本書共9個章，主要內容如下：第1章介紹能源與環境問題、全球能源發展現狀、能源的可持續發展理念，闡述太陽能光伏電池發電技術的發展史及我國相關產業的發展現狀。第2章介紹太陽輻射的基礎理論以及太陽能資源的分布情況，闡述我國太陽能光伏電池發電技術的發展前景。第3章介紹太陽能光伏電池所涉及的固體物理與半導體物理基礎理論。第4章介紹現有不同種類太陽能光伏電池的發電原理。第5章貼合行業發展現狀，著重介紹晶硅太陽能光伏電池材料的制造工藝與質量檢測方法，分析現有工藝的不足，闡述改進方向。第6章介紹晶硅太陽能光伏電池組件的結構與封裝工藝，闡述組件結構的設計思想。第7章介紹晶硅太陽能光伏電池的輸出特性及檢測手段，并提出可供學生操作的實驗方案。第8章介紹太陽能光伏電池發電系統的結構與構成。第9章緊跟當前科技前沿，介紹其他尚未商業化的新型太陽能光伏電池材料的研究方法與進展。
夏乾善，男，獲哈爾濱工業大學材料學專業博士學位，哈爾濱理工大學電氣與電子工程學院講師。在哈爾濱理工大學從教期間主要從事“太陽能電池原理與應用”及“新能源發電與控制技術”等課程的教學工作。科研工作主要方向為高性能電磁防護材料的結構設計、制備技術、性能優化、防護機理及工程應用開發；太陽能電池材料的制備技術與性能研究等研究工作。主持黑龍江省博士后面上項目1項，黑龍江省省屬高等學校基本科研業務費科研項目1項，國防科技項目1項，中國博士后科學基金面上資助項目1項，國防重點實驗室項目1項，已在國內外期刊發表學術論文15篇，其中SCI期刊論文11篇，授權發明專利4項。
目 錄 第一章 緒論 第一節 能源與環境問題 一、能源的概念 二、能源的分類 三、能源與社會發展 四、化石能源造成的環境問題 五、可再生能源 第二節 我國能源概述 一、我國能源現狀 二、我國能源問題與對策 三、我國可再生能源發展現狀與前景 第三節 太陽能的利用 一、太陽能的特點 二、太陽能的利用方式 三、我國對太陽能利用的歷史 第四節 太陽能光伏電池發電技術的發展史 一、太陽能光伏電池的發展史 二、太陽能光伏發電產業的發展現狀 第五節 我國太陽能光伏電池的發展史及產業發展現狀 一、我國太陽能光伏電池的發展史 二、我國太陽能光伏電池產業發展現狀 閱讀材料： 復習思考題 參考文獻 第二章 太陽輻射 第一節 太陽及與地球的天文關系 一、太陽 二、地球的公轉與自轉 三、天球及天球坐標系 四、太陽時與太陽位置 第二節 太陽輻射 一、太陽光譜 二、太陽輻射 三、太陽常數 四、太陽輻射強度 第三節 太陽能資源的分布 一、全球太陽能資源的分布 二、我國太陽能資源的分布 閱讀材料： 復習思考題 參考文獻 第三章 半導體物理知識 第一節 晶體結構與晶體缺陷 一、晶格 二、晶向與晶面 三、晶體的對稱性 四、點缺陷與線缺陷 第二節 能帶理論 一、能級 二、能帶 三、半導體導電能力的能帶來解釋 四、費米能級 第三節 半導體特性 一、本征半導體的導電結構 二、典型半導體的能帶結構 三、半導體中的雜質能級 四、缺陷能級 第四節 半導體中的導電原理 一、電子與空穴 二、載流子 第五節 本征半導體與雜質半導體 一、本征半導體 二、雜質半導體 第六節 半導體結 一、功函數 二、金屬-半導體接觸 三、半導體-半導體接觸 四、半導體-電解質接觸 五、體異質結 六、表面態和界面態 閱讀材料： 復習思考題 參考文獻 第四章 光生伏特效應 第一節 半導體的光學性質 一、半導體的光學常數 二、半導體的光吸收 第二節 PN結的光生伏特效應 一、光生電流 二、光電壓 第三節 PN結太陽能光伏電池特性 一、理想太陽能光伏電池的等效電路 二、太陽能光伏電池的伏安特性 三、轉換效率 第四節 太陽能光伏電池的效率影響因素 一、寄生電阻 二、太陽輻射強度影響 三、溫度影響 四、太陽能光伏電池的串聯與并聯 第五節 肖特基結 一、金屬與半導體的功函數 二、肖特基勢壘 三、肖特基結的伏安特性與歐姆接觸 第六節 MIS結構 一、表面態對接觸勢壘的影響 二、表面電場效應 三、MIS太陽能光伏電池 第七節 半導體異質結 一、界面態 二、異質結能帶圖 三、異質結的伏安特性 第八節 非晶態半導體 一、非晶態半導體的結構 二、非晶硅太陽能光伏電池 閱讀材料： 復習思考題 參考文獻 第五章 晶硅太陽能光伏電池材料制造工藝 第一節 多晶硅原料的制造工藝 一、硅材料的理化特性 二、金屬硅的制造 三、改良西門子法制造多晶硅 四、硅烷法制造多晶硅 五、多晶硅的其他制造方法 第二節 單晶硅棒的制造工藝 一、直拉法制造單晶硅棒 二、連續加料直拉法 三、磁控直拉法 四、懸浮區熔法制造單晶硅棒 五、單晶硅棒的其他制造方法 第三節 多晶硅錠的鑄造工藝 一、多晶硅錠的鑄造原理 二、布里曼法 三、熱交換法 四、澆筑法 五、電磁鑄造法 六、多晶硅錠 七、影響多晶硅錠質量的影響因素 第四節 晶硅材料的切片工藝 一、硅片的分類 二、切片流程 三、砂漿線切割 四、金剛石線切割 五、硅片的直接制造技術 六、硅片的等級標準 第五節 晶硅太陽能光伏電池材料的制造工藝及質量控制 一、表面制絨及質量 二、擴散制結 三、刻蝕與去除磷硅玻璃 四、鍍減反射膜 五、印刷電極 六、燒結工藝 七、質量檢測方法 閱讀材料： 復習思考題 參考文獻 第六章 晶硅太陽能光伏電池組件的制造工藝 第一節 主要封裝材料 一、電池片 二、鋼化玻璃 三、EVA膠膜 四、TPT背板 五、邊框及接線盒 第二節 組件的封裝工藝 一、電池片檢測與分選 二、電極焊接 三、疊層 四、層壓 五、修邊及裝框 六、接線盒焊接 第三節 組件的質量檢測 一、目檢 二、電致發光測試 三、絕緣耐壓測試 四、電性能檢測 五、總裝檢測 閱讀材料： 復習思考題 參考文獻 第七章 太陽能光伏電池的性能測試 第一節 太陽能光伏電池的電性能測量方法 一、太陽能光伏電池的電學參數 二、伏安特性測量方法 三、光譜響應測量方法 四、溫度系數測量方法 第二節 太陽能光伏電池電性能的測試實驗 一、實驗目的 二、實驗原理 三、實驗設備與材料 四、實驗內容與步驟 五、注意事項 六、數據記錄及處理 閱讀材料： 復習思考題 參考文獻 第八章 太陽能光伏電池發電系統 第一節 發電系統分類 一、離網型發電系統 二、并網型發電系統 三、光伏建筑一體化 第二節 并網型太陽能光伏電池發電系統的體系結構 一、集中式結構 二、串行結構 三、多支路結構 四、模塊式結構 第三節 太陽能光伏電池并網逆變器 一、并網逆變器的電路拓撲 二、并網逆變器的功能 閱讀材料： 復習思考題 參考文獻 第九章 其他太陽能光伏電池材料及組件 第一節 非晶硅薄膜太陽能光伏電池 一、概述 二、非晶硅薄膜太陽能光伏電池材料與特性 三、非晶硅薄膜太陽能光伏電池 四、微晶硅薄膜太陽能光伏電池 第二節 化合物半導體太陽能光伏電池 一、概述 二、化合物半導體太陽能光伏電池材料與特性 三、碲化鎘薄膜太陽能光伏電池 四、銅銦鎵硒薄膜太陽能光伏電池 第三節 染料敏化太陽能光伏電池 一、概述 二、染料敏化太陽能電池的發電原理 三、染料敏化太陽能電池的材料與結構 四、疊層染料敏化太陽能電池 五、柔性染料敏化太陽能電池 第四節 有機薄膜太陽能電池 一、概述 二、有機薄膜太陽能電池的發電原理 三、有機薄膜太陽能電池的結構 四、有機薄膜太陽能電池的研究進展 第五節 鈣鈦礦太陽能電池 一、概述 二、鈣鈦礦太陽能電池的發電原理 三、鈣鈦礦太陽能電池的結構 四、鈣鈦礦太陽能電池的研究進展 閱讀材料： 復習思考題 參考文獻 樣 章（可以是前言或部分章節） 前 言 隨著現代技術的飛速發展，煤炭、石油及天然氣等不可再生的化石能源的消耗量越來越大，化石能源儲量不斷減少，而且在其生產和消費過程中所排放的大量污染物現已嚴重的影響了生態環境。太陽能、風能、海洋能等無污染的清潔可再生能源得到快速的發展，在很大程度上緩解了部分國家的能源壓力。光伏發電系統憑借建設周期短、使用壽命長、環境污染少、可實現光伏建筑一體化等特點，近年來發展迅速，并在世界范圍內得到普遍的應用與推廣，現已成為較為重要的可再生能源。我國太陽能光伏產業在近20年的時間里也在快速成長，誕生了一批極具國際競爭力的生產企業，形成了具有規模化、專業化、國際化的上下游產業鏈。2003年我國成為世界上最大的光伏組件生產國，2020年硅片產量達到了161.3GW，占全球產量的90%以上，幾乎全球硅片都來源于我國。同時，我國在太陽能光伏發電系統的使用量顯著提高，2020年我國光伏發電量為2605億千瓦時，截至到2021年上半年，全國光伏發電累計裝機為267.08GW。近年來，我國對光伏產業的發展方向與目標給出了明確的指示，2021年5月11日，國家能源局發布的《關于2021年風電、光伏發電開發建設有關事項的通知》，明確提出2021年全國風電、光伏發電發電量占全社會用電量的比重達到11%左右，后續逐年提高。在“十四五”期間，我國光伏年均新增光伏裝機或將在70-90GW之間，為達成2030年碳達峰，2060年前實現碳中和，光伏發電行業將成為長期處于高速發展的狀態，據此預測2026年我國光伏發電行業累計裝機量可能在673-793GW之間。因此，我國的光伏發電產業勢必將對全球新能源的供給做出實質性貢獻。 然而，太陽能光伏發電技術主要包括材料研發與制備、器件組裝、性能測試及發電系統并網等多個關鍵環節，是一項涉及半導體物理、材料、電氣、電子、機械及地理等多學科交叉的綜合性高新科技，相關專業技術人員培養難度較大，現今對于全方位的太陽能光伏發電相關專業的專業人才極度匱乏。為此，已有部分高等工科院校開設了光伏發電的相關專業課程。本書希望能夠為高等院校學生及相關領域從業人員提供光伏發電技術的理論基礎及工程技術知識儲備，為新工科建設相關專業中的新能源科學與工程專業的發展做好鋪墊，為培養我國太陽能光伏領域專業人才貢獻綿薄之力。 本書由哈爾濱理工大學電氣與電子工程學院的夏乾善、孫志、宋偉編寫。全書分為9章。第1章介紹了能源與環境問題、全球能源發展現狀、能源的可持續發展理念，闡述太陽能電池發電技術的發展史及我國相關產業的發展現狀。第2章介紹太陽輻射的基礎理論以及太陽能資源的分布情況。第3-4章介紹了裟艿緋廝婕暗墓燙邐錮磧氚氳繼邐錮淼幕±礪郟約跋鐘兄擲嗵裟艿緋氐姆⒌繚懟５�5-6章貼合行業發展現狀，著重介紹了晶硅太陽能電池材料的制造工藝、組件的封裝工藝與質量檢測方法。第7章介紹了晶硅太陽能光伏電池的輸出特性及現有的檢測手段，并提出了可供學生操作的實驗方案。第8章介紹太陽能光伏電池發電系統的結構與構成。第9章緊跟當前科技前沿，介紹了其他尚未商業化的新型太陽能光伏電池材料的研究進展。 本書在編寫中參考了大量著作與文獻資料，在此謹向相關作者致以謝意；如有遺漏，望相關作者指出，作者將在下版做出修改，在此預先向相關作者致以歉意。 作者在編寫過程中力求相關理論知識全面而準確、表
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