本書在綜述高效晶硅異質結太陽電池和新型鈣鈦礦太陽電池進展的基礎上闡述鈣鈦礦/晶硅異質結疊層太陽電池技術,是一本全面反映鈣鈦礦/晶硅異質結疊層太陽電池研究和技術進步的著作。本書首先介紹了晶硅異質結太陽電池研發(fā)進展和鈣鈦礦太陽電池制造工藝與技術,然后系統(tǒng)闡述了鈣鈦礦/晶硅異質結疊層太陽電池基本物理問題、制備工藝技術、精確性能測試與穩(wěn)定性表征以及模擬與發(fā)電量預測等內容,最后講述了鈣鈦礦與其他晶硅及薄膜疊層太陽電池的研究進展。
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目錄
序言
第1章晶硅異質結太陽電池1
1.1太陽電池基礎及高效晶硅太陽電池介紹1
1.1.1半導體基本知識1
1.1.2太陽電池工作原理6
1.1.3太陽電池分類10
1.1.4高效晶硅太陽電池介紹12
1.2晶硅異質結太陽電池基礎21
1.2.1異質結電池發(fā)展歷程21
1.2.2異質結電池結構23
1.2.3異質結電池制備工藝26
1.2.4異質結電池特性37
1.3晶硅異質結太陽電池高效機制38
1.3.1晶硅異質結電池的能帶38
1.3.2晶硅異質結電池的鈍化42
1.3.3晶硅異質結電池的載流子輸運47
1.4晶硅異質結太陽電池制造工藝進展48
1.4.1背結硅異質結電池48
1.4.2絨面工藝進步50
1.4.3硅薄膜應用發(fā)展52
1.4.4透明導電膜改進59
1.4.5金屬化進展62
1.5晶硅異質結太陽電池發(fā)展應用67
1.5.1薄型異質結電池68
1.5.2全背接觸異質結電池70
1.5.3載流子選擇性鈍化接觸異質結電池.72
1.5.4晶硅異質結電池產業(yè)化發(fā)展74
參考文獻76
第2章鈣鈦礦太陽電池88
2.1鈣鈦礦太陽電池(PSC)結構與工作原理88
2.1.1鈣鈦礦材料組分及特性88
2.1.2鈣鈦礦薄膜制備方法90
2.1.3鈣鈦礦電池結構及組成94
2.1.4鈣鈦礦電池工作原理及能帶圖96
2.2PSC的效率優(yōu)化97
2.2.1溶劑工程97
2.2.2添加劑工程104
2.2.3界面工程111
2.2.4疊層電池技術118
2.3寬帶隙PSC118
2.3.1寬帶隙鈣鈦礦結構及對帶隙的影響119
2.3.2寬帶隙鈣鈦礦體材料調控120
2.3.3寬帶隙鈣鈦礦的界面工程124
2.4PSC穩(wěn)定性126
2.4.1影響PSC穩(wěn)定性的因素126
2.4.2提升PSC穩(wěn)定性的方法129
2.5PSC大面積化技術145
2.5.1刮涂法/棒涂法146
2.5.2狹縫涂布法147
2.5.3噴涂法148
2.5.4噴墨印刷法149
2.5.5絲網印刷法150
2.5.6其他方法151
2.6PSC產業(yè)化及應用前景152
2.6.1PSC產業(yè)化發(fā)展152
2.6.2PSC應用前景及展望153
參考文獻155
第3章鈣鈦礦/晶硅異質結疊層太陽電池物理173
3.1鈣鈦礦/晶硅異質結疊層太陽電池光電特性174
3.1.1太陽光譜分配吸收174
3.1.2鈣鈦礦/晶硅異質結疊層太陽電池連接方式177
3.1.3鈣鈦礦/晶硅異質結疊層太陽電池載流子輸運基本過程182
3.1.4鈣鈦礦/晶硅異質結疊層太陽電池電流-電壓特性184
3.2鈣鈦礦/晶硅異質結疊層太陽電池能量損失分析187
3.2.1串聯(lián)電流密度失配能量損失187
3.2.2鈣鈦礦/晶硅異質結疊層太陽電池極限效率192
3.3鈣鈦礦/晶硅異質結疊層太陽電池功能層機理198
3.3.1減反與陷光198
3.3.2鈍化機制209
3.3.3隧穿結(復合結)213
3.4總結與展望225
參考文獻225
第4章鈣鈦礦/晶硅異質結疊層太陽電池制備232
4.1鈣鈦礦/晶硅異質結疊層太陽電池制備技術233
4.1.1旋涂法233
4.1.2雙源共蒸法235
4.1.3刮涂法237
4.1.4狹縫涂布法239
4.1.5物理堆垛法241
4.2鈣鈦礦/晶硅異質結疊層太陽電池光學結構242
4.2.1平面結構243
4.2.2單絨面結構245
4.2.3保形全絨面結構248
4.2.4機械堆垛結構250
4.2.5各結構疊層太陽電池的光譜響應與理論效率預測251
4.3鈣鈦礦/晶硅異質結疊層太陽電池電學優(yōu)化254
4.3.1晶硅絨面界面上空穴傳輸層255
4.3.2晶硅絨面界面上電子傳輸層260
4.3.3晶硅絨面界面上鈣鈦礦光吸收活性層261
4.4鈣鈦礦/晶硅異質結疊層太陽電池應用265
4.4.1鈣鈦礦/晶硅異質結疊層太陽電池的大面積制造265
4.4.2鈣鈦礦/晶硅異質結疊層太陽電池的穩(wěn)定性探討267
4.4.3鈣鈦礦/晶硅異質結疊層太陽電池的雙面性質273
4.5總結與展望277
參考文獻278
第5章鈣鈦礦/晶硅異質結疊層太陽電池表征與測試293
5.1鈣鈦礦/晶硅異質結疊層太陽電池性能基本表征294
5.1.1太陽電池性能參數294
5.1.2電流-電壓測試標準與測試方法295
5.1.3電流-電壓特性分析與曲線重建306
5.2鈣鈦礦/晶硅異質結疊層太陽電池光譜響應和量子效率315
5.2.1光譜響應和量子效率316
5.2.2多結電池量子效率光譜測試原理與方法318
5.2.3疊層電池光譜響應精確測試對策320
5.2.4光譜響應特性分析324
5.3鈣鈦礦/晶硅異質結疊層太陽電池穩(wěn)定性測試331
5.3.1穩(wěn)定性測試標準與測試方法331
5.3.2疊層電池可靠性測試挑戰(zhàn)337
5.3.3疊層電池穩(wěn)定性提高策略345
5.4總結與展望348
參考文獻349
第6章鈣鈦礦/晶硅異質結疊層太陽電池模擬與發(fā)電量預測359
6.1太陽電池電磁問題求解方法359
6.1.1有限元法360
6.1.2時域有限差分法365
6.1.3傳輸矩陣法373
6.2鈣鈦礦/晶硅異質結疊層太陽電池理論光管理378
6.2.1單結鈣鈦礦、晶硅異質結太陽電池379
6.2.2雙結鈣鈦礦/晶硅異質結疊層太陽電池380
6.2.3保形全絨面與準保形結構383
6.2.4雙面鈣鈦礦/晶硅異質結疊層太陽電池.384
6.3鈣鈦礦/晶硅異質結疊層太陽電池發(fā)電量預測387
6.3.1影響鈣鈦礦/晶硅異質結疊層太陽電池發(fā)電量的因素387
6.3.2單面鈣鈦礦/晶硅異質結疊層太陽電池能量產出分析388
6.3.3雙面鈣鈦礦/晶硅異質結疊層太陽電池能量產出分析392
6.4總結與展望395
參考文獻396
第7章鈣鈦礦與其他晶硅及薄膜疊層太陽電池406
7.1鈣鈦礦與其他晶硅疊層太陽電池406
7.1.1鈣鈦礦/PERC疊層電池408
7.1.2鈣鈦礦/TOPCon疊層電池415
7.1.3鈣鈦礦/IBC疊層電池421
7.2鈣鈦礦與無機薄膜疊層太陽電池428
7.2.1鈣鈦礦/GaAs疊層電池428
7.2.2鈣鈦礦/CIGS疊層電池436
7.3鈣鈦礦/鈣鈦礦疊層電池445
7.4總結與展望454
參考文獻456