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1．导论1

目录1

2．光谱选择性表面及其对太阳能光热转换的影响6

2·1　光热转换的光谱选择性7

2·1·1　转换器表面的能量平衡7

2·1·2　理想转换器的光谱分布10

2·1·3　真实表面的品质因数11

2·1·4　工作条件和需要的光谱选择性13

2·1·5　高集聚光系统的光谱选择性吸收器16

2·2　获得光谱选择性的方法17

2·2·1　导致光谱选择性物理过程的概述17

2·2·2 由单一材料提供的光谱选择性20

2·2·3　用作吸收器和反射器的金属25

2·2·4　光学过程的温度依赖关系28

2·3·1　吸收器-反射器串联32

2·3　光谱选择性表面的实现32

2·3·2 用作太阳吸收器的半导体34

2·3·3　波阵面识别选择性41

2·4　选择性涂层的例子45

2·4·1 干涉涂层46

2·4·2 串联堆51

2·4·3 电镀涂层56

2·4·4　化学汽相淀积制造的串联堆61

参考文献68

3．复合材料的光谱选择性72

3·1 高频与低频激励的区别75

3·1·1　分子75

3·1·2 金属77

3·1·3　绝缘体82

3·1·4　表面85

3·2·1　金属的红外性质87

3·2　光滑金属衬底的发射率87

3·2·2 自由电子-金属的总发射率99

3·2·3　光谱选择性范围104

3·3　复合覆盖层107

3·3·1　偶极子近似法107

3·3·2　Drude金属的复合介电函数110

3·3·3　过渡金属的复合介电函数114

3·3·4　铜表面上的金属微粒涂层116

3·4　复合金属123

3·4·1　铜的实验参数123

3·4·2 自由电子模型复合物124

3·4·3　红外发射率127

3·4·4 晶格振动的影响128

3·5　具有选择性表面的太阳光谱的变换132

3·5·1　选择性表面构造型式132

3·5·2　高温选择性表面136

3·5·3　展望139

附录A140

附录B140

附录C141

参考文献143

4．半导体电极太阳光电解电池146

4·1　光电解作用的原理148

4·1·1　半导体-电解质界面148

4·1·2　半导体电极的电子转移作用156

4·1·3　光电流和光电压162

4·1·4　光电解的驱动力167

4·2　半导体电极的光分解170

4·2·1　动力学和热力学问题170

4·2·2　动力学问题175

4·2·3 电化学太阳电池的材料180

4·3　光电化学太阳电池的效率和功能190

4·3·1　再生电池190

4·3·2　蓄电池198

4·3·3　转换效率与材料性质的关系213

参考文献222

5．硅中载流子寿命及其对太阳电池特性的影响225

5·1 由载流子寿命所决定的太阳电池的光电参数226

5·1·1 收集效率228

5·1·2 光生电流230

5·1·3　电流-电压特性231

5·2　测量载流子寿命的方法233

5·2·1　光电导衰减法234

5·2·2　表面光电压技术241

5·2·3　利用太阳电池的光谱响应的测量法243

5·3　原生硅晶体的载流子寿命244

5·3·1　肖克拉尔斯基法和浮区法生长的p型硅晶体的测量结果的比较245

5·3·2　掺杂浓度的影响249

5·3·3　硅晶体中载流子寿命的局部变化250

5·4·1　在室温附近的工艺过程254

5·4　经工艺加工的硅晶体的载流子寿命254

5·4·2　高温的工艺过程261

5·5　材料性质对太阳电池参数的限制271

5·6　结论273

参考文献275

6．Cu2S/CdS电池的问题277

6·1 Cu2S/CdS异质结工艺278

6·1·1　CdS薄膜工艺278

6·1·2　Cu2S/CdS结构中硫化亚钢层的形成280

6·1·3　异质结的形成283

6·1·4　前后电极的制造284

6·1·5　薄膜光电池结构286

6·2　CdS薄膜的性质287

6·2·1 体CdS基本性质的评述287

6·2·2 多晶CdS薄膜的性质291

6·3·1　Cu-S系相图和稳定相的结构性质297

6·3 Cu2S薄膜的性质297

6·3·2 体硫化铜的组分在化学计量Cu2S附近的电学性质300

6·3·3 薄硫化铜的组分在Cu2S附近的电学性质307

6·3·4 硫化亚铜的电学性质随组分的变化308

6·3·5　硫化铜的光学性质311

6·4 Cu2S/CdS电池的光电性质314

6·4·1　结的构造314

6·4·2 电流-电压（I-V）特性315

6·4·3 电容-电压（C-V）特性318

6·4·4 光谱响应320

6·4·5 稳定性321

6·5 Cu2S/CdS 电池的电导机构322

6·6　结论328

参考文献331

7．光电转换器的异质结现象和界面缺陷338

7·1　太阳电池转换效率与异质结参数的关系339

7·1·1　理想太阳电池和光产生电流的计算340

7·1·2　假设条件的评论346

7·1·3　偏压与收集效率的关系352

7·1·4　异质结转换器的太阳效率355

7·2　异质结的输运理论357

7·2·1　二极管参数J0和A358

7·2·2　异质结的安德生模型360

7·2·3　简单异质结的改进366

7·2·4　金属-绝缘体-半导体结375

7·2·5　实际异质结的应用和总结388

7·3　界面的有关现象392

7·3·1　金属-半导体界面394

7·3·2　半导体-半导体界面410

7·3·3　界面区的晶体学问题：晶格失配、位错和电子性行416

7·3·4　总结429

7·4　结论430

参考文献432