BF-半导体光伏器件-张春福 西安电子科技大学出版社 9787560635378 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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张春福 著

图书标签:

• 半导体光伏
• 光伏器件
• 太阳能
• 新能源
• 材料科学
• 电子科技
• 张春福
• 西安电子科技大学出版社
• 9787560635378
• 物理学

店铺： 华裕京通图书专营店

出版社： 西安电子科技大学出版社

ISBN：9787560635378

商品编码：29786740964

包装：平装

出版时间：2015-04-01

图书基本信息
图书名称	半导体光伏器件	作者	张春福
定价	46.00元	出版社	西安电子科技大学出版社
ISBN	9787560635378	出版日期	2015-04-01
字数		页码
版次	1	装帧	平装

内容简介

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目录

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文摘

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序言

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现代光伏技术：从原理到应用 内容梗概： 本书旨在全面阐述半导体光伏器件的基本原理、关键技术、材料科学以及产业发展趋势，为读者提供一个深入理解太阳能光伏发电技术的系统性框架。全书分为若干章节，内容涵盖了从光伏效应的物理机制到各类光伏电池的结构与性能，再到光伏系统的设计、集成与实际应用，以及未来发展方向的探讨。本书力求严谨而详实，既有扎实的理论基础，又不乏对实际工程问题的关注，适合从事光伏技术研发、工程设计、生产制造、市场营销及相关领域科研与学习的专业人士及学生阅读。 第一部分：光伏效应与半导体物理基础 本部分将为读者建立理解光伏器件所需的物理学基础。首先，我们会从宏观层面介绍太阳能作为一种清洁能源的重要性及发展现状，引出对光伏发电技术的研究和应用需求。接着，深入探讨光伏效应的本质，即半导体材料如何通过吸收光子产生电子-空穴对，并进而形成光生电动势。这部分将详细解析半导体的能带理论，包括价带、导带、禁带宽度及其对光吸收特性的影响。我们将介绍本征半导体和杂质半导体（n型和p型半导体）的载流子特性，以及pn结的形成机制、耗尽区、内建电场等关键概念。理解pn结的电学和光学特性是理解所有光伏电池工作原理的基石。此外，还会涉及半导体材料的光学性质，如吸收系数、反射系数、透射系数等，以及这些性质如何影响器件的光电转换效率。 第二部分：各种光伏电池的原理、结构与性能 本部分将聚焦于当前主流以及具有发展潜力各类光伏电池的技术细节。 晶体硅太阳能电池： 作为当前市场的主导技术，我们将详细介绍晶体硅太阳能电池的家族，包括单晶硅（mono-Si）和多晶硅（multi-Si）电池。从硅晶体的生长、晶圆的制备，到扩散、钝化、丝网印刷电极等关键工艺步骤，都会进行细致的讲解。我们将分析不同工艺对电池性能的影响，如表面态密度、栅线电阻、金属接触电阻等，并探讨提高效率的技术途径，例如PERC（钝化发射极和背面接触）、TOPCon（隧道氧化物钝化接触）和HJT（异质结）等先进结构。 薄膜太阳能电池： 针对其低成本、柔性等优势，我们将介绍几种重要的薄膜太阳能电池技术。 非晶硅（a-Si）太阳能电池： 讲解其制备工艺（如PECVD），以及a-Si电池的性能特点，包括光致衰减问题及克服方法。 碲化镉（CdTe）太阳能电池： 介绍CdTe材料的性质、吸收光谱特性，以及其主流的制备技术，如TFT（薄膜晶体管）工艺。 铜铟镓硒（CIGS）太阳能电池： 探讨CIGS材料的多元共晶特性、吸收光谱范围，以及其制备方法（如共蒸发法、硒化法）。 染料敏化太阳能电池（DSSC）： 阐述其工作机理，包括染料分子、TiO2纳米颗粒、电解质等核心组成部分，以及其在室内光照等特定应用场景的潜力。 有机太阳能电池（OSC）： 介绍有机半导体材料的光电转换原理，包括给体-受体异质结的形成、激子产生与分离机制。探讨不同分子结构、聚合物设计对性能的影响，以及面临的挑战，如稳定性、效率等。 新兴光伏技术： 钙钛矿太阳能电池（Perovskite Solar Cells）： 作为近年来发展最快的技术之一，我们将深入分析钙钛矿材料的光学和电学特性，其优异的光吸收能力和载流子迁移率。讲解不同钙钛矿结构（如ABX3）及其对性能的影响，主流的制备技术（如旋涂、刮涂、打印），以及面临的稳定性问题（对湿气、氧气、光照的敏感性）及其研究进展。 量子点太阳能电池（Quantum Dot Solar Cells）： 介绍量子点的尺寸量子限制效应，以及其可调谐的光谱吸收范围。讲解量子点在太阳能电池中的应用机理，如多激子产生（MEG）效应的应用潜力。 多结太阳能电池（Multi-junction Solar Cells）： 阐述其通过堆叠不同带隙的半导体材料来捕捉太阳光谱不同部分能量的原理，以及其在聚光光伏（CPV）等高端应用中的高效率优势。 第三部分：光伏电池的性能表征与优化 本部分将介绍如何科学地评估光伏电池的性能，并探讨提高其效率和可靠性的关键技术。 性能参数： 详细解释光伏电池的关键性能参数，如开路电压（Voc）、短路电流（Jsc）、填充因子（FF）和光电转换效率（η）。介绍标准测试条件（STC）及其重要性。 测量方法： 介绍电流-电压（I-V）特性曲线的测量原理和方法，以及量子效率（QE）和响应度（R）的测量与分析。 损失机制分析： 深入剖析导致光伏电池能量损失的各种因素，包括光学损失（反射、透射、阴影等）、电学损失（重组、电阻等）和热学损失。 界面工程与钝化技术： 探讨如何通过优化半导体材料界面和表面来减少载流子重组，提高器件的开路电压和填充因子。介绍常用的钝化技术，如化学钝化（如氧化铝、氮化硅）、介质钝化等。 金属电极设计与优化： 分析金属电极的材料选择、栅线结构、接触电阻等对电池性能的影响，以及如何通过优化电极设计来降低电阻损耗，提高集流效率。 第四部分：光伏系统集成与应用 本部分将视角从单个光伏器件扩展到完整的太阳能发电系统，介绍其构成、设计、并网以及在不同场景下的应用。 光伏组件： 介绍光伏电池如何被封装成光伏组件，包括封装材料（如EVA、背板）、玻璃、边框等。讲解组件的串并联设计以满足不同电压和电流需求。 光伏发电系统构成： 详细介绍光伏发电系统的主要组成部分：光伏组件阵列、逆变器（DC/AC转换）、汇流箱、支架系统、电缆、以及可选的储能系统。 逆变器技术： 讲解不同类型的逆变器，如集中式逆变器、组串式逆变器和微型逆变器，以及它们各自的优缺点和适用场景。探讨最大功率点跟踪（MPPT）技术的重要性。 并网型光伏系统： 介绍并网型光伏系统的工作原理，包括与电网的连接、电能的传输和计量。讲解并网安全标准和技术要求。 离网型光伏系统： 阐述离网型光伏系统在无电网地区的供电方案，包括储能电池的选择、充放电管理等。 光伏系统设计原则： 介绍光伏系统设计的关键因素，如场地选择、倾角和方位角优化、负载分析、系统容量计算、风载和雪载考虑等。 实际应用场景： 探讨光伏发电在屋顶光伏、地面电站、太阳能建筑一体化（BIPV）、水面光伏、交通设施、农业光伏等领域的广泛应用。 第五部分：光伏产业发展与未来展望 本部分将对光伏产业的现状进行回顾，并展望未来的发展趋势和挑战。 光伏产业现状与市场分析： 介绍全球光伏产业的发展规模、主要国家和地区、市场驱动因素、政策支持以及面临的挑战（如成本、竞争、供应链等）。 成本下降与技术进步： 分析光伏技术成本持续下降的驱动因素，包括规模化生产、技术创新、材料进步和供应链优化。 未来技术发展方向： 探讨下一代光伏技术的研发重点，如钙钛矿/硅叠层电池、高效薄膜电池、柔性光伏、透明光伏、聚光光伏等。 光伏材料的创新： 展望新型光伏材料的开发，如二维材料、新型量子点材料、有机半导体材料的性能提升等。 智能化与数字化： 探讨人工智能、大数据、物联网等技术在光伏系统设计、运行维护、故障诊断和电网集成方面的应用。 可持续性与循环经济： 关注光伏组件的回收与再利用，以及光伏产业的可持续发展模式。 政策法规与标准： 讨论影响光伏产业发展的政策导向、市场机制、行业标准和技术规范。 结论： 本书通过由浅入深、由点及面的方式，系统地梳理了半导体光伏器件及其相关技术。从基础的物理原理，到精密的器件结构，再到复杂的系统集成，以及宏观的产业发展，力求为读者勾勒出光伏技术领域的全貌。本书的编写宗旨是激发读者对这一重要清洁能源技术的兴趣，提供解决实际问题的理论依据和技术指导，并为未来光伏技术的突破和应用贡献力量。

评分☆☆☆☆☆

这本书的价值不仅仅在于其知识内容的传递，更在于它对研究思维的培养。很多专业书籍只是告诉我们“是什么”和“怎么做”，但好的教材会引导我们思考“为什么会这样”以及“如何做得更好”。从前几章的论述风格来看，我强烈预感这本书在分析问题时，会鼓励读者进行批判性思考，去质疑现有的模型和假设，并尝试寻找更优化的解决方案。这对于我们这些正处于研究探索阶段的人来说，是极其宝贵的财富。一本好的技术书籍，应该是开启更多思考的钥匙，而不是终结讨论的圣经。我准备花大量时间精读，希望能从中汲取的不只是具体的技术细节，更多的是一种严谨求实的科学研究态度和解决复杂工程问题的思维路径。

评分☆☆☆☆☆

这本书的理论深度和广度都超出了我的初步预期，它不仅仅停留在对基础物理原理的简单介绍上，而是深入到了器件的物理机制、性能优化以及前沿的研究方向。作者似乎非常擅长将晦涩难懂的半导体物理概念，通过精妙的类比和清晰的数学推导展现出来。比如，在讲解PN结的载流子复合机制时，那种层层递进的逻辑链条，让我这个曾经在其他教材上卡住了好几次的读者，都能豁然开朗。更难能可贵的是，它似乎并没有完全摒弃工程实践的视角，在探讨理论的同时，还穿插了一些关于工艺制程对器件性能影响的讨论，这对于希望未来从事研发工作的学生来说，无疑提供了宝贵的实践指导意义。我感觉这本书像是为那些不满足于停留在表面知识，而渴望探究“为什么”的深度学习者准备的。

评分☆☆☆☆☆

阅读这本著作的体验，让我深刻体会到作者在教学和科研实践中积累的丰富经验。行文风格兼具了严谨的学术规范和富有启发性的探讨精神。它不像某些翻译过来的经典那样，语言显得过于生硬和机械化，而是有一种流畅自然的叙述感，仿佛一位经验丰富的导师在为你细致讲解难题。尤其是在一些关键概念的辨析上，作者的处理方式非常巧妙，既准确定义了术语，又指出了该术语在不同语境下的细微差别，这种对细节的把控，体现了作者深厚的学术功底和极高的责任心。我尤其期待阅读到关于新型光伏材料的章节，根据目前的阅读感受，相信作者的阐述一定能深入且透彻，避免那些泛泛而谈的空洞描述。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧设计真是让人眼前一亮，封面采用了深邃的蓝色调，搭配着精美的电路图和一些抽象的光影效果，一下子就把人带入了半导体和光伏这个充满科技感的世界。纸张的质感也相当不错，印刷清晰锐利，即便是那些复杂的公式和图表，看起来也毫不费力。我特别喜欢扉页上的那句引言，虽然我不太确定是不是作者亲笔挑选的，但它确实很好地烘托了全书的学术氛围。内页的排版布局也很讲究，留白适度，使得长时间阅读也不会感到眼睛疲劳。从这本书的整体呈现来看，出版方显然在细节上花费了大量心思，这对于一本专业技术书籍来说，无疑是一个加分项，它让阅读过程变成了一种享受，而不是仅仅为了获取知识的苦差事。翻开目录，就能感受到内容的层次感和逻辑性，感觉作者在组织材料时下了不少功夫，希望能尽快深入到核心章节去探索一番。

评分☆☆☆☆☆

作为一本高校教材或专业参考书，其内容的体系性是衡量其价值的关键指标之一。我粗略浏览了一下章节安排，发现它构建了一个非常扎实且连贯的知识体系框架，从最基础的半导体材料特性入手，逐步过渡到光伏效应的宏观表现，再到具体器件结构的设计与表征，整个脉络非常清晰，如同攀登一座精心规划的山峰。这种结构的好处在于，即便是初次接触这个领域的读者，也能沿着作者的引导，稳扎稳打地建立起完整的知识树，而不是零散地学习各个孤立的知识点。相比我以前读过的几本偏向应用综述的资料，这本书显然更注重理论基础的打磨，这对于建立起坚实的学科根基至关重要，能让人在面对未来技术迭代时，依然拥有强大的适应能力。