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- [pdf] 太阳电池物理基础
内容简介：
本书系华北电力大学可再生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射的定量描述、细致平衡原理与太阳电池所涉及的基本概念、物理模型、伏安特性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结及其伏安特性、太阳电池的伏安特性和半导体结。全书内容深入浅出、概念清晰、图文并茂、物理图像鲜明，非常适合作为光伏专业、能源专业或其他相关专业的本科生和研究生的专业教材。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，帮助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助。
书籍目录：
前言
第1章太阳能与太阳电池 1
★11太阳辐射 1
111几个重要名词 1
112太阳表面辐照度的计算 3
113地球大气层外太阳辐照度的计算 4
114不同特征温度下黑体辐射的光子通量 5
115影响地球表面太阳辐射的各种因素 6
★12世界太阳能资源分布 7
★13我国太阳能资源分布 8
★14太阳能的利用方式 10
★15太阳电池基本工作原理 10
★16太阳电池发展历程 12
★17 太阳电池芯片、组件和系统 15
★18小结 16
习题 17
参考文献 17
第2章细致平衡原理与太阳电池J-V关系 19
★21细致平衡原理 19
211几个重要概念 19
212细致平衡原理的基本假设 20
213细致平衡原理的证明 21
★22太阳电池的光电流与暗电流 22
★23太阳电池的J-V关系 23
★24小结 25
习题 25
参考文献 25
第3章载流子的统计分布与电流 27
★31半导体材料的分类 27
★32半导体材料的晶格结构 28
321金刚石型结构 29
322闪锌矿型结构 29
323纤锌矿型结构 30
324岩盐结构 30
★33半导体中电子的状态和能带 30
331薛定谔方程与布洛赫波 31
332直接带隙和间接带隙 32
★34热平衡状态载流子的统计分布与电流 34
341状态密度 34
342费米-狄拉克分布 36
343麦克斯韦-玻尔兹曼分布 37
344导带中电子浓度与价带中空穴浓度 38
345热平衡状态的电流 38
★35半导体的载流子浓度 39
351本征半导体的载流子浓度 39
352n型半导体的载流子浓度 40
353p型半导体费米能级 42
354补偿半导体 43
355简并半导体与非简并半导体 43
356缺陷 44
357半导体的电导率和迁移率 44
★36准热平衡状态载流子的统计分布与电流 45
361准热平衡状态的载流子浓度 45
362准热平衡状态载流子的统计分布 46
363准热平衡状态载流子的电流 47
★37漂移电流与扩散电流 48
371电子亲和势 48
372功函数 49
373扩散和漂移 50
★38小结 50
习题 51
参考文献 52
第4章非平衡载流子的产生与复合 53
★41非平衡载流子产生与复合的分类 53
411非平衡载流子产生的分类 53
412非平衡载流子复合的分类 54
413产生率与复合率 55
414非平衡载流子的寿命 56
★42非平衡载流子的产生 56
421非平衡载流子产生的微观物理图像 56
422非平衡载流子产生的宏观表现 58
★43非平衡载流子的复合 61
431辐射复合 61
432俄歇复合 66
433陷阱复合 67
434表面复合和晶界复合 70
★44载流子的输运方程 71
441连续性方程 71
442泊松方程 72
443一维稳态半导体的连续性方程 72
★45小结 74
习题 75
参考文献 76
第5章pn结及其伏安特性 77
★51pn结的形成 77
511pn结形成的物理过程 77
512pn结接触电势差与势垒高度 79
513空间电荷区电场、电势的分布及耗尽宽度的计算 79
514空间电荷区实际载流子的分布 82
★52pn结电流电压特性 83
521pn结的单向导电性 83
522理想pn结的电流电压特性86
★53pn结的制备方法 89
531扩散法 89
532合金法 89
533薄膜外延法 89
534离子注入法 90
★54小结 90
习题 91
参考文献 91
第6章太阳电池的伏安特性 92
★61太阳电池的工作原理 92
611从载流子输运的角度分析光电流Jph与暗电流Jdark 93
612光照条件下pn结能带的变化 94
★62光生载流子的浓度和电流 94
621电中性区的载流子浓度和电流 95
622空间电荷区的载流子浓度和电流 96
623净电流 97
★63太阳电池的伏安特性 97
631电中性区的电流表达式 97
632空间电荷区的电流表达式 98
633净电流表达式 99
634暗电流表达式 99
635短路电流与伏安特性方程 100
★64太阳电池的伏安特性曲线 101
641理想太阳电池的等效电路图与伏安特性曲线 101
642描述太阳电池的几个重要参数 102
643实际太阳电池的等效电路图与伏安特性曲线 103
★65太阳电池的伏安特性测试与外量子效率测试 105
651太阳电池伏安特性测试 105
652太阳电池外量子效率测试 108
★66小结 110
习题 110
参考文献 111
第7章半导体结 113
★71载流子分离的内部驱动力 113
★72金属－半导体接触 113
721欧姆接触 113
722肖特基接触 116
★73pin结 118
★74同质结与异质结 120
741同质结 120
742异质结 120
★75体异质结 122
751有机太阳电池 122
752染料敏化太阳电池 124
★76表面态与界面态 126
761表面态 126
762界面态 127
★77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AM15太阳光谱辐照度 131
★附录D参考符号表 135
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