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第1章 总论 1

1.1 引言 1

1.2 能源革命与文明的进步 1

1.3 能源的需求预测与能源资源 3

1.4 3E的三重矛盾与解决策略 6

1.5 太阳能的质和量 11

1.6 太阳能发电的独特特点 14

第2章 太阳能电池原理及装置物性 16

2.1 引言 16

2.2 半导体的光吸收和光传导效率 16

2.3 半导体的光电效应 20

2.4 太阳能电池原理及能量转换效率 23

2.5 理论极限效率和太阳能电池的损失 27

2.6 高效率化技术及其装置物性 30

第3章 单晶体硅太阳能电池和太阳能电池模板 38

3.1 引言 38

3.2 单晶硅太阳能硅片的制造方法 40

3.2.1 单晶硅太阳能电池的特点 40

3.2.2 单晶硅铸模的制造 40

3.2.3 单晶硅硅片的制造 41

3.2.4 电池片的形成 41

3.2.5 电池片高效率化的技术 42

3.3 HIT太阳能电池片及其制造方法 43

3.3.1 HIT太阳能电池的结构 43

3.3.2 HIT太阳能电池片的特点 44

3.4 大面积太阳能电池模板 47

3.4.1 太阳能电池模板的种类 48

3.4.2 太阳能电池模板的制造过程 48

3.4.3 太阳能电池模板的评价 50

3.5 采光型太阳能电池模板 51

3.6 超高效率太阳能电池 52

3.6.1 高效率太阳能电池的结构 53

3.6.2 电池片制造方法的进展 54

第4章 多晶体硅太阳能电池 56

4.1 引言 56

4.2 多晶硅铸模的制造技术 57

4.3 多晶硅太阳能电池的高效率化技术 58

4.4 多晶硅薄膜太阳能电池的开发 62

4.5 结束语 65

第5章 非晶硅及微晶硅薄膜太阳能电池 66

5.1 引言 66

5.2 Si系薄膜的制作、基础物性和太阳能电池的装置 66

5.2.1 Si系薄膜的制作 66

5.2.2 Si系薄膜的基础物性 68

5.2.3 Si系薄膜太阳能电池的装置 74

5.3 无结晶硅太阳能电池及其性能 80

5.3.1 a-SiC/a-Si异质结太阳能电池 82

5.3.2 a-Si太阳能电池大面积模板的制造及其高效率化 86

5.3.3 a-Si太阳能电池的可靠性 89

5.4 薄膜微晶硅（μc-Si）太阳能电池及其性能 91

5.5 非晶硅／微晶硅型串联太阳能电池 97

第6章 CIS以及CIGS系太阳能电池 102

6.1 引言 102

6.2 CIS以及CIGS系半导体的基础物性及其特性 102

6.2.1 CIGS系半导体的特点 102

6.2.2 禁带宽度控制 103

6.2.3 多样的结晶相和固有缺陷 103

6.3 CIS以及CIG系太阳能电池的结合形式与制法 104

6.3.1 CIGS系太阳能电池的基本结构 104

6.3.2 组成比和电池片特性 105

6.3.3 Na的添加效果 106

6.3.4 蒸镀法 106

6.3.5 硒化法 107

6.4 模板制造法及其规模生产技术 108

6.4.1 集成化技术 108

6.4.2 提高效率的技术 109

6.4.3 可靠性评价 109

6.5 R＆D领域的新进展 110

6.5.1 Cd自由缓冲层 110

6.5.2 柔性基片 111

6.5.3 S系、AI系等新材料 112

6.5.4 聚光电池片 112

6.5.5 宇宙空间应用 112

6.5.6 4端子串联的高效率化 113

6.6 结束语 113

第7章 Ⅲ—Ⅴ族太阳能电池 115

7.1 引言 115

7.2 Ⅲ—Ⅴ族半导体太阳能电池所用材料的特点 116

7.2.1 Ⅲ—Ⅴ族化合物半导体的基础物性和光电特性 116

7.2.2 Ⅲ—Ⅴ族系半导体太阳能电池的特点 118

7.3 GaAs系太阳能电池片的结构及其制法 119

7.3.1 GaAs系太阳能电池 119

7.3.2 InP系太阳能电池 120

7.3.3 新型太阳能电池——量子阱结构太阳能电池 122

7.3.4 薄膜太阳能电池 122

7.3.5 太阳能电池的制造方法 124

7.4 超高效率多结太阳能电池及其构成 124

7.5 聚光型太阳能电池技术及其现状 127

7.6 R＆A领域的新进展 128

第8章 色素增感型太阳能电池 130

8.1 引言 130

8.2 色素增感型太阳能电池的特征 130

8.3 基本原理和理论可达到的效率 132

8.3.1 基本原理和已报道的太阳能电池性能 132

8.3.2 理论可达到的效率 134

8.4 色素增感型太阳能电池的结构和制造方法 135

8.4.1 色素增感型太阳能电池的结构 135

8.4.2 Graetzel Cell的制作方法 138

8.5 色素增感型太阳能电池技术的现状和性能 140

8.5.1 色素增感型太阳能电池技术的性能发展 140

8.5.2 色素增感型太阳能电池的稳定性 141

8.6 R＆D领域的新进展 142

8.6.1 新型高性能增感色素的开发 142

8.6.2 新型氧化物半导体薄膜光电极 143

8.6.3 电解质溶液的固体化拟固体化 143

8.6.4 塑料太阳能电池 144

第9章 太阳能电池在日常生活中的应用 146

9.1 引言 146

9.2 太阳能计算器 147

9.3 太阳能手表 149

9.4 其他应用 150

9.5 交通系统的应用 151

9.6 受灾、求助体系的应用 154

9.7 日常生活应用的新展望 156

第10章 住宅用太阳光发电系统 158

10.1 引言 158

10.2 住宅用太阳光发电系统设置方法的种类 161

10.3 独立型系统和联系型系统 165

10.4 动力调节器 166

10.4.1 系统联系技术 166

10.4.2 与屋项形状对应的设置多样化的组合技术 167

10.5 导入实例 169

10.6 今后的努力 170

10.6.1 原材料价格的下降 170

10.6.2 通过商品开发扩大市场 171

10.6.3 具备集体联系的课题的解决 171

10.6.4 由于再循环和再利用产生的长寿命化 172

10.6.5 可靠性和认证制度 173

10.7 结束语 175

第11章 楼房用太阳光发电模板及其系统 176

11.1 引言 176

11.2 楼房用建材一体型太阳光发电系统的特点 177

11.3 实用例子介绍 180

11.4 进一步提高采光型模板价值的方法 184

11.5 楼房用建材一体型太阳能电池 188

11.6 今后的展望 189

第12章 空间太阳光发电所 190

12.1 引言 190

12.2 空间开发的历史 190

12.3 宇宙空间的特征和魅力 191

12.4 宇宙太阳光发电所SPS和其关键技术 194

12.5 SPS用太阳能电池及其特殊性 197

12.6 微波发送接收系统及其关键技术 199

12.7 太阳能繁殖器的设想 202

第13章 太阳光发电的展望 208

13.1 日本的能源政策和新阳光计划 208

13.2 太阳光发电技术开发项目及其现状 213

13.2.1 太阳光发电技术的开发 213

13.2.2 集中联系型太阳光发电系统的实证研究 216

13.3 世纪太阳光发电技术的展望 220

13.3.1 能源政策和太阳光发电 220

13.3.2 太阳光普及与扩大的课题 220

13.3.3 21世纪的太阳光发电技术 222

13.3.4 21世纪太阳光发电技术的研究 222

13.4 太阳光发电的新作用及未来的展望 222

参考文献 228

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