3我国太阳能资源分布 8
1.4太阳能的利用方式 10
1.5太阳电池基本工作原理 10
1.6太阳电池发展历程 12
1.7 太阳电池芯片、组件和系统 15
1.8小结 16
习题 17
参考文献 17
第章细致平衡原理与太阳电池J-V关系 19
2.1细致平衡原理 19
2.1.1几个重要概念 19
2.1.2细致平衡原理的基本设 20
2.1.3细致平衡原理的明 21
2.2太阳电池的光电流与暗电流 22
.太阳电池的J-V关系
2.4小结 25
习题 25
参考文献 25
第章载流子的统计分布与电流 27
3.1半导体材料的分类 27
3.2半导体材料的晶格结构 28
3.2.1金刚石型结构 29
3.2.2闪锌矿型结构 29
3..纤锌矿型结构 30
3.2.4岩盐结构 30
目录太电池理基础3.3半导体中的状态和能带 30
3.3.1薛定谔方程与布洛赫波 31
3.3.2直接带隙和间接带隙 32
3.4热平衡状态载流子的统计分布与电流 34
3.4.1状态密度 34
3.4.2费米-狄拉克分布 36
3.4.3麦克斯韦-玻尔兹曼分布 37
3.4.4导带中浓度与价带中空穴浓度 38
3.4.5热平衡状态的电流 38
3.5半导体的载流子浓度 39
3.5.1本征半导体的载流子浓度 39
3.5.2n型半导体的载流子浓度 40
3.5.3p型半导体费米能级 42
3.5.4补偿半导体 43
3.5.5简并半导体与非简并半导体 43
3.5.6缺陷 44
3.5.7半导体的电导率和迁移率 44
3.6准热平衡状态载流子的统计分布与电流 45
3.6.1准热平衡状态的载流子浓度 45
3.6.2准热平衡状态载流子的统计分布 46
3.6.3准热平衡状态载流子的电流 47
3.7漂移电流与扩散电流 48
3.7.1亲和势 48
3.7.2功函数 49
3.7.3扩散和漂移 50
3.8小结 50
习题 51
参考文献 52
第章非平衡载流子的产生与复合 53
4.1非平衡载流子产生与复合的分类 53
4.1.1非平衡载流子产生的分类 53
4.1.2非平衡载流子复合的分类 54
4.1.3产生率与复合率 55
4.1.4非平衡载流子的寿命 56
4.2非平衡载流子的产生 56
4.2.1非平衡载流子产生的微观物理图像 56
4.2.2非平衡载流子产生的宏观表现 58
4.3非平衡载流子的复合 61
4.3.1辐复合 61
4.3.2俄歇复合 66
4.3.3陷阱复合 67
4.3.4表面复合和晶界复合 70
4.4载流子的输运方程 71
4.4.1连续方程 71
4.4.2泊松方程 72
4.4.3一维稳态半导体的连续方程 72
4.5小结 74
习题 75
参考文献 76
第章pn结及其伏安特 77
5.1pn结的形成 77
5.1.1pn结形成的物理过程 77
5.1.2pn结接触电势差与势垒高度 79
5.1.3空间电荷区电场、电势的分布及耗尽宽度的计算 79
5.1.4空间电荷区实际载流子的分布 82
5.2pn结电流电压特 83
5.2.1pn结的单向导电 83
5.2.2理想pn结的电流电压特6
5.3pn结的制备方法 89
5.3.1扩散法 89
5.3.2合金法 89
5.3.3薄膜外延法 89
5.3.4离子注入法 90
5.4小结 90
习题 91
参考文献 91
第章太阳电池的伏安特 92
6.1太阳电池的工作原理 92
6.1.1从载流子输运的角度分析光电流Jph与暗电流Jdark 93
6.1.2光照条件下pn结能带的变化 94
6.2光生载流子的浓度和电流 94
6.2.1电中区的载流子浓度和电流 95
6.2.2空间电荷区的载流子浓度和电流 96
6..净电流 97
6.3太阳电池的伏安特 97
6.3.1电中区的电流表达式 97
6.3.2空间电荷区的电流表达式 98
6.3.3净电流表达式 99
6.3.4暗电流表达式 99
6.3.5短路电流与伏安特方程 100
6.4太阳电池的伏安特曲线 101
6.4.1理想太阳电池的等效电路图与伏安特曲线 101
6.4.2描述太阳电池的几个重要参数 102
6.4.3实际太阳电池的等效电路图与伏安特曲线 103
6.5太阳电池的伏安特测试与外量子效率测试 105
6.5.1太阳电池伏安特测试 105
6.5.2太阳电池外量子效率测试 108
6.6小结 110
习题 110
参考文献 111
第章半导体结 113
7.1载流子分离的内部驱动力 113
7.2金属-半导体接触 113
7.2.1欧姆接触 113
7.2.2肖特基接触 116
7.3pin结 118
7.4同质结与异质结 120
7.4.1同质结 120
7.4.2异质结 120
7.5体异质结 122
7.5.1有机太阳电池 122
7.5.2染料敏化太阳电池 124
7.6表面态与界面态 126
7.6.1表面态 126
7.6.2界面态 127
7.7小结 128
习题 128
参考文献 128
附录130
附录A常用物理常数表 130
附录B常见太阳电池材料物理参数表 130
附录C标准AM1.5太阳光谱辐照度 131
附录D参考符号表 135
本书系华北电力大学可能源学院光伏科学与工程专业的专业课教材。全书系统地介绍了太阳辐的定量描述、细致平衡原理与太阳电池所涉及的基本概念、物理模型、伏安特及一些典型太阳电池设计的基本理念。全书共7章,包括太阳能与太阳电池、细致平衡原理与太阳电池J-V关系、载流子的统计分布与电流、非平衡载流子的产生与复合、pn结及其伏安特、太阳电池的伏安特和半导体结。全书内容深入浅出、概念清晰、图文并茂、物理图像鲜明,很好适合作为光伏专业、能源专业或相关专业的生和的专业教材。本书也可以作为光伏领域科学工作者和工程技术人员的参考资料,帮其在太阳电池领域打下坚实的物理基础,为研发各种类型的太阳电池提供指导和帮。
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