第1章光資源
1.1光與光譜1
1.1.1光的本質1
1.1.2光波2
1.1.3光譜2
1.2太陽光譜能量分布3
1.2.1大氣層外的太陽光譜4
1.2.2到達地面的太陽輻射4
1.3太陽輻射4
1.3.1太陽基本知識4
1.3.2太陽輻射基本概念5
1.3.3地面太陽輻射7
1.4全國光資源分布情況8
本章小結9
思考題10

第2章原子結構
2.1氫原子光譜與玻爾理論11
2.1.1氫原子光譜11
2.1.2玻爾理論13
2.2微觀粒子運動的規律16
2.2.1波粒二像性16
2.2.2測不準原理16
2.2.3波函數與原子軌道17
2.2.4四個量子數18
2.3原子核外電子排布20
2.3.1屏蔽效應21
2.3.2穿透效應22
2.3.3能級交錯及近似能級圖22
2.3.4核外電子排布24
本章小結25
思考題26

第3章化學鍵與分子結構
3.1離子鍵27
3.1.1離子鍵的形成27
3.1.2離子鍵的形成條件28
3.1.3離子鍵的特點29
3.1.4離子晶體29
3.1.5離子晶體的結構30
3.2共價鍵32
3.2.1價鍵理論32
3.2.2共價鍵的類型34
3.2.3雜化軌道理論35
3.2.4分子晶體和原子晶體37
3.3金屬鍵39
3.3.1金屬鍵的改性共價鍵理論39
3.3.2金屬鍵的能帶理論39
3.3.3金屬鍵的本質40
3.3.4金屬晶體41
本章小結42
思考題42

第4章晶體的基本知識
4.1晶體與非晶體43
4.2晶體的特性44
4.2.1晶體的自限性45
4.2.2晶體的對稱性45
4.2.3晶體固定的熔點46
4.2.4晶體的均勻性47
4.2.5晶體的各向異性47
4.2.6晶體的解理性47
4.2.7小內能和穩定性48
4.2.8X射線衍射特性48
4.3常見晶體的類型48
4.3.1晶體的分類49
4.3.2常見半導體材料49
4.3.3半導體的摻雜50
4.4空間點陣和晶胞50
4.4.1晶體的微觀描述50
4.4.2晶格的周期性52
4.4.3晶列、晶向、晶面53
4.4.4晶體結構的分類57
4.4.5常見的晶體結構59
4.4.6晶體中原子排列的配位數和致密度64
本章小結65
思考題65

第5章晶體缺陷
5.1概述66
5.2晶體缺陷68
5.2.1點缺陷68
5.2.2線缺陷70
5.2.3面缺陷77
5.2.4體缺陷79
5.3晶硅中的缺陷及其影響79
5.3.1氧雜質及其影響79
5.3.2碳雜質及其影響81
5.3.3氫雜質及其影響81
5.3.4金屬雜質及其影響82
5.3.5位錯及其影響84
5.3.6晶界及其影響84
本章小結85
思考題85

第6章半導體材料性能
6.1半導體的特性86
6.1.1正格子和倒格子86
6.1.2波函數87
6.1.3半導體中的電子狀態和能帶88
6.1.4半導體中的雜質和缺陷能級93
6.2熱平衡載流子96
6.2.1狀態密度96
6.2.2統計規律97
6.2.3費米分布函數和費米能級98
6.2.4導帶中的電子濃度和價帶中的空穴濃度99
6.2.5非簡並半導體100
6.2.6本征載流子濃度101
6.2.7雜質半導體的載流子濃度102
6.2.8簡並半導體105
6.3非平衡載流子106
6.3.1準費米能級106
6.3.2半導體的光吸收107
6.3.3非平衡載流子的壽命111
6.3.4復合過程112
6.4載流子的輸運116
6.4.1漂移運動116
6.4.2遷移率117
6.4.3擴散運動118
6.4.4電流密度方程和愛因斯坦關繫式120
6.4.5泊松方程121
6.4.6連續性方程121
6.5PN結及其特性圖122
6.5.1空間電荷區與接觸電勢差123
6.5.2PN結的電場強度124
6.5.3PN結的電勢分布125
6.5.4空間電荷區寬度126
6.5.5PN結內電荷流動的定性描述126
6.5.6理想的電流-電壓關繫127
6.5.7電流電壓關繫的非理想因素129
6.6PIN結131
6.7金屬-半導體接觸131
6.7.1金屬-半導體接觸132
6.7.2歐姆接觸133
6.8半導體-半導體異質結135
本章小結137
思考題137

第7章光伏電池性能
7.1光伏發電原理138
7.1.1光伏行為來源139
7.1.2光生伏特效應140
7.1.3光伏電池的I-V特性142
7.2光伏電池性能表征142
7.3光伏電池的效率143
7.4光伏電池效率分析145
7.4.1禁帶寬度的影響145
7.4.2溫度的影響145
7.4.3壽命和擴散長度的影響146
7.4.4寄生電阻的影響147
7.5晶硅光伏產業鏈概述148
7.5.1硅材料的冶煉149
7.5.2高純度多晶硅的提純149
7.5.3直拉單晶硅棒149
7.5.4鑄造多晶硅錠151
7.5.5硅片加工151
7.5.6晶硅電池及組件制備152
7.5.7光伏發電繫統152
本章小結154
思考題154

第8章光伏電池的化學反應
8.1酸反應155
8.1.1硅錠（棒）材料清洗過程中的酸腐蝕反應155
8.1.2硅片清洗過程的酸反應156
8.1.3光伏電池制備工藝中的酸反應156
8.2堿反應157
8.2.1硅錠（棒）材料清洗過程中的堿腐蝕反應157
8.2.2硅片清洗過程的堿反應157
8.2.3光伏電池制備工藝中的堿反應157
8.3其他化學反應158
8.3.1多晶硅原料制備中的化學反應158
8.3.2晶硅電池擴散工序中的化學反應159
8.3.3晶硅電池PECVD工序中的化學反應160
本章小結160
思考題161

第9章其他新型太陽電池的理論知識
9.1GaAs電池162
9.1.1GaAs的晶體結構162
9.1.2GaAs的能帶結構163
9.1.3GaAs的遷移率與飽和漂移速度164
9.1.4GaAs晶體的缺陷和位錯165
9.1.5GaAs晶體的雜質165
9.1.6砷化鎵太陽電池的結構和制備方法166
9.2CdTe電池168
9.2.1CdTe材料的基本性質168
9.2.2CdTe太陽電池的結構和工作原理169
9.2.3CdTe太陽電池制備工藝170
9.3CIGS電池171
9.3.1CIGS材料的基本性質171
9.3.2CIGS太陽電池的結構和工作原理173
9.3.3CIGS太陽電池制備工藝174
9.4有機太陽電池174
9.4.1有機高分子太陽電池174
9.4.2染料敏化太陽電池176
9.4.3鈣鈦礦太陽電池178
本章小結181
思考題181

參考文獻182

第1章光資源
1.1光與光譜1
1.1.1光的本質1
1.1.2光波2
1.1.3光譜2
1.2太陽光譜能量分布3
1.2.1大氣層外的太陽光譜4
1.2.2到達地面的太陽輻射4
1.3太陽輻射4
1.3.1太陽基本知識4
1.3.2太陽輻射基本概念5
1.3.3地面太陽輻射7
1.4全國光資源分布情況8
本章小結9
思考題10

第2章原子結構
2.1氫原子光譜與玻爾理論11
2.1.1氫原子光譜11
2.1.2玻爾理論13
2.2微觀粒子運動的規律16
2.2.1波粒二像性16
2.2.2測不準原理16
2.2.3波函數與原子軌道17
2.2.4四個量子數18
2.3原子核外電子排布20
2.3.1屏蔽效應21
2.3.2穿透效應22
2.3.3能級交錯及近似能級圖22
2.3.4核外電子排布24
本章小結25
思考題26

第3章化學鍵與分子結構
3.1離子鍵27
3.1.1離子鍵的形成27
3.1.2離子鍵的形成條件28
3.1.3離子鍵的特點29
3.1.4離子晶體29
3.1.5離子晶體的結構30
3.2共價鍵32
3.2.1價鍵理論32
3.2.2共價鍵的類型34
3.2.3雜化軌道理論35
3.2.4分子晶體和原子晶體37
3.3金屬鍵39
3.3.1金屬鍵的改性共價鍵理論39
3.3.2金屬鍵的能帶理論39
3.3.3金屬鍵的本質40
3.3.4金屬晶體41
本章小結42
思考題42

第4章晶體的基本知識
4.1晶體與非晶體43
4.2晶體的特性44
4.2.1晶體的自限性45
4.2.2晶體的對稱性45
4.2.3晶體固定的熔點46
4.2.4晶體的均勻性47
4.2.5晶體的各向異性47
4.2.6晶體的解理性47
4.2.7小內能和穩定性48
4.2.8X射線衍射特性48
4.3常見晶體的類型48
4.3.1晶體的分類49
4.3.2常見半導體材料49
4.3.3半導體的摻雜50
4.4空間點陣和晶胞50
4.4.1晶體的微觀描述50
4.4.2晶格的周期性52
4.4.3晶列、晶向、晶面53
4.4.4晶體結構的分類57
4.4.5常見的晶體結構59
4.4.6晶體中原子排列的配位數和致密度64
本章小結65
思考題65

第5章晶體缺陷
5.1概述66
5.2晶體缺陷68
5.2.1點缺陷68
5.2.2線缺陷70
5.2.3面缺陷77
5.2.4體缺陷79
5.3晶硅中的缺陷及其影響79
5.3.1氧雜質及其影響79
5.3.2碳雜質及其影響81
5.3.3氫雜質及其影響81
5.3.4金屬雜質及其影響82
5.3.5位錯及其影響84
5.3.6晶界及其影響84
本章小結85
思考題85

第6章半導體材料性能
6.1半導體的特性86
6.1.1正格子和倒格子86
6.1.2波函數87
6.1.3半導體中的電子狀態和能帶88
6.1.4半導體中的雜質和缺陷能級93
6.2熱平衡載流子96
6.2.1狀態密度96
6.2.2統計規律97
6.2.3費米分布函數和費米能級98
6.2.4導帶中的電子濃度和價帶中的空穴濃度99
6.2.5非簡並半導體100
6.2.6本征載流子濃度101
6.2.7雜質半導體的載流子濃度102
6.2.8簡並半導體105
6.3非平衡載流子106
6.3.1準費米能級106
6.3.2半導體的光吸收107
6.3.3非平衡載流子的壽命111
6.3.4復合過程112
6.4載流子的輸運116
6.4.1漂移運動116
6.4.2遷移率117
6.4.3擴散運動118
6.4.4電流密度方程和愛因斯坦關繫式120
6.4.5泊松方程121
6.4.6連續性方程121
6.5PN結及其特性圖122
6.5.1空間電荷區與接觸電勢差123
6.5.2PN結的電場強度124
6.5.3PN結的電勢分布125
6.5.4空間電荷區寬度126
6.5.5PN結內電荷流動的定性描述126
6.5.6理想的電流-電壓關繫127
6.5.7電流電壓關繫的非理想因素129
6.6PIN結131
6.7金屬-半導體接觸131
6.7.1金屬-半導體接觸132
6.7.2歐姆接觸133
6.8半導體-半導體異質結135
本章小結137
思考題137

第7章光伏電池性能
7.1光伏發電原理138
7.1.1光伏行為來源139
7.1.2光生伏特效應140
7.1.3光伏電池的I-V特性142
7.2光伏電池性能表征142
7.3光伏電池的效率143
7.4光伏電池效率分析145
7.4.1禁帶寬度的影響145
7.4.2溫度的影響145
7.4.3壽命和擴散長度的影響146
7.4.4寄生電阻的影響147
7.5晶硅光伏產業鏈概述148
7.5.1硅材料的冶煉149
7.5.2高純度多晶硅的提純149
7.5.3直拉單晶硅棒149
7.5.4鑄造多晶硅錠151
7.5.5硅片加工151
7.5.6晶硅電池及組件制備152
7.5.7光伏發電繫統152
本章小結154
思考題154

第8章光伏電池的化學反應
8.1酸反應155
8.1.1硅錠（棒）材料清洗過程中的酸腐蝕反應155
8.1.2硅片清洗過程的酸反應156
8.1.3光伏電池制備工藝中的酸反應156
8.2堿反應157
8.2.1硅錠（棒）材料清洗過程中的堿腐蝕反應157
8.2.2硅片清洗過程的堿反應157
8.2.3光伏電池制備工藝中的堿反應157
8.3其他化學反應158
8.3.1多晶硅原料制備中的化學反應158
8.3.2晶硅電池擴散工序中的化學反應159
8.3.3晶硅電池PECVD工序中的化學反應160
本章小結160
思考題161

第9章其他新型太陽電池的理論知識
9.1GaAs電池162
9.1.1GaAs的晶體結構162
9.1.2GaAs的能帶結構163
9.1.3GaAs的遷移率與飽和漂移速度164
9.1.4GaAs晶體的缺陷和位錯165
9.1.5GaAs晶體的雜質165
9.1.6砷化鎵太陽電池的結構和制備方法166
9.2CdTe電池168
9.2.1CdTe材料的基本性質168
9.2.2CdTe太陽電池的結構和工作原理169
9.2.3CdTe太陽電池制備工藝170
9.3CIGS電池171
9.3.1CIGS材料的基本性質171
9.3.2CIGS太陽電池的結構和工作原理173
9.3.3CIGS太陽電池制備工藝174
9.4有機太陽電池174
9.4.1有機高分子太陽電池174
9.4.2染料敏化太陽電池176
9.4.3鈣鈦礦太陽電池178
本章小結181
思考題181

參考文獻182