硅太陽能電池光伏材料（第2版）

第1章緒論/001
1.1能源和經(jīng)濟(jì)001
1.23E問題004
1.3溫室效應(yīng)006
1.3.1地球溫度估算006
1.3.2溫室效應(yīng)本質(zhì)006
1.4臭氧層空洞007
1.5酸雨008
1.6其他污染008
1.7太陽輻射009
1.8大氣質(zhì)量012
1.9太陽能的利用013
1.10太陽能的優(yōu)缺點(diǎn)015
1.11太陽能電池的發(fā)展史016
1.12中國(guó)太陽能電池歷史及產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀與未來017

第2章半導(dǎo)體基礎(chǔ)/020
2.1半導(dǎo)體020
2.1.1半導(dǎo)體分類和特征021
2.1.2電阻率、電導(dǎo)率021
2.2半導(dǎo)體晶體結(jié)構(gòu)022
2.2.1晶體特征023
2.2.2晶體結(jié)構(gòu)024
2.2.3晶向與晶面025
2.2.4晶向與晶面的關(guān)系028
2.2.5結(jié)晶過程031
2.2.6晶核形成032
2.2.7晶體缺陷033
2.3固體能帶理論038
2.3.1能級(jí)038
2.3.2能帶038
2.3.3半導(dǎo)體導(dǎo)電能力能帶解釋040
2.3.4費(fèi)米能級(jí)041
2.4半導(dǎo)體純度041
2.5半導(dǎo)體導(dǎo)電原理042
2.5.1電子、空穴042
2.5.2載流子043
2.6本征半導(dǎo)體045
2.7雜質(zhì)半導(dǎo)體046
2.7.1半導(dǎo)體中雜質(zhì)填充046
2.7.2深/淺能級(jí)雜質(zhì)047
2.7.3電活性/電中性雜質(zhì)047
2.7.4N型半導(dǎo)體047
2.7.5P型半導(dǎo)體049
2.7.6雜質(zhì)對(duì)電阻率的影響050
2.8P-N結(jié)050
2.8.1P-N結(jié)形成050
2.8.2P-N結(jié)單向?qū)ㄐ?52
2.8.3P-N結(jié)擊穿053
2.8.4P-N結(jié)伏安特性054
2.8.5P-N結(jié)電場(chǎng)和電勢(shì)055
2.8.6P-N結(jié)電容特性058
2.8.7P-N結(jié)應(yīng)用060

第3章太陽能電池基本原理/061
3.1太陽能電池061
3.1.1光電效應(yīng)061
3.1.2光伏效應(yīng)062
3.2太陽能電池基本結(jié)構(gòu)063
3.3太陽能電池表征參數(shù)064
3.4太陽能電池電路模型066
3.5半導(dǎo)體光吸收067
3.6量子效率070
3.7太陽能電池的光譜響應(yīng)071
3.8太陽能電池轉(zhuǎn)換效率影響因素072
3.8.1光損失072
3.8.2載流子復(fù)合損失073
3.8.3電流輸出損失074
3.9太陽能電池轉(zhuǎn)換效率η極限075
3.9.1短路電流Isc極限075
3.9.2開路電壓Voc極限076
3.9.3填充因子FF極限076
3.9.4轉(zhuǎn)換效率η極限076
3.10溫度對(duì)太陽能電池的影響077
3.11太陽能電池組件的“熱斑效應(yīng)”079

第4章多晶硅原料制造工藝/084
4.1太陽能電池材料選擇084
4.2硅材料特征085
4.2.1硅材料物理屬性085
4.2.2硅材料化學(xué)屬性087
4.3硅的用途087
4.4金屬硅制造088
4.4.1金屬硅制造原理088
4.4.2金屬硅制造流程090
4.4.3金屬硅生產(chǎn)影響因素093
4.4.4工業(yè)硅煙氣處理095
4.4.5金屬硅現(xiàn)狀095
4.5改良西門子法制造多晶硅097
4.5.1三氯硅烷制備098
4.5.2SiHCl3氫氣還原制備多晶硅原料102
4.5.3西門子多晶硅原料106
4.5.4硅芯107
4.5.5氫氣制備與凈化107
4.5.6氯化氫合成107
4.5.7廢氣、廢液、廢渣處理108
4.6硅烷法制造多晶硅109
4.6.1硅烷性質(zhì)109
4.6.2流化床法110
4.6.3硅烷熱分解法114
4.7多晶硅其他制備方法115

第5章單晶硅棒制造工藝/117
5.1直拉法制造單晶硅棒117
5.1.1直拉單晶爐117
5.1.2熱場(chǎng)121
5.1.3熱場(chǎng)溫度梯度124
5.1.4拆爐127
5.1.5熱場(chǎng)安裝和煅燒129
5.1.6石英坩堝131
5.1.7籽晶133
5.1.8直拉單晶硅料133
5.1.9直拉單晶流程135
5.1.10熔體對(duì)流142
5.1.11雜質(zhì)分凝143
5.1.12硅中雜質(zhì)144
5.1.13電阻率均勻性控制149
5.1.14晶體雜質(zhì)條紋151
5.1.15摻雜151
5.1.16單晶硅良率控制153
5.1.17單晶車間生產(chǎn)事故及處理154
5.2連續(xù)加料直拉法155
5.3磁控直拉法156
5.3.1磁控直拉法原理157
5.3.2磁控直拉法磁場(chǎng)157
5.4懸浮區(qū)熔法制造單晶硅棒159
5.4.1懸浮區(qū)熔原理159
5.4.2熔硅穩(wěn)定問題159
5.4.3中子嬗變摻雜160
5.4.4懸浮區(qū)熔單晶爐161
5.5無接觸坩堝技術(shù)162
5.6液體覆蓋直拉技術(shù)162

第6章多晶硅錠鑄造工藝/163
6.1多晶硅發(fā)展163
6.2多晶硅錠鑄造原理163
6.3定向凝固傳熱分析164
6.4布里曼法165
6.5熱交換法165
6.5.1熱交換爐166
6.5.2鑄造硅錠工藝流程168
6.6澆鑄法171
6.7電磁鑄造法172
6.8多晶硅錠摻雜173
6.9多晶硅錠溫度影響174
6.10多晶硅錠雜質(zhì)174
6.10.1非金屬雜質(zhì)174
6.10.2金屬雜質(zhì)176
6.11多晶硅錠缺陷176

第7章晶體硅切片工藝/178
7.1硅片分類178
7.2硅片切片流程179
7.2.1光伏硅切片179
7.2.2晶圓單晶硅切片184
7.3砂漿線切割188
7.4金剛石線切割190
7.5少子壽命192
7.5.1微波光電導(dǎo)衰減法193
7.5.2高頻光電導(dǎo)衰減法195
7.6體電阻率196
7.6.1半無窮大樣品體電阻率196
7.6.2薄層樣品電阻率197
7.7硅片等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)198
7.8硅帶制造技術(shù)200
7.9直拉硅片技術(shù)202

第8章硅電池片制造工藝/204
8.1晶體硅太陽能電池204
8.2基板材料205
8.3表面制絨206
8.3.1硅片清洗206
8.3.2制絨意義和原理206
8.3.3單晶硅制絨207
8.3.4單晶硅制絨設(shè)備和流程211
8.3.5多晶硅制絨212
8.3.6多晶硅制絨設(shè)備和流程213
8.3.7絨面檢測(cè)216
8.4擴(kuò)散制P-N結(jié)217
8.4.1擴(kuò)散機(jī)制217
8.4.2擴(kuò)散方程219
8.4.3擴(kuò)散系數(shù)219
8.4.4擴(kuò)散分類220
8.4.5磷擴(kuò)散制結(jié)223
8.4.6磷擴(kuò)散工藝224
8.4.7硅片檢驗(yàn)226
8.4.8等離子體刻蝕229
8.4.9去除磷硅玻璃230
8.5減反射膜α-SiNx∶H230
8.5.1減反射膜原理230
8.5.2減反射膜材料232
8.5.3α-SiNx∶H性質(zhì)233
8.5.4α-SiNx∶H制備235
8.5.5α-SiNx∶H 檢驗(yàn)239
8.6SiNx表面鈍化239
8.6.1鈍化原理239
8.6.2氫鈍化作用241
8.6.3SiNx厚度與少子壽命關(guān)系241
8.7絲網(wǎng)印刷及燒結(jié)工藝242
8.7.1絲網(wǎng)印刷原理242
8.7.2印刷設(shè)備及參數(shù)243
8.7.3絲網(wǎng)印刷步驟246
8.7.4絲網(wǎng)印刷檢驗(yàn)247
8.7.5燒結(jié)248
8.7.6燒結(jié)檢驗(yàn)249
8.8柵線技術(shù)249
8.9多晶黑硅技術(shù)253
8.10高效硅電池254
8.10.1P型PERC電池255
8.10.2PERT和PERL電池256
8.10.3HIT電池259
8.10.4IBC電池260
8.10.5HJBC電池261
8.10.6HJBC-POLO電池262
8.10.7TOPCon電池263

第9章光伏發(fā)電系統(tǒng)/265
9.1光伏發(fā)電系統(tǒng)組成要素265
9.2太陽能電池組件268
9.2.1封裝材料269
9.2.2組件制造過程273
9.3光伏陣列279
9.3.1光伏陣列輸出特性279
9.3.2光伏陣列尺寸279
9.3.3功率點(diǎn)跟蹤控制280
9.4并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)283
9.4.1并網(wǎng)發(fā)電分類283
9.4.2并網(wǎng)發(fā)電優(yōu)缺點(diǎn)285
9.4.3孤島效應(yīng)286
9.4.4光伏建筑一體化286
9.5獨(dú)立系統(tǒng)289
9.6混合系統(tǒng)289
9.7太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)291
9.7.1獨(dú)立系統(tǒng)容量設(shè)計(jì)292
9.7.2混合系統(tǒng)設(shè)計(jì)295
9.7.3并網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)296
9.7.4光伏組件傾角296
9.7.5太陽能電池方陣間距298

參考文獻(xiàn)/300

附錄/301