光伏技術(shù)與工程手冊(cè)（原書第2版）
定 價(jià)：298 元
- 作者：[西]安東尼奧·盧克（Antonio Luque）[美]史蒂文·埃熱迪（S
- 出版時(shí)間：2019/7/1
- ISBN：9787111624875
- 出 版 社：機(jī)械工業(yè)出版社
- 中圖法分類：TM615-62
- 頁(yè)碼：
- 紙張：膠版紙
- 版次：
- 開(kāi)本：16開(kāi)
本書是一本全面論述太陽(yáng)能光伏發(fā)電所有涉及領(lǐng)域的技術(shù)論著。書中由淺人深地論述了太陽(yáng)能光伏發(fā)電各個(gè)方面的基本原理與實(shí)際工程技術(shù)內(nèi)容。另外，書中還全面地論述了各種技術(shù)的全新進(jìn)展,并給出了大量的參考文獻(xiàn)，如果讀者想繼續(xù)深人地探討相關(guān)技術(shù)，可以很方便地從書中及參考文獻(xiàn)中找到所需要的知識(shí)。
本書基本上可以分成幾個(gè)大的方面:光伏基本理論，包括光伏技術(shù)的熱力學(xué)理論極限和pn結(jié)理論，還包括全新的有關(guān)第三代太陽(yáng)電池的理論基礎(chǔ);硅材料的制備和硅片加工;各種太陽(yáng)電池技術(shù),包括晶體硅太陽(yáng)電池、硅薄膜太陽(yáng)電池、II- V族太陽(yáng)電池、CdTe 薄膜太陽(yáng)電池、CIGS 薄膜太陽(yáng)電池、染料敏化太陽(yáng)電池等;各種光伏系統(tǒng)及應(yīng)用技術(shù);光伏測(cè)試技術(shù);光伏系統(tǒng)的平衡部件的原理和技術(shù)，包括蓄電池、逆變器與控制器;從天文學(xué)和地理學(xué)的角度論述太陽(yáng)輻射能量的理論;光伏技術(shù)及產(chǎn)業(yè)的歷史及現(xiàn)狀等。
與原書第1版相比，在所有章節(jié)的內(nèi)容上都有大量的更新，諸如新的先進(jìn)技術(shù)、新的電池效率、制造業(yè)現(xiàn)狀、安裝的數(shù)據(jù)等，而且還增加了薄膜光伏中透明導(dǎo)電氧化物、第三代有機(jī)聚合物器件等全新內(nèi)容,在論述光伏建筑的內(nèi)容時(shí)也增加了很多新的案例。總的來(lái)看，本書仍舊是目前國(guó)際上十分全面的論述光伏產(chǎn)業(yè)相關(guān)技術(shù)的著作，涵蓋了光伏技術(shù)、應(yīng)用及產(chǎn)業(yè)的各個(gè)方面的內(nèi)容，并且有大量的論文索引，相信可以為國(guó)內(nèi)光伏工程領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)技術(shù)人員和研發(fā)人員、高校太陽(yáng)電池研究團(tuán)隊(duì)，以及證券投資公司、環(huán)保部門的政策研究人員提供全面的參考。
《光伏技術(shù)與工程手冊(cè)》原書第1版出版于2003年，該書描述了50年來(lái)太陽(yáng)電池和組件在研究、技術(shù)、產(chǎn)業(yè)發(fā)展、應(yīng)用方面的結(jié)果。這些結(jié)果包括了地面光伏的第-代技術(shù)一晶體硅片技術(shù);第二代技術(shù)一薄膜硅、 CdTe和CuInGaSe,技術(shù);第三代技術(shù)一有 機(jī)染料敏化的光合作用仿真技術(shù)或者先進(jìn)的超高效理論概念電池，如多光子或中間帶電池，這些概念還有待實(shí)際驗(yàn)證。該書也包括.V族多結(jié)電池及其聚光器，該種電池具有最高的轉(zhuǎn)換效率。該書也描述了太陽(yáng)電池應(yīng)用，包括外太空的和地面(都市地區(qū)和偏遠(yuǎn)鄉(xiāng)村)的應(yīng)用。亦有章節(jié)描述太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)的部件,包括蓄電池、能量轉(zhuǎn)換器件(如逆變器)。還有一些章節(jié)描述基本物理原理、測(cè)試、標(biāo)定，以及計(jì)算由組件產(chǎn)生的能量,這些組件可以是以任何參量安裝在任何地方。
幾乎在這本書出版的同時(shí)，爆發(fā)了對(duì)光伏技術(shù)的極大興趣。生產(chǎn)和銷售呈現(xiàn)10倍以上的增長(zhǎng)，從2003年的600MW到2009年的7300MW。對(duì)于光伏日益增長(zhǎng)的興趣引導(dǎo)了私人和公共投資，導(dǎo)致了在技術(shù)和應(yīng)用方面的明顯改進(jìn)。這些進(jìn)步許多是來(lái)自創(chuàng)新的國(guó)家政策。數(shù)以百計(jì)的公司(從小的初創(chuàng)公司到成熟的大型跨國(guó)公司)都試圖趕上這波流行的、對(duì)光伏技術(shù)感興趣的浪潮。他們中的很多人購(gòu)買了本書第1版以對(duì)其工程師、經(jīng)理人員、分析人員和投資者進(jìn)行教育和指導(dǎo)。光伏領(lǐng)域變得成熟一許 多公司最終實(shí)現(xiàn)了盈利,生產(chǎn)規(guī)模在不斷擴(kuò)張，新的先進(jìn)技術(shù)正在進(jìn)人市場(chǎng)。
第2版計(jì)劃展現(xiàn)這些新的進(jìn)展。第2版還得益于過(guò)去一年經(jīng)濟(jì)危機(jī)中出現(xiàn)的景象，光伏產(chǎn)業(yè)在大蕭條時(shí)代成為仍舊保持增長(zhǎng)的少數(shù)產(chǎn)業(yè)之一，這成為一種理想力量的證明，這一理想就是光伏產(chǎn)業(yè)將仍舊保持增長(zhǎng)和繁榮。在許多國(guó)家光伏工業(yè)成為--種顯著的促使經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇和提振就業(yè)的戰(zhàn)略，此外它還是與全球氣候變化做斗爭(zhēng)的有力武器。
在第2版中什么是新的內(nèi)容呢?有三章是全新的章節(jié)，分別討論促進(jìn)光伏增長(zhǎng)過(guò)程中國(guó)家能源政策的角色、薄膜光伏中透明導(dǎo)電氧化物、第三代有機(jī)聚合物器件。有五章是由全新的作者給出了新的觀點(diǎn)，包括晶體硅片技術(shù)、第二代薄膜硅電池、聚光光伏、功率電子器件、離網(wǎng)和并網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。其他章節(jié)都針對(duì)諸如新的先進(jìn)技術(shù)、新的電池效率、制造業(yè)現(xiàn)狀、安裝的數(shù)據(jù)進(jìn)行了更新。
本書編者謹(jǐn)以此書獻(xiàn)給那些為了太陽(yáng)能發(fā)電今天的成功奮斗了半個(gè)世紀(jì)的人們，也獻(xiàn)給那些為了使光伏滿足無(wú)碳清潔能源的需要而更加努力奮斗的現(xiàn)在的和未來(lái)的人們。
本書編者也覺(jué)得十分飲各章的作者。他們花了非常長(zhǎng)的時(shí)間盡其所能使得各章覆蓋其專業(yè)領(lǐng)域,并且經(jīng)受了出版者的大量批評(píng)和修改意見(jiàn)，從而確保本書具有經(jīng)得住時(shí)間考驗(yàn)的高出版質(zhì)量。
最后我們要向我們所愛(ài)之人表達(dá)感激，他(她)們是Carmnen, Ignacio, Sofa ( 及其孩子)，Debbie, Jordan, Anel。在完成本書的過(guò)程中，我們從家庭生活中抽出了很多時(shí)間。 Antonio Luque , Steven Hegedus
Antonio Luque教授, 1941 年生于西班牙的馬拉加，已婚，有兩個(gè)孩子，四個(gè)孫輩。從1970年開(kāi)始在馬德里Politenica大學(xué)任全職教授�，F(xiàn)在任職于太陽(yáng)能研究所，該研究所是他于1979年創(chuàng)立的。在那里他培養(yǎng)了30名博士(硅材料和光伏基礎(chǔ)研究領(lǐng)域)，他所領(lǐng)導(dǎo)的研究小組位列該大學(xué)199個(gè)研究機(jī)構(gòu)的第1名。
1976年Luque教授發(fā)明了雙面電池，1981 年創(chuàng)建了ISOFOTON 公司，這是- -家太陽(yáng)電池公司，截至2007年其銷售收人達(dá)到3億美元。1997 年他提出中間帶太陽(yáng)電池( intermedi-ate band solar el)。截至2010年10月，該工作被WoK注冊(cè)的雜志引用321次。如今在全世界有60個(gè)研究中心基于他的工作開(kāi)展此項(xiàng)研究。
Luque教授目前的主要工作是進(jìn)-步理解和開(kāi)發(fā)中間帶太陽(yáng)電池，此外他還開(kāi)展了兩項(xiàng)工作:其一是組建硅的超提純研究公司CENTESIL (盧克作為創(chuàng)始人和CE0,兩所大學(xué)和三個(gè)投資人投資),該公司的目的是進(jìn)一步降低硅太陽(yáng)電池的成本;其二是作為新成立的涉及聚光光伏(CPV)的ISOF0C研究所的國(guó)際委員會(huì)主席開(kāi)展指導(dǎo)工作,按照他的計(jì)劃，該研究所旨在促進(jìn)世界范圍內(nèi)CPV技術(shù)的實(shí)用化。該研究所已經(jīng)與7家公司簽署合同(3家西班牙公司、2家美國(guó)公司、1家德國(guó)公司、1家中國(guó)臺(tái)灣公司)，在ISOFOC研究所總計(jì)安裝了2MW新型多結(jié)電池組件,效率達(dá)到41%。
他榮膺7項(xiàng)獎(jiǎng)勵(lì)和榮譽(yù),包括:西班牙皇家工程院院士,圣彼得堡約飛研究所名譽(yù)成員，兩所大學(xué)的榮譽(yù)博士( 馬德里卡洛斯三世大學(xué)和哈恩大學(xué))。他還獲得西班牙3個(gè)有關(guān)技術(shù)和環(huán)境研究領(lǐng)域的國(guó)家獎(jiǎng)(2 個(gè)由西班牙國(guó)王頒發(fā)，1 個(gè)由王儲(chǔ)頒發(fā)),并且獲得了一個(gè)由歐盟委員會(huì)頒發(fā)的獎(jiǎng)項(xiàng)和--個(gè)由IEEE-PV會(huì)議頒發(fā)的獎(jiǎng)項(xiàng)，這兩個(gè)獎(jiǎng)項(xiàng)均屬于光伏領(lǐng)域。
Steven Hegedus博士，開(kāi)展太陽(yáng)電池研究達(dá)30年。畢業(yè)于美國(guó)凱斯西儲(chǔ)大學(xué)(1977年)電子工程和應(yīng)用物理系，以太陽(yáng)能熱水項(xiàng)目獲得學(xué)士學(xué)位。1977-1982年在IBM公司從事集成電路設(shè)計(jì)和模擬工作，在此期間他以多晶GaAs太陽(yáng)電池的工作在康奈爾大學(xué)獲得碩士學(xué)位。1982 年成為特拉華大學(xué)(UD)能源轉(zhuǎn)換研究所( IEC)的研究員，該研究所是世界上*老的光伏研究實(shí)驗(yàn)室之一。他從事過(guò)幾乎所有商用太陽(yáng)電池的研究。研究領(lǐng)域包括:光學(xué)增強(qiáng)及與TCO的接觸，PECVD快速沉積納米晶硅，薄膜器件分析和特征標(biāo)定，a Si/c- Si異質(zhì)結(jié)工藝,在加速光老化下的穩(wěn)定性。在IEC工作期間，他獲得了UD的電子工程博士學(xué)位。他與美國(guó)能源部和大大小小的多家公司有聯(lián)系，協(xié)助他們開(kāi)發(fā)薄膜硅和晶體硅光伏器件。Hegedus 博土發(fā)表了約50篇論文,涉及太陽(yáng)電池的分析、工藝、可靠性和測(cè)試。他在UD開(kāi)設(shè)了一門研究生課程講授太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)。他敏銳地認(rèn)識(shí)到政策對(duì)于太陽(yáng)能商業(yè)化的影響，在2006年被UD的能源和環(huán)境政策中心聘為政策研究員。他是他所在的鎮(zhèn)上提前安裝光伏屋頂?shù)木用瘛?br>
目 錄
主編介紹
譯者的話
原書序言
第 １ 章 太陽(yáng)能光伏發(fā)電的成就和挑戰(zhàn)………………………………………………………… １
１ １ 總述 ……………………………………………………………………………………… １
１ ２ 什么是光伏 ……………………………………………………………………………… ３
１ ２ １ 光伏組件和發(fā)電功率 ……………………………………………………………… ６
１ ２ ２ 收集太陽(yáng)光: 傾斜、 方位、 跟蹤和遮擋 ………………………………………… ７
１ ２ ３ 光伏組件和系統(tǒng)的成本預(yù)測(cè) ……………………………………………………… ８
１ ３ 光伏的今天 ……………………………………………………………………………… ９
１ ３ １ 光伏的歷史 ………………………………………………………………………… ９
１ ３ ２ 今天的光伏圖 ……………………………………………………………………… ９
１ ３ ３ 國(guó)家政策的關(guān)鍵作用……………………………………………………………… １１
１ ３ ４ 平價(jià)上網(wǎng): 光伏的終極目標(biāo)……………………………………………………… １２
１ ４ 巨大的挑戰(zhàn)……………………………………………………………………………… １５
１ ４ １ 需要多少土地……………………………………………………………………… １８
１ ４ ２ 原材料的可用性…………………………………………………………………… １９
１ ４ ３ 光伏發(fā)電是否是清潔綠色技術(shù)…………………………………………………… ２０
１ ４ ４ 能量回收…………………………………………………………………………… ２１
１ ４ ５ 可靠性……………………………………………………………………………… ２１
１ ４ ６ 調(diào)度能力: 提供能源需求………………………………………………………… ２２
１ ５ 技術(shù)趨勢(shì)………………………………………………………………………………… ２３
１ ５ １ 晶體硅的進(jìn)展和挑戰(zhàn)……………………………………………………………… ２４
１ ５ ２ 薄膜技術(shù)的進(jìn)步和挑戰(zhàn)…………………………………………………………… ２６
１ ５ ３ 聚光光伏的進(jìn)展和挑戰(zhàn)…………………………………………………………… ２９
１ ５ ４ 第三代太陽(yáng)電池的概念…………………………………………………………… ３０
１ ６ 結(jié)論……………………………………………………………………………………… ３１
參考文獻(xiàn) ……………………………………………………………………………………… ３１
第 ２ 章 過(guò)去、 現(xiàn)在和未來(lái)光伏產(chǎn)業(yè)成長(zhǎng)過(guò)程中政策的作用 ……………………………… ３４
２ １ 引言……………………………………………………………………………………… ３４
２ １ １ 能源工業(yè)的氣候變化……………………………………………………………… ３４
２ １ ２ 光伏市場(chǎng)…………………………………………………………………………… ３６
２ ２ 選定國(guó)家的政策回顧…………………………………………………………………… ３８
２ ２ １ 美國(guó)政策綜述……………………………………………………………………… ３８
２ ２ ２ 歐洲………………………………………………………………………………… ４５
目 錄 Ⅶ
２ ２ ３ 亞洲………………………………………………………………………………… ４７
２ ３ 政策對(duì)光伏市場(chǎng)發(fā)展的影響…………………………………………………………… ５０
２ ４ 未來(lái)光伏市場(chǎng)增長(zhǎng)情況………………………………………………………………… ５１
２ ４ １ 擴(kuò)散曲線…………………………………………………………………………… ５１
２ ４ ２ 經(jīng)驗(yàn)曲線…………………………………………………………………………… ５２
２ ４ ３ 不同的政策方案之下ꎬ 光伏發(fā)電在美國(guó)的擴(kuò)散………………………………… ５５
２ ５ 走向可持續(xù)發(fā)展的未來(lái)………………………………………………………………… ６５
參考文獻(xiàn) ……………………………………………………………………………………… ６５
第 ３ 章 太陽(yáng)電池物理 ………………………………………………………………………… ７２
３ １ 引言……………………………………………………………………………………… ７２
３ ２ 半導(dǎo)體的基本性質(zhì)……………………………………………………………………… ７４
３ ２ １ 晶體結(jié)構(gòu)…………………………………………………………………………… ７４
３ ２ ２ 能帶結(jié)構(gòu)…………………………………………………………………………… ７４
３ ２ ３ 導(dǎo)帶和價(jià)帶態(tài)密度………………………………………………………………… ７６
３ ２ ４ 平衡載流子濃度…………………………………………………………………… ７６
３ ２ ５ 光吸收……………………………………………………………………………… ７８
３ ２ ６ 復(fù)合………………………………………………………………………………… ８１
３ ２ ７ 載流子輸運(yùn)………………………………………………………………………… ８４
３ ２ ８ 半導(dǎo)體方程………………………………………………………………………… ８７
３ ２ ９ 少子擴(kuò)散方程……………………………………………………………………… ８７
３ ２ １０ ｐｎ 結(jié)二極管的靜電特性 ………………………………………………………… ８８
３ ２ １１ 總結(jié) ……………………………………………………………………………… ９０
３ ３ 太陽(yáng)電池基本原理……………………………………………………………………… ９１
３ ３ １ 太陽(yáng)電池邊界條件………………………………………………………………… ９１
３ ３ ２ 產(chǎn)生率……………………………………………………………………………… ９２
３ ３ ３ 少子擴(kuò)散方程的解………………………………………………………………… ９２
３ ３ ４ 終端特性…………………………………………………………………………… ９３
３ ３ ５ 太陽(yáng)電池 Ｉ￣ Ｖ 特性 ………………………………………………………………… ９５
３ ３ ６ 太陽(yáng)電池的效率…………………………………………………………………… ９７
３ ３ ７ 壽命和表面復(fù)合的影響…………………………………………………………… ９９
３ ４ 附加主題 ……………………………………………………………………………… １０１
３ ４ １ 光譜響應(yīng) ………………………………………………………………………… １０１
３ ４ ２ 寄生電阻效應(yīng) …………………………………………………………………… １０２
３ ４ ３ 溫度效應(yīng) ………………………………………………………………………… １０４
３ ４ ４ 聚光太陽(yáng)電池 …………………………………………………………………… １０６
３ ４ ５ 高注入 …………………………………………………………………………… １０６
３ ４ ６ ｐ￣ ｉ￣ ｎ 太陽(yáng)電池和電壓依賴收集………………………………………………… １０７
３ ４ ７ 異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)電池 ………………………………………………………………… １０８
３ ４ ８ 詳細(xì)的數(shù)值模擬 ………………………………………………………………… １０９
Ⅷ 光伏技術(shù)與工程手冊(cè) (原書第 ２ 版)
３ ５ 總結(jié) …………………………………………………………………………………… １０９
參考文獻(xiàn)……………………………………………………………………………………… １１０
第 ４ 章 光電轉(zhuǎn)換的理論極限和新一代太陽(yáng)電池…………………………………………… １１１
４ １ 引言 …………………………………………………………………………………… １１１
４ ２ 熱力學(xué)背景 …………………………………………………………………………… １１２
４ ２ １ 基本關(guān)系 ………………………………………………………………………… １１２
４ ２ ２ 熱力學(xué)的兩個(gè)定律 ……………………………………………………………… １１３
４ ２ ３ 局域熵增量 ……………………………………………………………………… １１３
４ ２ ４ 積分概念 ………………………………………………………………………… １１４
４ ２ ５ 輻射的熱力學(xué)方程 ……………………………………………………………… １１４
４ ２ ６ 電子的熱力學(xué)方程 ………………………………………………………………
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