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第1章 绪言 1

1.1 前言 1

1.2 太阳能电池介绍及原理 2

1.3 太阳能电池的种类 6

1.4 太阳能电池产业概况 8

1.5 本书架构 10

参考文献 11

第2章 太阳能级单晶硅拉棒及多晶硅铸造技术 12

2.1 太阳能电池所用的硅材料 12

2.1.1 高纯度多晶硅的制造 12

2.1.2 太阳能级多晶硅原料的制造 14

2.2 单晶硅长晶技术 15

2.2.1 CZ（柴氏）法单晶硅晶棒的制造方法 15

2.2.2 区熔法 17

2.2.3 新型长晶技术 18

2.2.4 CZ单晶硅晶棒（硅棒）的品质控制 20

2.3 多晶硅铸造技术 27

2.3.1 多晶硅铸造技术种类 27

2.3.2 多晶硅铸造硅锭 28

2.3.3 多晶硅铸锭的质量控制 31

2.4 太阳能硅片加工 35

2.5 结论 37

参考网站及文献 37

第3章 单晶硅及多晶硅太阳能电池的生产技术 39

3.1 前言 39

3.2 电池结构与制备流程 40

3.2.1 电池结构 40

3.2.2 制备流程 41

3.3 腐蚀 43

3.3.1 去切割损伤层 44

3.3.2 表面织构化 44

3.3.3 化学腐蚀 45

3.3.4 等离子体刻蚀 52

3.4 磷扩散 54

3.4.1 管式批次结构 54

3.4.2 链式结构 56

3.5 去氧化层 56

3.6 抗反射镀膜 57

3.6.1 等离子体镀膜技术比较 57

3.6.2 SiNx:H薄膜沉积工艺 58

3.7 电极制备 59

3.7.1 丝网印刷 59

3.7.2 烧结 61

3.8 边缘隔离 61

3.8.1 等离子体刻蚀 61

3.8.2 激光边缘隔离 62

3.9 光电特性测试 63

3.9.1 太阳光谱 63

3.9.2 电池的电压—电流特性曲线 64

3.10 其他测试 65

3.10.1 载流子寿命测试 65

3.10.2 光谱响应测试 67

参考文献 68

第4章 单晶硅及多晶硅太阳能电池的组件技术 70

4.1 光伏组件的构造、封装与技术发展 71

4.1.1 光伏组件的构造 71

4.1.2 光伏组件的封装 72

4.1.3 光伏组件技术发展趋势 73

4.2 光伏组件材料选用 73

4.2.1 太阳能电池 73

4.2.2 玻璃 74

4.2.3 EVA 74

4.3 光伏组件工艺技术 75

4.3.1 光伏组件封装流程 75

4.3.2 太阳能电池组件封装工艺管制 75

4.4 光伏组件品管技术 77

4.4.1 太阳能电池片与铜箔焊线焊接强度评估 77

4.4.2 EVA与玻璃封装界面强度评估 78

4.4.3 晶体硅太阳能电池反向电压的反向电流评估 79

4.5 太阳能电池组件检测与验证 79

4.5.1 光伏组件检测技术 79

4.5.2 光伏组件验证 89

参考文献 95

第5章 单晶硅及多晶硅太阳能电池的前瞻技术 97

5.1 前言 97

5.1.1 替代能源的蓬勃发展 97

5.1.2 太阳能电池的种类——晶体硅型太阳能电池为市场之主流 97

5.1.3 太阳能产业面临的挑战——发电单位成本较高，能量密度偏低 98

5.1.4 国内外产业分析 99

5.2 硅太阳能电池的理论极限与损耗机制 100

5.2.1 光进入太阳能电池的损失 101

5.2.2 其他太阳能电池损失机制——弱光效应 112

5.3 高效率太阳能电池技术 112

5.3.1 选择性发射极技术 113

5.3.2 刻槽埋栅 114

5.3.3 N型硅太阳能电池 115

5.4 其他高效率结晶硅太阳能电池技术 116

5.4.1 PERL结构太阳能电池 116

5.4.2 IBC结构太阳能电池 116

5.4.3 HIT结构太阳能电池 117

5.4.4 倾斜蒸镀金属接触式太阳能电池 117

5.4.5 Hot carrier太阳能电池 118

参考网站及文献 118

第6章 硅薄膜太阳能电池 120

6.1 简介 120

6.2 氢化非晶硅薄膜的制备 121

6.2.1 非晶硅薄膜沉积 122

6.2.2 非晶硅薄膜掺杂 123

6.3 氢化非晶硅薄膜的特性 124

6.3.1 氢化非晶硅薄膜的结构特性 124

6.3.2 氢化非晶硅薄膜的光学特性 127

6.3.3 氢化非晶硅薄膜的电学特性 129

6.4 氢化非晶硅太阳能电池原理 130

6.5 氢化非晶硅太阳能电池制备 131

6.5.1 非晶硅太阳能电池制备的要求 131

6.5.2 非晶硅P-i-N太阳能电池生产技术 132

6.6 氢化非晶硅薄膜太阳能电池优缺点 134

6.6.1 氢化非晶硅薄膜太阳能电池的优点 134

6.6.2 氢化非晶硅薄膜太阳能电池的缺点 137

6.7 氢化非晶硅薄膜太阳能电池研发方向 137

6.7.1 薄膜结晶结构控制 138

6.7.2 组件结构控制 142

6.7.3 氢化非晶硅薄膜太阳能电池研发情况 143

6.8 结论 147

参考文献 148

第7章 高效率聚光型太阳能发电技术——Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体多结太阳能电池长晶技术 152

7.1 简介 152

7.1.1 Ⅲ-Ⅴ族半导体材料 152

7.1.2 直接与间接带隙半导体 153

7.1.3 发展历程与近况 155

7.1.4 主要应用与发展趋势 156

7.2 Ⅲ-Ⅴ族太阳能电池种类 158

7.2.1 单结式 158

7.2.2 多结式 161

7.2.3 聚光型 163

7.3 外延设备介绍 165

7.3.1 有机金属气相外延法 165

7.3.2 分子束外延法 167

7.3.3 化学束外延法 170

7.4 单结材料太阳能电池的外延与结构设计 171

7.4.1 GaAs太阳能电池的外延与结构设计 172

7.4.2 AlGaAs单结材料太阳能电池 177

7.4.3 量子阱太阳能电池 178

7.4.4 氮（N）基 181

7.5 双结材料太阳能电池的外延与结构设计 183

7.5.1 双结太阳能电池的设计概念 183

7.5.2 多种不同结构、不同材料的双结太阳能电池 189

7.6 多结叠接太阳能电池 192

7.6.1 GaInP/InGaAs/Ge太阳能电池的外延与结构设计 192

7.6.2 GaInP/GaAs/InGaNAs/Ge太阳能电池的外延与结构设计 200

参考网站及文献 205

第8章 高效率聚光型太阳能发电技术——提升聚光型太阳能电池光电转换效率的技术 215

8.1 Ⅲ族太阳能电池组件结构设计 215

8.2 Ⅲ-Ⅴ族太阳能电池的设计与材料选用 218

8.3 Ⅲ-Ⅴ族太阳能电池的组件表面抗反射技术 224

参考文献 228

第9章 高效率聚光型太阳能发电技术——聚光型太阳能电池（光伏）模块技术 230

9.1 简介 230

9.2 CPV技术 231

9.2.1 CPV技术的工作原理 231

9.2.2 CPV技术的优点 232

9.2.3 CPV发电系统的种类 234

9.2.4 CPV技术其他考虑因素 234

9.3 CPV模块 235

9.3.1 聚光型太阳能电池 235

9.3.2 CPV模块制作 237

9.3.3 CPV模块测量 237

9.3.4 CPV模块技术的挑战与机遇 237

9.4 CPV模块发展现状 238

9.4.1 台湾的发展现状 238

9.4.2 国际的发展现状 239

9.4.3 产品标准的重要性 243

9.5 结语 243

参考网站及文献 243

第10章 CdTe及Cu(In,Ga)Se2薄膜太阳能电池 244

10.1 绪论 244

10.2 CdTe薄膜太阳能电池 246

10.2.1 CdTe薄膜的制备与电性 247

10.2.2 CdTe太阳能电池的组件结构与电性 248

10.2.3 CdTe薄膜太阳能电池的未来发展 249

10.3 Cu(In,Ga)Se2薄膜太阳能电池 249

10.3.1 CuInSe2系列材料的基本性质 249

10.3.2 Cu(In,Ga)Se2薄膜的制备方法 251

10.3.3 CIGS高效率太阳能电池的组件结构 253

10.3.4 CIGS太阳能电池的量产制程 255

10.4 结语 257

参考文献 258

第11章 新型太阳能电池 259

11.1 引言 259

11.2 高效率（＞31％）新型太阳能电池 260

11.2.1 叠层太阳能电池 261

11.2.2 多数电子—空穴对太阳能电池 261

11.2.3 热载流子太阳能电池 261

11.2.4 多能带太阳能电池 262

11.2.5 热光太阳能电池及热光组件 263

11.3 廉价大面积有机太阳能电池 263

11.3.1 染料敏化太阳能电池 264

11.3.2 全有机半导体太阳能电池 267

11.3.3 高分子掺混C60及其衍生物的太阳能电池 268

11.3.4 高分子混合无机纳米粒子太阳能电池 270

11.3.5 有机混合材料太阳能电池的效率 272

11.3.6 价格与成本讨论 273

11.3.7 电池寿命讨论 273

11.4 结论 274

参考文献 274

第12章 太阳光电产业与市场发展 277

12.1 全球太阳光电产业发展历程 277

12.2 总体环境监测 281

12.2.1 太阳光电主要市场与潜力国家推动政策 281

12.2.2 全球太阳光电未来潜力市场与其应用 301

12.3 全球产业链动态监测 306

12.3.1 区域分析 306

12.3.2 获利分析 309

12.3.3 技术发展趋势 312

12.4 中国台湾太阳光电产业发展监测 315

12.4.1 光电产业发展现况 315

12.4.2 光电产业供应链分析 319

第13章 太阳能电池方面的专利情况 324

13.1 引言 324

13.2 专利分析的概念 324

13.2.1 专利的种类 325

13.2.2 专利分析的意义 328

13.2.3 专利分析与研发策略的关系 329

13.3 太阳能电池的可专利性探讨 331

13.3.1 太阳能电池的技术 331

13.3.2 太阳能电池的可专利关键技术 332

13.3.3 专利检索的方法与限制 333

13.4 太阳能电池专利的管理分析 334

13.4.1 第一代硅基太阳能电池的专利管理分析 334

13.4.2 第二代薄膜型太阳能电池的专利管理分析 339

13.4.3 第三代高效率太阳能电池的专利管理分析 348

13.5 太阳能电池专利的技术分析 353

13.5.1 第一代硅基太阳能电池的专利技术分析 353

13.5.2 第二代薄膜型太阳能电池的专利技术分析 355

13.5.3 第三代高效率太阳能电池的专利技术分析 358

13.6 总结与建议 359

13.6.1 太阳能电池专利分析后的策略布局 359

13.6.2 太阳能电池的回避设计 360

13.6.3 未来研发的建议 360

13.6.4 致谢 361

参考网站及文献 361

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