光伏发电原理、技术及其应用

本书系统地介绍了太阳能光伏发电原理、制造工艺以及光伏发电系统的构成。首先，介绍了能源与环境问题、全球能源发展现状、可持续发展的理念以及可再生能源发展的必要性，并阐述了光伏发电技术的发展史及发展现状。其次，重点阐述了太阳能电池的半导体物理基础理论、太阳能光伏发电原理及其基本特性、目前采用的太阳能电池材料和制造工艺。*后，介绍了光伏发电系统的结构及构成。本书力图向读者提供太阳能光伏发电技术的专业基础理论知识、太阳能电池制造工艺及技术，以及应用情况和发展前景。本书可作为高等院校光伏发电相关专业本科生、研究生教材，也可供从事太阳能光伏相关领域的研发和工程技术人员学习及参考。

前言 主要参数符号表 第1章绪论111能源1 111能源的概念1 112能源的分类1 113能源的品质3 12能源与社会发展4 121能源利用与人类文明4 122全球能源发展现状5 13能源与环境问题8 131常规能源的环境影响8 132可持续发展战略11 14我国能源概述12 141我国能源现状、问题与对策12 142我国可再生能源现状与前景14 15太阳能的利用15 151太阳能的特点16 152太阳能的利用方式17 16光伏发电技术18 161光伏发电技术发展史19 162光伏行业发展史20 163我国光伏产业现状21 习题27 参考文献27 第2章太阳与太阳辐射3021太阳30 22日地天文关系31 221地球的自转与公转31 222天球与天球坐标系32 223太阳时33 224太阳位置35 23太阳辐射35 231太阳辐射光谱36 232太阳辐射37 233太阳常数38 234地表太阳辐射强度39 235任意平面太阳辐射强度40 24太阳能资源分布42 241世界太阳能资源分布42 242我国太阳能资源分布43 习题44 参考文献45 第3章半导体物理基础4631晶体结构46 311晶格47 312晶格的周期性48 313晶向及晶面49 314晶体的对称性51 32晶体缺陷58 321点缺陷58 322线缺陷62 33能带理论65 331原子能级和能带65 332晶体中电子的状态67 333电子在外力作用下的运动和有效质量72 334导体、绝缘体和半导体的能带论解释73 34半导体的特性75 341本征半导体的导电结构76 342典型半导体的能带结构78 343半导体中的杂质和杂质能级80 344缺陷能级82 35半导体中载流子的费米统计83 351费米统计分布84 352玻耳兹曼分布函数85 353本征半导体的载流子浓度86 354杂质半导体的载流子浓度90 36半导体的导电性95 361载流子的散射及漂移运动95 362半导体的迁移率97 37非平衡载流子98 371非平衡载流子的寿命99 372非平衡载流子的复合100 373载流子的扩散运动103 374非平衡载流子的漂移运动104 38pn结105 381pn结及其能带图105 382理想pn结电流-电压特性108 383影响pn结电流-电压特性的因素113 39半导体的光学性质116 391半导体的光学常数116 392半导体的光吸收118 习题122 参考文献122 第4章光生伏特效应12441pn结的光生伏特效应124 411光生电流124 412光电压129 42pn结太阳能电池特性132 421理想太阳能电池的等效电路132 422电流-电压特性132 423转换效率134 43效率影响因素135 431寄生电阻135 432太阳辐射强度的影响138 433温度影响139 44太阳能电池的串并联141 441平衡串并联141 442不平衡串并联142 习题144 参考文献144 第5章其他光生伏特效应14551肖特基结145 511金属和半导体的功函数145 512肖特基势垒146 513肖特基结的电流-电压特性148 514欧姆接触149 52MIS结构150 521表面态对接触势垒的影响150 522表面电场效应152 523MIS太阳能电池153 53半导体异质结155 531界面态155 532异质结能带图157 533异质结的电流-电压特性159 54非晶态半导体162 541非晶态半导体的结构162 542a-Si:H的掺杂效应及pn结163 543非晶硅太阳能电池164 习题165 参考文献166 第6章硅基太阳能电池材料及制造工艺16761晶硅电池材料167 611硅材料提纯167 612拉单晶171 613铸造多晶硅174 614制作硅片176 62晶硅太阳能电池177 621表面制绒178 622扩散制结181 623边缘刻蚀及去磷硅玻璃182 624镀减反射膜183 625印刷电极及烧结185 626测试分选及包装入库187 63晶硅太阳能电池组件188 631组件的主要封装材料188 632组件封装工艺190 64非晶硅薄膜太阳能电池的制造192 641制备透明导电薄膜194 642沉积p-i-n194 643激光切割技术195 习题196 参考文献197 第7章光伏发电系统19871光伏发电系统的分类198 711离网型光伏发电系统199 712并网型光伏发电系统200 713光伏与建筑的结合201 714光伏发电系统的采光方式202 715聚光型光伏发电系统203 72并网型光伏发电系统的体系结构207 721集中式结构207 722串行结构207 723多支路结构208 724模块式结构208 73光伏并网逆变器209 731光伏并网逆变器的电路拓扑209 732光伏并网逆变器的功能214 习题215 参考文献215 附录217附录A常用物理常数表217 附录BⅣ族半导体材料的性质218 附录CⅢ-Ⅴ族半导体材料的性质219 附录DⅡ-Ⅵ族半导体材料的性质220 附录EⅣ-Ⅵ族半导体材料的性质221