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[澳] 偉納姆 等 著，狄大衛 等 譯

圖書標籤:

• 光伏
• 太陽能
• 光伏技術
• 新能源
• 可再生能源
• 半導體
• 材料科學
• 能源轉換
• 電力係統
• 應用物理

齣版社： 上海交通大學齣版社

ISBN：9787313051325

版次：1

商品編碼：10084420

包裝：平裝

開本：16開

齣版時間：2008-04-01

用紙：膠版紙

頁數：233

正文語種：中文

編輯推薦

《應用光伏學》內容包括太陽輻射的特性，半導體與P——N結基礎，太陽能電池的原理，特性及設計，光伏特殊應用等，對高等院校師生以及廣伏從業者，《應用光伏學》是一部優秀的教材與參考資料。

內容簡介

《應用光伏學》根據英文版原著《Applied Photovoltaics》（第二版）編譯而成，對於高等院校師生以及光伏從業者而言，是一部優秀的教材與參考資料。
《應用光伏學》英文版原著《Applied Photovoltaics》（第二版）是由澳大利亞新南威爾士大學（UNSW）光伏工程研究中心開設的、電氣工程係和太陽能與可再生能源工程係同名專業課程“應用光伏學”所使用的標準教材，原著作者Martin Green 教授，Stuart Wenham 教授，Richard Corkish 博士（光伏工程學院院長）和Muriel Watt 博士均是新南威爾士大學光伏工程研究中心的資深專傢和光伏太陽能業界專傢。研究中心在矽材料太陽能電池研究方麵領先，是單結單晶矽太陽能電池效率的世界紀錄突破者和保持者。
《應用光伏學》共分12章，主要內容包括太陽輻射的特性，半導體與P-N 結基礎，太陽能電池的原理、特性及設計，光伏電池的互聯與組件的裝配，獨立光伏係統組成與設計，光伏特殊應用，偏遠地區供電係統，並網光伏係統以及光伏水泵係統等。每一章之後都附有習題和，全書末尾提供附錄和索引。《應用光伏學》譯本在忠實於原著的基礎上，力求深入淺齣、邏輯清晰、理論嚴謹、敘述明確，便於讀者理解與掌握。
《應用光伏學》譯本的初稿由中國光伏産業的領軍企業——無锡尚德太陽能電力有限公司的施正榮博士（總經理）等提供。新南威爾士大學方麵還為本書特彆成立瞭編譯組。
參見新南威爾士大學網站(www.pv.unsw.edu.au)

內頁插圖

目錄

引言
第1章 太陽光的特性
1.1 波粒二象性
1.2 黑體輻射
1.3 太陽及其輻射
1.4 太陽的輻射
1.5 直接輻射和漫射
1.6 溫室效應
1.7 太陽的視運動
1.8 日照數據及估算
1.8.1 地外輻射
1.8.2 在水平麵上的陸地全局輻射
1.8.3 全局輻射與漫射成分
1.8.4 落在傾斜錶麵上的輻射
1.9 太陽能與光伏學
習題
第2章 半導體與P-N結
2.1 半導體
2.1.1 化學鍵模型
2.1.2 能帶模型
2.1.3 摻雜
2.2 半導體的種類
2.2.1 單晶矽(sc-Si)
2.2.2 多晶矽(mc-Si)
2.2.3 非晶矽(a-Si)
2.2.4 薄膜晶體矽
2.3 光的吸收
2.4 復閤
2.5 P-N結
習題
第3章 太陽能電池的特性
3.1 光照的影響
3.2 光譜響應
3.3 溫度的影響
3.4 寄生電阻的影響
習題
第4章 太陽能電池特性和設計
4.1 效率
4.2 光學損失
4.3 復閤損失
4.4 頂電極設計
4.4.1 體電阻率和方塊電阻
4.4.2 柵綫間隔
4.4.3 其他損失
4.5 實驗室電池與工業要求的對比
4.6 激光刻槽一埋柵太陽能電池
習題
第5章 光伏電池的互聯和組件的裝配
5.1 組件和電路設計
5.2 相同特性的電池

5.3 非相同特性的電池
5.4 非相同特性的電池組件
5.5 熱點過熱
5.6 組件構造
5.7 抗候性
5.8 溫度因素
5.9 電絕緣
5.10 機械保護
5.11 降格與失效
5.12 物化能量和生命周期的問題
習題
第6章 獨立光伏係統的結構
6.1 引言
6.2 獨立光伏係統設計
6.3 電池組件
6.4 蓄電池
6.4.1 電池種類
6.4.2 應用
6.4.3 要求
6.4.4 效率
6.4.5 額定功率和容量
6.4.6 放電深度
6.5 鉛酸蓄電池
6.5.1 類型
6.5.2 極闆材料
6.5.3 充電
6.5.4 效率
6.5.5 工業標準和分類
6.6 其他蓄電池設備
6.6.1 鎳鎘蓄電池
6.6.2 鎳氫蓄電池
6.6.3 可充電堿性錳蓄電池
6.6.4 鋰離子和鋰聚閤物蓄電池
6.6.5 氧化還原蓄電池
6.6.6 大型電容器
6.7 功率調節與控製
6.7.1 二極管
6.7.2 穩壓器
6.7.3 逆變器
6.8 係統平衡器件
6.8.1 電路布綫
6.8.2 過流保護
6.8.3 開關
6.8.4 連接器
6.8.5 接地
6.8.6 雷電防護
6.8.7 計量和報警
6.8.8 蓄電池保護和安全標識
6.8.9 電子元器件的保護
6.8.10 組件支架
習題
第7章 獨立光伏係統設計
7.1 引言
7.2 係統利用率
7.3 混閤係統
7.4 光伏係統的簡易設計方法
7.5 聖第亞國傢實驗室的方法
7.6 《澳大利亞標準AS4509.2》
7.7 係統設計軟件
習題
第8章 光伏的特殊應用
8.1 引言
8.2 空間應用
8.3 海洋航行輔助
8.4 無綫電通信
8.4.1 便攜式光伏電源
8.4.2 無綫電話服務
8.4.3 手機網絡
8.4.4 光縴網絡
8.5 陰極保護
8.5.1 係統尺寸
8.5.2 控製器
8.5.3 電源供應係統
8.6 水泵
8.7 室內使用的消費光伏産品
8.8 電池充電器
8.9 發展中國傢的光伏發電
8.10 冷藏
8.11 光伏動力運輸
8.12 太陽能汽車
8.13 照明
8.14 遠程監測
8.15 直接驅動的應用
8.16 電力防護柵欄
習題
第9章 偏遠地區供電係統
9.1 傢用電力係統
9.1.1 交流或直流的選擇
9.1.2 電器用品
9.1.3 用戶用電指導
9.1.4 光伏-柴油／汽油混閤發電係統
9.1.5 柴油發電機
9.1.6 汽油發電機
9.1.7 混閤係統設計
9.2 RAPS係統成本
9.3 便攜式RAPS係統
9.3.1 邊遠地區原住居民用便攜係統
9.3.2 太陽能集成屋
9.3.3 Stationpowe
9.4 可靠性和維護
9.5 政府援助計劃
習題
第10 章並網光伏係統
10.1 引言
10.2 光伏係統在建築上的應用
10.2.1 太陽能闆的安裝
10.2.2 逆變器
10.2.3 本地存儲
10.2.4 係統規模和經濟分析
10.2.5 其他方麵
10.3 光伏在公共電網中的應用
10.4 光伏集中發電站的設計
10.5 安全
10.6 光伏發電的價值
10.6.1 能源效益
10.6.2 産能信用度
10.6.3 分布優勢
10.6.4 實例1：加利福尼亞，科爾曼配電支綫1103
10.6.5 實例2：澳大利亞，卡爾巴裏
10.7 國際光伏市場
10.7.1 美國
10.7.2 日本
10.7.3 歐洲
10.7.4 印度
10.7.5 中國
10.7.6 澳大利亞
習題

精彩書摘

1.9 太陽能與光伏學
光伏學的進步與量子力學的發展有著密不可分的聯係。盡管光的波粒二象性在電池設計中不應被忽視，然而太陽能電池的運作，就本質而言就是光伏材料對光的粒子或稱量子所作齣的反應。
在地球大氣層之外，太陽光本身可以近似為理想的黑體輻射。經典理論無法解釋此類黑體輻射現象，這個事件本身也推動瞭量子力學的發展，而量子力學又幫助瞭對太陽能電池工作原理的瞭解。除瞭反射陽光，地球本身也在進行類似的黑體輻射，但由於溫度較低，地球的輻射光譜集中在長波波段。
大氣層的吸收和散射作用減弱瞭太陽光到達地球錶麵的輻射強度，同時改變瞭波長能譜分布。它們也影響著地球輻射的能量，導緻地球的地麵溫度比月球高，而且導緻地錶溫度對人造溫室氣體比較敏感。陸地光綫的強度和波長能譜分布往往是變化量，因此在標定太陽能産品時要使用標準的太陽光譜。現在的大多數陸地設備采用的標準，如附錄A中所示，是全局大氣光學質量為AMl．5情況下的光譜分布錶。

前言/序言

深入探索高分子化學的奧秘：功能性高分子材料的設計、閤成與應用 本書全麵、深入地探討瞭當代高分子化學領域的前沿動態與核心理論，聚焦於功能性高分子材料的設計、精確閤成方法、結構-性能關係解析及其在尖端技術領域的廣泛應用。 本著作旨在為高分子化學、材料科學、化學工程及相關交叉學科的研究人員、高級本科生和研究生提供一本內容詳實、邏輯嚴謹的參考書。全書內容涵蓋瞭從基礎單體結構到復雜聚閤物網絡形成的全過程，並特彆強調瞭如何通過分子工程學手段調控材料的宏觀功能。 --- 第一部分：高分子化學基礎與結構調控 (Structure and Synthesis Fundamentals) 本部分奠定瞭理解功能性高分子材料所需的理論基石，重點剖析瞭聚閤反應的機理、動力學以及聚閤物分子鏈的拓撲結構對材料性能的決定性影響。 第一章：現代聚閤反應的精細控製 本章詳細梳理瞭傳統自由基聚閤、逐步聚閤的局限性，並深入介紹瞭近年來取得突破性進展的“活性/可控自由基聚閤”（CRP）技術。重點闡述瞭原子轉移自由基聚閤（ATRP）、可逆加成-斷裂鏈轉移聚閤（RAFT）以及氮氧自由基介導聚閤（NMP）的反應機理、引發劑和催化劑體係的選擇。通過大量實例，展示瞭如何利用這些方法實現對分子量、分子量分布（PDI）、鏈結構和鏈末端官能團的精確控製，為後續功能化設計打下基礎。 第二章：共聚物閤成策略與結構多樣性 共聚物是實現復雜功能的核心途徑。本章係統地討論瞭無規共聚、交替共聚、嵌段共聚和接枝共聚的設計原理。深入分析瞭共聚單體對熱力學相容性、微相分離行為的影響。特彆關注瞭梯度共聚物和星形、刷形聚閤物的閤成挑戰與技術突破，這些結構在構建界麵活性劑和納米載體方麵展現齣巨大潛力。 第三章：聚閤物分子量與拓撲結構錶徵 準確的結構錶徵是連接分子設計與宏觀性能的橋梁。本章詳細介紹瞭用於確定分子量和分子量分布的凝膠滲透色譜（GPC/SEC）原理及校正方法。同時，深入講解瞭核磁共振（NMR，包括二維譜）在確定聚閤物主鏈序列、共聚物組成和支化度方麵的應用。此外，對聚閤物拓撲結構（如環狀、齒形、超支化聚閤物）的錶徵技術進行瞭係統性梳理。 --- 第二部分：功能性高分子材料的設計與閤成 (Designing Functional Polymers) 本部分是全書的核心，聚焦於如何將特定的物理、化學或生物學功能賦予高分子骨架，並探討實現這些功能的關鍵閤成路徑。 第四章：響應性高分子（智能材料） 智能高分子材料能夠對外界刺激（如溫度、pH值、光、電場或特定化學物質）産生可逆的性質變化。本章係統闡述瞭熱緻相變（如PNIPAM體係的LCST行為）、pH響應性（羧基/胺基官能團的質子化/去質子化）以及光響應性高分子的設計。討論瞭這些材料在傳感器、軟機器人和藥物控釋係統中的應用前景。 第五章：導電與電化學活性高分子 本章深入探討瞭共軛高分子和摻雜聚閤物在電子學和能源領域的應用。詳細分析瞭聚苯胺（PANI）、聚吡咯（PPy）和PEDOT:PSS的閤成、電化學氧化還原行為及電荷傳輸機製。探討瞭如何通過骨架修飾和摻雜劑選擇來調控電導率、穩定性以及電化學循環性能，重點關注其在有機電子器件和超級電容器中的潛力。 第六章：高分子電解質與離子傳輸材料 離子傳導是能源設備（如電池、燃料電池）的關鍵。本章聚焦於聚閤物固態電解質的研究進展。詳細分析瞭聚氧化乙烯（PEO）基復閤電解質的結構限製，並深入探討瞭新型含氟聚閤物骨架（如PFSA類）和基於無規共聚物中離子通道構建的策略。討論瞭如何通過“陰離子束縛”和“陽離子傳輸”的分子工程手段，實現高離子電導率和優良的界麵兼容性。 第七章：生物相容性與生物活性高分子 本部分關注高分子材料在生命科學中的應用，強調材料的生物安全性、可降解性和生物識彆能力。深入解析瞭聚乳酸（PLA）、聚己內酯（PCL）等可降解聚酯的聚閤方法與降解動力學。著重討論瞭生物偶聯技術，如點擊化學（Click Chemistry）在聚閤物側鏈功能化、蛋白質/核酸負載以及構建生物活性錶麵塗層中的高效應用。 --- 第三部分：先進應用與跨界融閤 (Advanced Applications and Interdisciplinary Frontiers) 本部分將理論與應用相結閤，探討功能性高分子在解決現代工程和環境挑戰中的前沿應用。 第八章：高分子在分離與膜技術中的應用 高分子膜是水處理、氣體分離和滲透蒸發等領域的核心技術。本章分析瞭聚閤物膜的微觀孔隙結構、自由體積和滲透選擇性之間的關係。詳細闡述瞭反滲透膜、納濾膜的聚酰胺層狀結構形成機製。此外，深入探討瞭通過聚閤物納米復閤膜技術，引入無機填料（如MOFs、石墨烯氧化物）以實現對分離性能的協同增強。 第九章：高分子基功能復閤材料的界麵科學 復閤材料的性能往往取決於聚閤物基體與增強相（縴維、顆粒）之間的界麵相互作用。本章闡述瞭界麵粘接的化學機製，包括錶麵改性、偶聯劑的使用。重點討論瞭自修復高分子復閤材料的設計理念，包括微膠囊技術和動態共價鍵網絡（如Diels-Alder反應）在實現材料損傷自我修復功能中的作用。 第十章：先進光刻膠與圖案化技術 在微電子製造中，高分子光刻膠的性能直接決定瞭器件的精度和集成度。本章係統地介紹瞭化學放大抗蝕劑（CARs）的工作原理，包括光酸的産生、擴散和催化解聚過程。詳細分析瞭深紫外（DUV）和極紫外（EUV）光刻膠配方中樹脂、光産酸劑（PAGs）的選擇與優化，旨在提高分辨率和敏感度，以滿足亞納米級特徵的製造需求。 --- 總結與展望 本書不僅提供瞭高分子化學的紮實理論基礎，更著眼於分子結構如何轉化為宏觀功能，為讀者提供瞭一套完整的“分子設計—閤成—性能驗證”的研究框架。全書內容緊密圍繞如何精確控製聚閤物的化學結構、物理形態和環境響應性，以滿足下一代先進材料的需求。對所有緻力於探索新一代功能材料的科研人員來說，本書將是一份不可或缺的專業指南。

評分☆☆☆☆☆

坦白說，當我開始閱讀這本書時，我的主要目的是想快速瞭解光伏産業的最新政策走嚮和市場熱點，以便指導我的投資組閤配置。我期待的是一些關於供應鏈瓶頸、國傢補貼政策變化和主要企業市場占有率的宏觀分析。然而，這本書卻以一種近乎“慢工齣細活”的姿態，引導我迴到瞭最基礎的物理現象層麵。它花瞭很大篇幅去解釋“黑體輻射”與光伏吸收光譜匹配的理論極限——肖剋利-奎伊瑟極限，並詳細推導瞭不同光照強度和溫度下，電池開路電壓和短路電流的變化關係。這種對基礎理論的深度挖掘，雖然在短期內對我進行股票交易的幫助似乎不大，但它卻極大地增強瞭我對整個産業技術路綫的“內功”判斷力。我開始能夠更清晰地分辨齣哪些是真正的技術突破，哪些可能隻是概念炒作。比如，在討論疊層電池時，作者清晰地指齣瞭不同材料帶隙的匹配難度，這讓我明白瞭為什麼高效率的商業化進程總是步履維艱。這本書的價值在於，它為你構建瞭一個堅實的知識金字塔，讓你明白每一次效率的微小提升，背後都凝聚瞭多少基礎科學的努力，從而讓你在麵對市場信息洪流時，能夠保持一份冷靜和深刻的洞察力，真正理解光伏産業長期價值的源泉所在。

評分☆☆☆☆☆

這本書的裝幀和排版，說實話，初看之下，給我一種非常傳統的、甚至略顯嚴肅的感覺，仿佛迴到瞭大學圖書館裏那些陳舊的專業教材堆中。然而，一旦沉下心來開始閱讀，我立刻被其中那種嚴謹到近乎偏執的細節所吸引。我是一名專注於光伏材料研發的化學工程師，我們團隊的日常就是圍繞著薄膜的沉積速率、晶界缺陷的控製以及載流子的復閤效率打轉。這本書在討論矽片切割技術時，對金剛綫切割的漿料配方和張力控製的物理化學分析，簡直是教科書級彆的精確。它詳盡地描述瞭如何通過優化切割液中的錶麵活性劑和磨料粒度分布，來最小化“微裂紋”的産生，這正是我們實驗室在提升矽片良率時經常遇到的瓶頸。更令人稱道的是，作者在講解如何通過ALD（原子層沉積）技術在PERC電池背麵沉積氧化鋁鈍化層時，不僅給齣瞭ALD窗口的溫度區間，還結閤瞭DFT（密度泛函理論）計算結果，解釋瞭鋁原子與矽錶麵羥基的反應動力學，這對於我們理解界麵化學至關重要。這本書沒有試圖簡化這些復雜的科學原理，而是選擇用最精確的語言去闡述它們，這對於追求極緻性能的研發人員來說，無疑是一份極其寶貴的參考資料，它提供瞭一個堅實的理論基石，讓我們在實驗中探索時，知道自己腳下站立的是怎樣一個堅固的科學大地。

評分☆☆☆☆☆

拿到這本厚重的書稿，我原本是抱著一種近乎朝聖的心態去對待的，畢竟在我的專業領域——也就是大型光伏電站的EPC管理中，我們更關注的是並網效率、度電成本和電站的生命周期維護。這本書給我的最大震撼，恰恰在於它將“電站運維”這個看似偏重工程實踐的環節，提升到瞭一個更宏觀、更具係統性的高度來審視。比如，在探討電站的發電量預測模型時，它不僅僅停留在氣象數據的輸入和調整上，而是深入剖析瞭組件的衰減機理，包括PID（電勢誘導衰減）和LID（光緻衰減）在不同氣候帶的實際錶現差異，以及如何將這些數據反哺到初期的組件選型和電站設計階段，實現“設計即優化”。我記得書中有一個關於逆變器拓撲結構的章節，作者花瞭大量篇幅去對比集中式逆變器和組串式逆變器的優劣，特彆是在麵對局部陰影遮擋時的容錯能力，這完全顛覆瞭我過去“越大越好”的直觀印象。讀完後，我立刻迴去審閱瞭我們下一個沙漠項目的逆變器采購清單，並提齣瞭基於該書理論的優化建議，這直接關係到未來二十年電站的實際收益。這本書的價值不在於教你擰螺絲，而在於提供瞭一套完整的“係統思維框架”，讓你從一個點去看待整個能源鏈條中的每一個環節是如何相互影響、相互製約的，其深度和廣度遠遠超齣瞭我預期的技術手冊範疇。

評分☆☆☆☆☆

這本書，說實話，拿到手裏的時候，我其實心裏是有點打鼓的。畢竟“光伏”這個詞聽起來就挺高深莫測的，我一個搞市場營銷的，平時接觸的無非就是那些光鮮亮麗的廣告詞和用戶畫像，對技術層麵的東西基本是兩眼一抹黑。但翻開目錄纔發現，作者的敘述方式相當平易近人，完全沒有那種高高在上的學術腔調。它更像是一個經驗豐富的老前輩，拉著你坐在咖啡館裏，一邊喝著手衝咖啡，一邊娓娓道來光伏技術從最初的理論構想到如今大規模商業化應用的全過程。記得第一章講到矽晶體的精煉過程，那些復雜的化學式和物理模型，本來以為要啃好久纔能搞懂，結果作者用瞭一個非常形象的比喻——把半導體材料的“純淨度”比作釀造頂級清酒的水質要求，一下子就讓我這個外行明白瞭為啥對純度要求如此苛刻。接著，對於不同類型電池效率的提升，作者沒有簡單羅列數據，而是深入剖析瞭背後的物理機製，比如P-N結的構建邏輯，以及如何通過錶麵鈍化來減少電子的“逃逸”。這種注重底層邏輯而非堆砌術語的寫作手法，極大地降低瞭我的閱讀門檻。我甚至覺得，這本書不僅適閤專業人士，對於任何對未來能源轉型感興趣的普通讀者來說，都是一本極好的入門嚮導，它讓我意識到，所謂高科技，其實都是一步一個腳印的科學積纍。我特彆欣賞作者在介紹最新的鈣鈦礦電池進展時所展現齣的審慎樂觀態度，既看到瞭潛力，也清醒地指齣瞭其麵臨的長期穩定性和毒性挑戰。

評分☆☆☆☆☆

作為一個跨界研究者，我更關注的是光伏技術如何融入未來的智能電網和能源互聯網架構中。我以為這本書會像市麵上很多同類書籍一樣，將重點放在組件發電本身，但讓我驚喜的是，它用相當大的篇幅探討瞭“分布式光伏”的係統集成和管理挑戰。作者清晰地描繪瞭一個場景：當成韆上萬的屋頂光伏係統接入電網時，如何避免電壓的劇烈波動和電能質量的惡化？書中對“虛擬同步發電機”（VSG）技術在光伏逆變器中的應用進行瞭細緻的闡述，解釋瞭如何通過先進的控製算法，讓光伏係統具備傳統發電機那樣的慣量支撐和阻尼特性，從而保證電網的穩定運行。這種前瞻性的視角，將光伏從一個單純的“發電單元”提升到瞭“電網穩定器”的角色，是非常有啓發性的。此外，書中關於儲能係統與光伏的耦閤優化策略的討論，也極其深刻，它不再是簡單地將電池視為一個“儲能容器”，而是探討瞭基於實時電價和負荷預測的最優充放電調度策略，充分考慮瞭電池的循環壽命成本。這本書的視野之開闊，已經超齣瞭傳統意義上的“光伏技術”，更像是一部麵嚮未來能源係統的“集成工程學”指南。

評分☆☆☆☆☆

傢裏建書庫，看著閤適就買瞭

評分☆☆☆☆☆

內容太淺瞭

評分☆☆☆☆☆

正版圖書，速度很快！

評分☆☆☆☆☆

書本挺好的

評分☆☆☆☆☆

正版圖書，速度很快！

評分☆☆☆☆☆

書沒有破損，

評分☆☆☆☆☆

書本挺好的

評分☆☆☆☆☆

不錯的書，是正版的

評分☆☆☆☆☆

書還沒看，不過封麵有點髒，不影響閱讀