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第1章 薄膜太阳电池基础1

1.1太阳电池及薄膜太阳电池分类2

1.1.1硅基薄膜太阳电池2

1.1.2化合物半导体薄膜太阳电池2

1.1.3染料敏化太阳电池3

1.1.4有机聚合物太阳电池3

1.2薄膜太阳电池的物理基础3

1.2.1硅基薄膜太阳电池3

1.2.2碲化镉太阳电池4

1.2.3铜铟镓硒太阳电池4

1.2.4染料敏化太阳电池5

1.2.5有机聚合物太阳电池5

1.2.6新型太阳电池6

1.3薄膜太阳电池的研究现状6

1.3.1硅基薄膜太阳电池7

1.3.2碲化镉太阳电池7

1.3.3铜铟镓硒太阳电池8

1.3.4染料敏化太阳电池9

1.3.5有机太阳电池10

1.3.6新型太阳电池10

1.4薄膜太阳电池的未来发展11

1.4.1硅基薄膜太阳电池11

1.4.2碲化镉太阳电池11

1.4.3铜铟镓硒太阳电池11

1.4.4染料敏化太阳电池11

1.4.5有机太阳电池12

1.4.6新型太阳电池12

参考文献12

第2章 硅基薄膜太阳电池14

2.1硅基薄膜材料的基本物性14

2.1.1非晶硅（a-Si：H）14

2.1.2微晶硅（μc-Si：H）27

2.1.3硅基合金薄膜34

2.2硅基薄膜材料制备技术43

2.2.1简介43

2.2.2非晶硅、微晶硅薄膜材料的生长49

2.2.3工艺参数对微晶硅薄膜材料的影响56

2.3硅基薄膜太阳电池制造技术、工艺原理67

2.3.1硅基薄膜太阳电池工作原理67

2.3.2硅基薄膜太阳电池分类73

2.3.3玻璃衬底a-Sia-Si双结太阳电池制造技术76

2.3.4不锈钢衬底a-Si ： Ha-SiGe ： Ha-SiGe ： H三结太阳电池制造技术82

2.3.5溅射镀膜技术86

2.3.6太阳电池中的欧姆接触94

2.4薄膜太阳电池组件设计鉴定和定型试验102

2.4.1简介102

2.4.2地面用薄膜光伏组件鉴定试验107

2.4.3地面用薄膜光伏组件鉴定试验合格判据与认证程序115

2.5高效低成本硅基薄膜太阳电池的发展瓶颈与关键技术116

2.5.1限制高效低成本硅基薄膜太阳电池发展的因素116

2.5.2提高硅基薄膜电池效率的设计考虑120

2.5.3硅基薄膜太阳电池的技术展望126

参考文献127

第3章 碲化镉太阳电池131

3.1 Ⅱ -Ⅵ族化合物半导体材料131

3.1.1 Ⅱ -Ⅵ族化合物半导体材料的基本性质131

3.1.2多晶薄膜的结构模型及性质133

3.2 Ⅱ -Ⅵ族化合物半导体薄膜的制备技术136

3.2.1近空间升华136

3.2.2电沉积139

3.2.3共蒸发140

3.2.4化学浴沉积140

3.2.5后处理对薄膜性质的影响141

3.3碲化镉太阳电池的结构、制备技术及器件物理143

3.3.1碲化镉太阳电池的发展概况143

3.3.2碲化镉太阳电池的器件物理146

3.4碲化镉太阳电池的几项特殊技术150

3.4.1碲化镉薄膜的后处理150

3.4.2碲化镉薄膜的表面刻蚀151

3.4.3几种成功的背接触层技术152

3.5碲化镉太阳电池制造和使用中的安全问题153

3.6碲化镉太阳电池的发展趋势154

参考文献155

第4章 铜铟镓硒太阳电池158

4.1简介158

4.1.1 CIGS太阳电池的发展历程158

4.1.2 CIGS太阳电池的制备工艺160

4.1.3大面积CIGS电池组件与工业化发展160

4.1.4 CIGS太阳电池特点162

4.1.5 CIGS太阳电池研究的热点与趋势164

4.2 CIGS太阳电池结构与工作原理166

4.2.1 CIGS太阳电池结构166

4.2.2 CIGS太阳电池能带结构及工作原理167

4.2.3 CIGS太阳电池异质结特点168

4.2.4 CIGS太阳电池量子效率168

4.3 CIGS太阳电池吸收层Cu（In， Ga） Se2薄膜171

4.3.1 Cu（In，Ga）Se2薄膜材料结构与特性171

4.3.2 CIGS薄膜材料的制备方法175

4.3.3 Cu、In、Ga在硒化过程中的相变187

4.4 CIGS太阳电池过渡层薄膜199

4.4.1 CdS薄膜结构与特性200

4.4.2 CBD法沉积CdS薄膜201

4.4.3 CdS与CIGS薄膜之间的界面206

4.4.4 ZnS薄膜及无Cd过渡层的CIGS太阳电池209

4.5 CIGS太阳电池金属背电极213

4.5.1溅射工作气压对Mo薄膜性能的影响214

4.5.2衬底温度对直流溅射Mo薄膜的影响217

4.5.3气体流量对溅射Mo薄膜的影响219

4.5.4不同类型Mo衬底对CIGS吸收层的影响219

4.6 CIGS太阳电池窗口层材料221

4.6.1窗口层ZnO薄膜222

4.6.2 ZnO薄膜的制备224

4.7 CIGS太阳电池发展方向228

参考文献229

第5章 染料敏化太阳电池232

5.1太阳电池结构和原理232

5.2纳米多孔薄膜特性与制备方法234

5.2.1衬底材料234

5.2.2半导体薄膜材料234

5.2.3纳米TiO2半导体薄膜掺杂与表面修饰244

5.2.4纳米多孔薄膜性能表征253

5.3染料光敏化剂254

5.3.1无机染料254

5.3.2有机染料256

5.3.3羧酸多吡啶钌染料的性能257

5.4电解质261

5.4.1氧化还原电对261

5.4.2无机阳离子263

5.4.3添加剂263

5.4.4液态电解质263

5.4.5离子液体电解质264

5.4.6液晶电解质267

5.4.7准固态电解质268

5.4.8固态电解质272

5.5对电极274

5.5.1镀Pt对电极274

5.5.2碳对电极276

5.5.3柔性DSC对电极276

5.6制备与工艺276

5.6.1影响薄膜丝印的质量因素277

5.6.2工艺控制对薄膜性能的影响278

5.6.3电极层压密封279

5.6.4电池结构设计280

5.7电池组件应用技术281

5.7.1光伏阵列最佳倾角与间距设计282

5.7.2聚光技术283

5.7.3光伏阵列跟踪技术284

5.7.4建筑一体化的应用284

5.8提高效率和降低成本的关键技术瓶颈286

5.8.1亚微米球复合薄膜改善电池性能287

5.8.2共吸附剂在DSC中的应用287

5.8.3对低能量光子的利用289

5.8.4对高能量光子的利用290

参考文献291

第6章 聚合物太阳电池295

6.1光伏材料制备技术295

6.1.1共轭聚合物光伏材料的性能要求和结构设计295

6.1.2聚噻吩合成方法299

6.2聚合物太阳电池工作原理与结构302

6.2.1聚合物太阳电池的基本原理302

6.2.2聚合物太阳电池的结构305

6.3聚合物太阳电池中的界面工程312

6.3.1阳极修饰层313

6.3.2阴极修饰层323

6.4聚合物太阳电池的制备技术336

6.4.1涂布和印刷技术336

6.4.2多层膜的图形化和排布348

6.4.3基底和透明电极349

6.5聚合物太阳电池的未来发展349

6.5.1提高光电转换效率349

6.5.2提高器件寿命351

参考文献352

第7章 量子点太阳电池357

7.1量子点材料概述358

7.1.1纳米材料与量子点358

7.1.2量子点的特殊效应360

7.1.3量子点的制备方法362

7.2量子点敏化太阳电池364

7.2.1量子点敏化太阳电池的结构和组成364

7.2.2量子点敏化太阳电池的工作机理369

7.2.3量子点敏化剂的制备方法370

7.2.4量子点组装方法373

7.2.5量子点敏化太阳电池效率的提高375

7.2.6展望376

7.3量子点聚合物杂化太阳电池377

7.3.1量子点聚合物杂化太阳电池工作原理378

7.3.2电池结构简介379

7.3.3聚合物-无机半导体杂化太阳电池材料和结构380

7.3.4改善量子点聚合物杂化太阳电池性能的方法383

7.3.5展望387

7.4量子点肖特基结及异质结太阳电池388

7.4.1量子点肖特基结太阳电池388

7.4.2耗尽异质结胶体量子点太阳电池389

7.4.3本体异质结390

7.5 Cu2 ZnSnS4薄膜太阳电池391

7.5.1 Cu2 ZnSnS4的性质391

7.5.2 Cu2 ZnSnS4薄膜太阳电池的结构391

7.5.3 Cu2 ZnSnS4材料及其薄膜的制备方法393

7.5.4 Cu2 ZnSnS4薄膜太阳电池研究展望396

参考文献396