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Solar Cells Operating Principles, Technology and System Applications

內容簡介

內容簡介 本書著重在太陽電池的基本工作原理和設計、傳統的電池製造技術和改進技術，以及這些電池系統設計上的考量重點。全書一共包括十四章。第一章簡介了太陽電池的由來以及太陽光的特性；第二章簡要回顧了半導體的基本特性，以及製作電池所需的半導體材料的相關性質；第三章介紹了太陽光與半導體之間的交互作用，涵蓋半導體對光的吸收過程、載子的產生與復合，以及半導體元件物理的基本方程式等。 以上三章是太陽電池相關背景知識的建立與回顧，而第四章開始分析p-n接面未照光和照光時的基本特性；第五章探討光電能量轉換過程中效率的極限以及各種非理想的因素對效率的影響，並敍述太陽電池效率的測量方法；第六章介紹傳統的矽太陽電池標準製造技術與流程；第七章則是介紹針對前一章各個步驟的缺點而研發出來的改進技術；第八章說明在矽太陽電池設計上的考量細節。例如，如何決定在接面兩側的最佳摻雜濃度、接面的最佳位置、電池上電極的最好形狀、電池的最小光學損失等；第九章介紹除了p-n接面以外，其他可以產生電子學不對稱性的元件結構；第十章討論某些能用來取代單晶矽的新穎材料，以及以此材料製作的太陽電池之結構及性能；第十一章則是探討另一種有可能在現有的電池技術上，降低太陽光電發電成本的方法，那就是聚光型系統。 以上各章探討了太陽電池的特性與各種設計和製造技術，最後三章著重在介紹太陽光電系統的應用，包括小型系統、住宅用和集中型發電系統。

作者介紹

作者介紹 現職：澳洲新南威爾斯大學教授 (Scientia Professor) 澳洲新南威爾斯大學太陽光電卓越研究中心執行研究主任學經歷：澳洲Queensland University工程學士 加拿大McMaster University博士 Australian Academy of Science Fellow Australian Academy of Technological Science and Engineering Fellow Institute of Electrical and Electronic Engineers Fellow現職：澳洲新南威爾斯大學太陽光電工程博士候選人學歷：台灣科技大學電機工程研究所碩士經歷：台灣電力公司電機工程師現職：澳洲新南威爾斯大學太陽光電工程博士候選人學歷：澳洲新南威爾斯大學太陽光電工程學士中國電子工業部第十八研究所學者

產品目錄

產品目錄 第一章 太陽電池和太陽光 1.1 前言 1.2 太陽電池發展概況 1.3 陽光的物理來源 1.4 太陽常數 1.5 地球表面的陽光強度 1.6 直接輻射和漫射輻射 1.7 太陽的視運動 1.8 太陽的日照數據 1.9 結語 第二章 半導體特性的回顧 2.1 前言 2.2 晶體結構和方向性 2.3 禁止能隙 2.4 允許能態的佔有機率 2.5 電子和電洞 2.6 電子和電洞的動力學 2.7 允許能態的能量密度 2.8 電子和電洞的密度 2.9 族半導體的鍵結模型 2.10 族和Ⅴ族摻雜劑 2.11 載子濃度 2.12 雜質半導體中費米能階的位置 2.13 其他類型雜質的影響 2.14 載子的傳輸 2.15 結語 第三章 產生、復合及元件物理的基本方程式 3.1 前言 3.2 光與半導體的交互作用 3.3 光吸收 3.4 復合過程 3.5 半導體元件物理的基本方程式 3.6 結語 第四章 p-n接面二極體 4.1 前言 4.2 p-n接面的靜電學 4.3 接面電容 4.4 載子注入 4.5 準中性區的擴散流 4.6 暗特性 4.7 照光特性 4.8 太陽電池的輸出參數 4.9 有限電池尺寸對I 0 的影響 4.10 結語 第五章 效率的極限、損失和測量 5.1 前言 5.2 效率的極限 5.3 溫度的影響 5.4 效率損失 5.5 效率測試 5.6 結語 第六章 標準矽太陽電池技術 6.1 前言 6.2 矽砂還原為冶金級矽 6.3 冶金級矽提純為半導體級矽 6.4 半導體級多晶矽變成單晶矽片 6.5 單晶矽片製成太陽電池 6.6 太陽電池封裝成太陽電池模組 6.7 能量計算 6.8 結語 第七章 改進的矽電池技術 7.1 前言 7.2 太陽電池級矽 7.3 矽片 7.4 電池的製造和互連 7.5 候選工廠的分析 7.6 結語 第八章 矽太陽電池的設計 8.1 前言 8.2 主要依據 8.3 基板摻雜 8.4 背面電場 8.5 頂層的限制 8.6 上電極的設計 8.7 光學設計 8.8 光譜響應 8.9 結語 第九章 其他元件結構 9.1 前言 9.2 同質接面 9.3 半導體異質接面 9.4 金屬－半導體異質接面 9.5 實用的低電阻接觸 9.6 MIS太陽電池 9.7 光電化學電池 9.8 結語 第十章 其他半導體 10.1 前言 10.2 多晶矽 10.3 非晶矽 10.4 砷化鎵太陽電池 10.5 Cu2S CdS太陽電池 10.6 結語 第十一章 聚光型系統 11.1 前言 11.2 理想聚光器 11.3 固定式和定期調整式聚光器 11.4 具追蹤功能的聚光器 11.5 聚光型電池設計 11.6 超高效率系統 11.7 結語 第十二章 太陽光電系統：組成與應用 12.1 前言 12.2 能量的儲存 12.3 功率調節裝置 12.4 太陽光電應用 12.5 結語 第十三章 獨立型系統的設計 13.1 前言 13.2 太陽電池模組的性能 13.3 蓄電池性能 13.4 功率控制 13.5 系統的規模估算 13.6 抽水站 13.7 結語 第十四章 住宅用和集中型太陽能電力系統 14.1 前言 14.2 住宅用的系統 14.3 集中型發電廠 14.4 結語

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