●主編介紹
譯者的話
原書序言
第1章太陽能光伏發電的成就和挑戰1
1.1總述1
1.2什麼是光伏3
1.2.1光伏組件和發電功率6
1.2.2收集太陽光:傾斜、方位、跟蹤和遮擋7
1.2.3光伏組件和繫統的成本預測8
1.3光伏的今天9
1.3.1光伏的歷史9
1.3.2今天的光伏圖9
1.3.3國家政策的關鍵作用11
1.3.4平價上網:光伏的終極目標12
1.4巨大的挑戰15
1.4.1需要多少土地18
1.4.2原材料的可用性19
1.4.3光伏發電是否是清潔綠色技術20
1.4.4能量回收21
1.4.5可靠性21
1.4.6調度能力:提供能源需求22
1.5技術趨勢23
1.5.1晶體硅的進展和挑戰24
1.5.2薄膜技術的進步和挑戰26
1.5.3聚光光伏的進展和挑戰29
1.5.4第三代太陽電池的概念30
1.6結論31
參考文獻31
第2章過去、現在和未來光伏產業成長過程中政策的作用34
2.1引言34
2.1.1能源工業的氣候變化34
2.1.2光伏市場36
2.2選定國家的政策回顧38
2.2.1美國政策綜述38
2.2.2歐洲45
2.2.3亞洲47
2.3政策對光伏市場發展的影響50
2.4未來光伏市場增長情況51
2.4.1擴散曲線51
2.4.2經驗曲線52
2.4.3不同的政策方案之下,光伏發電在美國的擴散55
2.5走向可持續發展的未來65
參考文獻65
第3章太陽電池物理72
3.1引言72
3.2半導體的基本性質74
3.2.1晶體結構74
3.2.2能帶結構74
3.2.3導帶和價帶態密度76
3.2.4平衡載流子濃度76
3.2.5光吸收78
3.2.6復合81
3.2.7載流子輸運84
3.2.8半導體方程87
3.2.9少子擴散方程87
3.2.10pn結二極管的靜電特性88
3.2.11總結90
3.3太陽電池基本原理91
3.3.1太陽電池邊界條件91
3.3.2產生率92
3.3.3少子擴散方程的解92
3.3.4終端特性93
3.3.5太陽電池I-V特性95
3.3.6太陽電池的效率97
3.3.7壽命和表面復合的影響99
3.4附加主題101
3.4.1光譜響應101
3.4.2寄生電阻效應102
3.4.3溫度效應104
3.4.4聚光太陽電池106
3.4.5高注入106
3.4.6p-i-n制備的太陽電池386
3.4.7異質結太陽電池108
3.4.8詳細的數值模擬109
3.5總結109
參考文獻110
第4章光電轉換的理論極限和新一代太陽電池111
4.1引言111
4.2熱力學背景112
4.2.1基本關繫112
4.2.2熱力學的兩個定律113
4.2.3局域熵增量113
4.2.4積分概念114
4.2.5輻射的熱力學方程114
4.2.6電子的熱力學方程116
4.3光電轉換器116
4.3.1光電轉換器的平衡方程116
4.3.2單色電池119
4.3.3Shockley-Queisser光伏電池的熱力學一致性120
4.3.4整個Shockley-Queisser太陽電池的熵產生123
4.4太陽電池轉換器的技術轉換效率極限125
4.5超高效概念125
4.5.1多結太陽電池125
4.5.2熱光伏和熱光子轉換器127
4.5.3多激子產生的太陽電池129
4.5.4中間帶太陽電池130
4.5.5熱電子太陽電池135
4.6結論139
參考文獻140
第5章太陽能級硅材料144
5.1引言144
5.2硅145
5.2.1與光伏有關的硅的物理特性145
5.2.2與光伏有關的化學特性146
5.2.3健康、安全和環境因素147
5.2.4硅的歷史和應用147
5.3金屬硅和冶金硅的生產150
5.3.1二氧化硅的碳熱還原法150
5.3.2提純153
5.3.3鑄錠和粉碎153
5.3.4商用硅材料的純度154
5.3.5經濟分析154
5.4多晶硅生產/電子級和光伏級硅155
5.4.1西門子法:氯硅烷和熱絲156
5.4.2Union Carbide和小松工藝:單硅烷和熱絲158
5.4.3Ethyl Corporation法:硅烷和流化床159
5.4.4經濟和商業分析160
5.5現有用於太陽能的硅材料161
5.6晶體硅太陽電池對硅材料的要求163
5.6.1定向固化164
5.6.2晶體缺陷的影響166
5.6.3不同雜質的影響167
5.7太陽能級硅的技術路線173
5.7.1多晶硅工藝的進一步發展和涉及的揮發性化合物的新工藝174
5.7.2提升冶金級硅純度的路徑176
5.7.3其他方法179
5.7.4結晶法180
5.8結論180
參考文獻181
第6章光伏用晶體硅的生長和切片184
6.1引言184
6.2單晶硅體材料184
6.2.1直拉(Cz)單晶硅186
6.3多晶硅189
6.3.1鑄錠制備189
6.3.2摻雜190
6.3.3晶體缺陷191
6.3.4雜質193
6.4切片196
6.4.1多線片切片技術196
6.4.2切片工藝的顯微過程198
6.4.3硅片質量和切割損傷199
6.4.4成本和尺寸考慮201
6.4.5新的切片技術201
6.5硅帶和硅箔的生產201
6.5.1技術工藝描述203
6.5.2生產能力的比較208
6.5.3產業制造技術209
6.5.4硅帶的材料性能和太陽電池210
6.5.5硅帶/硅箔技術:未來的發展方向212
6.6晶體生長技術的數值模擬213
6.6.1模擬工具213
6.6.2硅結晶技術的熱模型213
6.6.3體硅晶化模擬215
6.6.4模擬硅帶的生長217
6.7結論217
參考文獻218
第7章晶體硅太陽電池和組件222
7.1引言222
7.2光伏用晶體硅材料223
7.2.1體材料特性223
7.2.2表面223
7.2.3無接觸的表面224
7.3晶體硅太陽電池225
7.3.1電池結構225
7.3.2襯底226
7.3.3前表面技術228
7.3.4背表面230
7.3.5尺寸效應230
7.3.6電池光學特性231
7.3.7特性比較233
7.4制備工藝234
7.4.1工藝流程234
7.4.2絲印技術240
7.4.3產能和成品率243
7.5對基本工藝的改進243
7.5.1硅片薄片化243
7.5.2背表面鈍化244
7.5.3前發射區的改善244
7.5.4快速熱處理245
7.6其他產業化工藝245
7.6.1硅帶技術245
7.6.2帶本征層的異質結電池246
7.6.3全背接觸技術246
7.6.4Sliver電池247
7.7晶硅光伏組件247
7.7.1電池陣列247
7.7.2組件的層結構248
7.7.3層壓249
7.7.4層壓後處理步驟249
7.7.5自動化和集成化250
7.7.6特殊的組件250
7.8組件的電學和光學特性251
7.8.1電學和熱學特性251
7.8.2制備過程中的分散性和失配損失252
7.8.3局部陰影和熱斑的形成252
7.8.4光學特性254
7.9組件的現場特性255
7.9.1壽命255
7.9.2認證255
7.10結論256
參考文獻256
第8章高效Ⅲ-Ⅴ族多結太陽電池263
8.1引言263
8.2應用266
8.2.1空間太陽電池266
8.2.2地面發電266
8.3Ⅲ-Ⅴ族多結和單結太陽電池物理學266
8.3.1不同波長下的光子轉換效率266
8.3.2多結效率的理論極限267
8.3.3光譜分裂267
8.4電池結構268
8.4.1四端子268
8.4.2三端子268
8.4.3兩端子串聯(電流匹配)268
8.5串聯器件性能計算268
8.5.1概述268
8.5.2頂部和底部子電池的QE和JSC269
8.5.3多結J-V曲線270
8.5.4電流匹配和頂電池的減薄272
8.5.5電流匹配對填充因子和VOC的影響272
8.5.6效率與帶隙273
8.5.7光譜的作用275
8.5.8ＡＲ膜的影響275
8.5.9聚光應用276
8.5.10溫度依賴性279
8.6GaInP/GaAs/Ge太陽電池相關材料281
8.6.1概述281
8.6.2MOCVD281
8.6.3GaInP太陽電池281
8.6.4GaAs電池289
8.6.5Ge電池289
8.6.6隧道結互聯291
8.6.7化學腐蝕劑292
8.6.8材料的獲取292
8.7外延表征和其他診斷技術292
8.7.1外延層的表征292
8.7.2傳輸線測量293
8.7.3多結電池的I-V測量293
8.7.4形貌缺陷的評定294
8.7.5器件診斷294
8.8可靠性和性能衰退296
8.9下一代太陽電池296
8.9.1晶格失配GaInP/GaInAs/Ge電池297
8.9.2倒置晶格失配GaInP/GaInAs/GaInAs(1.83eV,1.34eV,0.89eV)電池297
8.9.3其他晶格匹配的方法298
8.9.4機械疊層298
8.9.5在其他襯底上的生長299
8.9.6光譜分解299
8.10總結299
參考文獻300
第9章空間太陽電池和陣列305
9.1空間太陽電池的歷史305
9.1.1從先鋒1號到深空1號305
9.2空間太陽電池的挑戰308
9.2.1空間環境310
9.2.2熱環境312
9.2.3太陽電池的校準和測量314
9.3硅太陽電池315
9.4Ⅲ-Ⅴ族太陽電池316
9.4.1薄膜太陽電池318
9.5空間太陽電池陣列320
9.5.1體裝式陣列321
9.5.2剛性電池板平面陣列321
9.5.3柔性可折疊陣列322
9.5.4薄膜或柔性卷狀陣列323
9.5.5聚光陣列324
9.5.6高溫/高輻照強度陣列325
9.5.7靜電清潔陣列326
9.5.8火星太陽電池陣列326
9.5.9電力管理與配電(PMAD)326
9.6未來可能的電池和陣列327
9.6.1低強度低溫(LILT)電池327
9.6.2量子點太陽電池327
9.6.3集成發電繫統328
9.6.4高比功率陣列328
9.6.5高輻射環境太陽電池陣列328
9.7發電繫統的品質因素329
9.8總結330
參考文獻331
第10章光伏聚光器334
10.1光伏聚光的宗旨是什麼,它有什麼作用334
10.2目標、和機會335
10.2.1目標及優勢335
10.2.2光伏聚光器的成本分析336
10.3典型聚光器:分類嘗試338
10.3.1光伏聚光器的類型、組件和操作338
10.3.2聚光器的分類339
10.3.3可變光譜聚光繫統340
10.4聚光光學:熱力學極限341
10.4.1聚光光學繫統中需要什麼341
10.4.2一個典型的反射式聚光器341
10.4.3理想聚光倍數342
10.4.4創建一個理想聚光器344
10.4.5實際聚光器的光學繫統344
10.4.6兩級光學繫統:二次光學結構346
10.5影響聚光器性能的光學因素348
10.5.1光學效率348
10.5.2接收器上光的分布和輪廓349
10.5.3接收角及傳遞函數350
10.6光伏聚光組件和模塊352
10.6.1定義352
10.6.2聚光組件的功能和特性352
10.6.3組件中電池的電氣連接353
10.6.4有關電池安裝的熱-機械效應354
10.6.5聚光組件的描述和制造問題356
10.6.6采用二次光學結構356
10.6.7帶件(反射鏡)的組件356
10.6.8基於模塊的聚光器的描述和生產問題357
10.7聚光繫統的跟蹤358
10.7.1聚光光伏跟蹤策略359
10.7.2跟蹤繫統的實際安裝360
10.7.3跟蹤控制繫統361
10.7.4指向策略361
10.7.5結構及跟蹤控制成本362
10.8聚光條件下的電池、組件及光伏繫統測量362
10.8.1聚光電池的測量362
10.8.2聚和組件的測量363
10.8.3模擬器絕對和相對測量364
10.8.4聚光光伏組件和繫統中的光學失配365
10.8.5配備多結太陽電池的聚光光伏組件和繫統的測量366
10.8.6組件內部的多結電池367
10.8.7光伏聚光器的輸出與光譜變化的日光的有效可用輻射367
10.9總結368
參考文獻369
第11章中高溫方法制備晶體硅薄膜太陽電池372
11.1引言372
11.1.1為什麼要研究c-Si薄膜太陽電池372
11.1.2晶體硅薄膜光伏技術和材料的分類373
11.1.3硅沉積方法374
11.1.4有晶種和無晶種生長硅薄膜的比較375
11.2模擬375
11.2.1吸收區擴散長度對太陽電池效率的影響375
11.2.2表面復合的影響376
11.2.3陷光的影響379
11.3在同質或者高溫異質支撐材料上制備的晶體硅薄膜太陽電池380
11.3.1同質支撐材料380
11.3.2高溫異質支撐材料384
11.4在中溫異質支撐材料上制備的晶體硅薄膜太陽電池385
11.4.1在金屬上
11.4.2在玻璃上制備的太陽電池387
11.5結論396
致謝397
參考文獻397
第12章非晶硅基太陽電池403
12.1綜述403
12.1.1非晶硅:第一種可摻雜的非晶半導體403
12.1.2非晶硅太陽電池設計405
12.1.3Staebler-Wronski效應406
12.1.4本章大綱407
12.2氫化非晶硅的原子和電子結構407
12.2.1原子結構407
12.2.2缺陷和亞穩定性408
12.2.3電子態密度409
12.2.4帶尾、帶邊和帶隙410
12.2.5缺陷和帶隙態410
12.2.6摻雜411
12.2.7合金化和光學性能411
12.2.8納米晶硅簡介413
12.3沉積非晶硅413
12.3.1沉積技術綜述413
12.3.213.56MHz RF等離子體輔助化學氣相沉積(RF-PECVD)414
12.3.3不同頻率的PECVD416
12.3.4熱絲化學氣相沉積418
12.3.5其他沉積方法419
12.3.6氫稀釋419
12.3.7高速沉積納米晶硅(nc-Si)420
12.3.8合金和摻雜421
12.4理解a-Si pin電池422
12.4.1pin器件的電學結構422
12.4.2電壓對吸收層厚度的弱依賴關繫423
12.4.3對功率產生有用的厚度是多少424
12.4.4摻雜層和界面426
12.4.5光致衰退效應426
12.4.6合金和納米晶電池427
12.4.7a-Si:H和nc-Si:H太陽電池的光學設計427
12.5多結太陽電池429
12.5.1多結太陽電池的優勢429
12.5.2采用合金來改變帶隙431
12.5.3a-Si/a-SiGe雙結和a-Si/a-SiGe/a-SiGe三結太陽電池432
12.5.4納米晶硅(nc-Si)太陽電池436
12.5.5非微晶疊層以及其他納米晶硅基多結電池437
12.6組件制造438
12.6.1不鏽鋼襯底上的連續卷對卷制造439
12.6.2玻璃上的上襯底a-Si組件生產440
12.6.3制造成本、安全性及其他441
12.6.4組件性能和可靠性441
12.7結論和將來的方向443
12.7.1a-Si基光伏的優勢443
12.7.2a-Si光伏的現狀和競爭力443
12.7.3進一步提升的關鍵問題和潛力444
致謝444
參考文獻445
第13章Cu(InGa)Se2太陽電池454
13.1引言454
13.2材料性質456
13.2.1結構和成分457
13.2.2光學性質和電學結構459
13.2.3電學性質460
13.2.4表面和晶界462
13.2.5襯底的影響463
13.3沉積方法464
13.3.1襯底和Na添加464
13.3.2背接觸465
13.3.3共蒸發制備Cu(InGa)Se2465
13.3.4前驅物反應工藝466
13.3.5其他沉積方法469
13.4結和器件的形成469
13.4.1化學水浴法470
13.4.2界面影響471
13.4.3其他沉積方法471
13.4.4其他可選緩衝層472
13.4.5透明接觸473
13.4.6高阻窗口層475
13.4.7器件完成475
13.5電池運行475
13.5.1光生電流476
13.5.2復合478
13.5.3Cu(InGa)Se2/CdS界面481
13.5.4寬帶隙和梯度帶隙器件482
13.6制造問題485
13.6.1工藝和設備485
13.6.2組件制備486
13.6.3組件性能和穩定性488
13.6.4生產成本489
13.6.5環境問題490
13.7Cu(InGa)Se2的前景491
參考文獻492
第14章碲化鎘太陽電池500
14.1引言500
14.2發展歷史501
14.3CdTe的性能503
14.4CdTe薄膜沉積508
14.4.1Cd和Te2蒸氣的表面凝聚/反應508
14.4.2Cd和Te離子在表面的電還原511
14.4.3表面前驅物反應511
14.5CdTe薄膜太陽電池512
14.5.1窗口層513
14.5.2CdTe吸收層和CdCl2處理513
14.5.3CdS/CdTe的混合516
14.5.4背接觸519
14.5.5太陽電池表征和分析521
14.6CdTe組件526
14.7CdTe基太陽電池的未來528
致謝530
參考文獻530
第15章染料敏化太陽電池537
15.1引言537
15.2DSSC的工作原理538
15.3材料540
15.3.1TCO電極540
15.3.2納米晶TiO2光電極540
15.3.3釕絡合物光敏化劑541
15.3.4氧化還原電解質543
15.3.5對電極543
15.3.6密封材料543
15.4高效率染料敏化太陽電池的性能543
15.5電子傳輸過程545
15.5.1電子從染料注入到金屬氧化物中545
15.5.2納米介孔電極中的電子傳輸546
15.5.3還原染料陽離子的動力學競爭547
15.5.4電子和I3-離子之間的電荷復合548
15.6新材料548
15.6.1光敏化劑548
15.6.2半導體材料552
15.6.3電解質554
15.7穩定性555
15.7.1材料的穩定性555
15.7.2太陽電池性能的長期穩定性556
15.8商業化應用發展557
15.8.1制備大面積染料敏化電池組件557
15.8.2柔性染料敏化太陽電池557
15.8.3有關商業化的其他課題558
15.9總結與展望559
致謝559
參考文獻560
第16章通過有機物進行光轉換564
16.1有機和聚合物光伏電池原理564
16.1.1概述564
16.1.2有機與無機光電子過程564
16.1.3有機/聚合物光伏過程567
16.2有機/聚合物太陽電池演化與類型569
16.2.1單層有機太陽電池(肖特基電池)569
16.2.2雙層給體/受體異質結有機太陽電池(Tang電池)571
16.2.3體異質結有機太陽電池573
16.2.4n型納米粒子/納米棒與p型聚合物共混的雜化太陽電池574
16.2.5雙連續有序納米結構(Bons)有機太陽電池574
16.2.6疊層結構有機太陽電池576
16.2.7“理想”的高效率有機太陽電池577
16.3有機和高分子太陽電池制備和表征577
16.3.1有機和高分子太陽電池的制備及穩定性577
16.3.2有機光伏制備現狀和挑戰579
16.4天然光合作用,陽光能源轉換繫統580
16.4.1光合作用色素580
16.4.2天線配合物582
16.4.3光合作用反應中心582
16.5人工光合作用繫統583
16.5.1天線繫統584
16.5.2循環卟啉陣列584
16.5.3枝狀大分子584
16.5.4自組裝繫統587
16.6人工反應中心588
16.6.1細菌反應中心588
16.6.2人工反應中心589
16.7邁向器件結構590
16.8總結和未來展望591
致謝593
參考文獻594
第17章光伏透明導電氧化物598
17.1引言598
17.1.1透明導電物質598
17.1.2光伏TCO598
17.1.3特性、選擇和權衡599
17.2材料概述600
17.2.1分類和重要類型600
17.2.2摻雜602
17.2.3光伏應用中TCO的特性602
17.3沉積方法605
17.3.1濺射605
17.3.2化學氣相沉積(CVD)610
17.3.3脈衝激光沉積(PLD)612
17.3.4其他沉積技術612
17.4TCO理論和模擬:電學和光學特性及其對組件性能的影響613
17.4.1TCO的電學性質613
17.4.2TCO的光學特征616
17.4.3TCO光電性能對組件性能的影響622
17.5基於薄膜和晶片的太陽電池的主要材料及相關問題624
17.5.1上襯底型器件中的TCO624
17.5.2下襯底器件中的TCO627
17.5.3TCO/高阻層和其他雙層概念629
17.5.4TCO用作中間反射層631
17.5.5背反射層的TCO組分632
17.5.6為能帶匹配進行TCO調整633
17.5.7TCO特性的改進633
17.6絨面薄膜634
17.6.1a-Si:H器件中的形貌效應635
17.6.2帶絨面SnO2:F的發展635
17.6.3帶絨面ZnO的制備和特性637
17.6.4制備帶絨面TCO薄膜的其他方法38
17.6.5帶絨面TCO薄膜:描述和光散射640
17.6.6帶絨面TCO的優化641
17.6.7帶絨面TCO在太陽電池中的應用642
17.7測量與表征方法645
17.7.1電學性能表征645
17.7.2光學表征647
17.7.3物理和結構表征648
17.7.4化學和表面表征650
17.8TCO的穩定性651
17.9最近的發展和展望653
17.9.1商用TCO玻璃的發展654
17.9.2高載流子遷移率探索654
17.9.3散射和有用吸收的提升656
17.9.4摻雜二氧化鈦和其他寬帶隙氧化物658
17.9.5其他種類的透明導體658
17.9.6非晶TCO659
參考文獻661
第18章太陽電池和組件的檢測與表征670
18.1引言670
18.2光伏性能的標定670
18.2.1標準檢測條件670
18.2.2額定峰值功率標定的其他方法674
18.2.3基於能量的性能標定方法674
18.2.4轉換到標準條件的方程676
18.3電流-電壓測量678
18.3.1輻照度的測量678
18.3.2基於模擬器的I-V測量:理論680
18.3.3一級標準電池的標定方法680
18.3.4標準電池校準程序的不確定性估計683
18.3.5標準電池校準程序的相互比較685
18.3.6多結電池的測量程序686
18.3.7電池和組件I-V測量繫統688
18.3.8聚光電池測量問題691
18.3.9太陽模擬器692
18.4光譜響應測量694
18.4.1基於濾光片的繫統695
18.4.2基於光柵的繫統696
18.4.3光譜響應測量的不確定性696
18.5組件的質量鋻定和認證700
18.6總結701
致謝702
參考文獻702
第19章光伏繫統709
19.1引言:在彩虹的盡頭有金子709
19.1.1歷史背景709
19.1.2當前形勢709
19.2繫統類型710
19.2.1小的直流離網繫統711
19.2.2離網交流繫統711
19.2.3並網繫統712
19.2.4混合光伏繫統713
19.2.5微電網716
19.2.6智能電網716
19.3典型的光伏繫統717
19.4標定717
19.5關鍵繫統部件720
19.5.1組件720
19.5.2逆變器721
19.5.3並網逆變器721
19.5.4離網逆變器723
19.5.5繫統的電平衡部件(BOS)及開關723
19.5.6存儲724
19.5.7充電控制器724
19.5.8安裝結構725
19.5.9標準726
19.6繫統設計思路726
19.6.1地點分析727
1.6.2位置727
19.6.3方向和傾角727
19.6.4遮光727
19.6.5灰塵和污跡729
19.6.6屋頂和地面的考慮730
19.6.7互連設備731
19.6.8負荷數據731
19.6.9維護通道731
19.7繫統設計732
19.7.1部件選擇的考慮732
19.7.2經濟學與設計737
19.7.3繫統集成738
19.7.4間歇現像740
19.7.5材料失效741
19.7.6建模741
19.8安裝743
19.9運行和維護/監控744
19.10拆卸、回收和污染整治745
19.11實例745
19.11.1離網住宅/交直流電櫃/柴油/蓄電池745
19.11.2並網繫統示例748
19.11.3並網光伏繫統房屋748
19.11.4商用屋頂750
19.11.5公用事業規模的地面安裝跟蹤751
參考文獻752
第20章光伏中的電化學儲能756
20.1引言756
20.2電化學電池的一般概念757
20.2.1電化學電池的基礎757
20.2.2有內外存儲器的蓄電池762
20.2.3常用的技術術語和定義763
20.2.4容量和荷電狀態的定義764
20.3在光伏應用中蓄電池的典型工作條件765
20.3.1能量分析的一個示例765
20.3.2在光伏繫統中蓄電池工作條件的分類766
20.4帶有內部存儲器的二次電化學電池769
20.4.1概述769
20.4.2NiCd電池770
20.4.3金屬氫化物Ni蓄電池772
20.4.4可充電堿錳電池773
20.4.5Li離子電池和Li-聚合物電池773
20.4.6雙層電容器775
20.4.7鉛酸蓄電池776
20.5帶有外存儲器的二次電化學電池繫統794
20.5.1氧化還原液流電池794
20.5.2氫/氧存儲繫統796
20.6投資和壽命成本的考慮799
20.7結論801
參考文獻802
第21章光伏發電繫統的功率調節804
21.1光伏發電繫統中的充電控制器和蓄電池監測繫統804
21.1.1充電控制器805
21.1.2長蓄電池串的充電均衡器815
21.2逆變器816
21.2.1逆變器的普遍特征816
21.2.2並網繫統逆變器817
21.2.3獨立繫統中的逆變器820
21.2.4光伏逆變器的基本設計方案822
21.2.5逆變器模型,歐洲效率和CEC效率824
21.2.6逆變器和光伏組件的相互作用825
參考文獻827
第22章光伏組件的能量收集和傳遞828
22.1引言828
22.2太陽和地球之間的運動829
22.3太陽輻射成分833
22.4太陽輻射數據和不確定性834
22.4.1晴空指數837
22.5傾斜表面上的輻射太陽電池和電壓依賴收集107
22.5.1給定總輻射,評估水平輻射的直接和漫輻射成分838
22.5.2從日輻照量中估計瞬時的輻照量840
22.5.3估算在任意取向表面上的輻照,給出水平面上的輻照分量842
22.6環境溫度的日間變化846
22.7入射角和灰塵的影響847
22.8一些計算工具848
22.8.1日輻射結果的獲得848
22.8.2參考年份849
22.8.3遮光和軌道圖850
22.9最廣泛采用的表面上的輻照量850
22.9.1固定表面的情況854
22.9.2太陽跟蹤表面855
22.9.3聚光器857
22.10實際工作條件下的光伏電源行為858
22.10.1所選定的方法859
22.10.2二階效應862
22.11獨立光伏繫統的可靠性和規模865
22.12家用太陽能繫統(SHS)範例869
22.13並網光伏繫統的能量產出870
22.13.1輻照度分布及逆變器規模873
22.14結論873
致謝874
參考文獻874
第23章建築中的光伏877
23.1引言877
23.1.1作為建築師和工程師的挑戰的光伏877
23.1.2建築一體化的定義877
23.2建築中的光伏879
23.2.1光伏組件的建築功能879
23.2.2光伏集成為屋頂遮光柵、幕牆和遮陰設施882
23.2.3良好集成繫統的建築學標準884
23.2.4建築中光伏組件的集成887
23.3BIPV基礎890
23.3.1建築的類型890
23.3.2電池和組件893
23.4光伏設計的步驟895
23.4.1城市朝向895
23.4.2一體化的實用規則896
23.4.3設計步驟897
23.4.4設計過程:規劃策略898
23.5結論898
參考文獻899
第24章光伏與發展902
24.1電力與發展902
24.1.1能源與早期人類902
24.1.2“要有電”902
24.1.31/3的人類還處在黑暗中903
24.1.4集中電力繫統903
24.1.5農村電氣化904
24.1.6農村的能源情況904
24.2打斷落後的枷鎖904
24.2.1電力在農村設施中的應用904
24.2.2基本電源905
24.3光伏發電的選擇906
24.3.1農村應用的光伏發電繫統906
24.3.2實現光伏發電的壁壘908
24.3.3技術性壁壘909
24.3.4非技術問題911
24.3.5經培訓的人力資源914
24.4農村光伏電氣化的實例915
24.4.1阿根廷915
24.4.2玻利維亞916
24.4.3巴西917
24.4.4墨西哥917
24.4.5斯裡蘭卡918
24.4.6薩赫勒地區的抽水920
24.5向著農村電氣化的新範式920
參考文獻922

本書是一本全面論述太陽能光伏發電所有涉及領域的技術論著。書中由淺人深地論述了太陽能光伏發電各個方面的基本原理與實際工程技術內容。另外，書中還全面地論述了各種技術的全新進展，並給出了大量的參考文獻，如果讀者想繼續深人地探討相關技術，可以很方便地從書中及參考文獻中找到所需要的知識。本書基本上可以分成幾個大的方面：光伏基本理論，包括光伏技術的熱力學理論極限和pn結理論，還包括全新的有關第三代太陽電池的理論基礎；硅材料的制備和硅片加工；各種太陽電池技術，包括晶體硅太陽電池、硅薄膜太陽電池、II-V族太陽電池、CdTe薄膜太陽電池、CIGS薄膜太陽電池、染料敏化太陽電池等；各種光伏繫統及應用技術；光伏測試技術；光伏繫統的平衡部件的原理和技術，包括蓄電池、逆變器與控制器；從天文學和地理學的角度論述太陽輻射能量的理論；光伏技術及產業的歷史及現狀等。與原書第1版相比，在所有章節的內容上都有大量的更新，諸如等