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内容简介

本书介绍太阳电池材料、工作原理、制造方法及太阳电池的应用工程。

作者简介

陈哲艮研究员，全国"五一劳动奖章"获得者，***有突出贡献的专家、全国优秀科技工作者，中国光电技术发展中心主任，浙江省能源研究所所长，中国太阳能学会常务理事，浙江省可再生能源协会会长、中国化学与物理电源行业协会副理事长兼太阳能光伏行业分会副理事长，曾获全国科学大会奖、国家科技进步奖和省部级科技进步奖多项。从事教学、科研工作30余年，先后完成研究课题30余项，在国内外发表学术论文60余篇。

目录

第1章 绪论
1．1 光伏效应
1．2 阳光资源
1．3 太阳能光伏发电系统
1．3．1 太阳能光伏发电系统的结构
1．3．2 分布式光伏发电系统
1．3．3 微电网系统
1．3．4 大型光伏电站
1．4 晶体硅太阳电池和组件的制造
参考文献
第2章 太阳能用多晶硅
2．1 西门子法
2．2 硅烷法
2．3 流化床法
2．4 冶金法
参考文献
第3章 太阳电池用硅晶体
3．1 直拉单晶硅
3．1．1 直拉单晶炉
3．1．2 直拉单晶工艺
3．1．3 直拉单晶的影响因素
3．1．4 杂质的引入、分布和掺杂
3．2 铸造多晶硅
3．2．1 多晶硅铸造技术
3．2．2 定向凝固多晶硅铸锭炉
3．2．3 多晶硅铸锭炉热场数学模型
3．2．4 多晶硅铸造生长工艺
3．2．5 铸造多晶硅生长的影响因素
3．2．6 准单晶硅和高效多晶硅
3．2．7 多晶硅铸锭用坩埚
参考文献
第4章 硅片多线切割及测试
4．1 硅片多线切割
4．2 硅晶体性能及测试
4．2．1 涡流法电阻率检测
4．2．2 硅块少子寿命测试
4．2．3 硅块红外探伤
4．2．4 无接触硅片厚度测试
4．2．5 硅片分选
4．2．6 晶硅中的氧
4．2．7 晶硅中的碳
4．2．8 晶硅中的金属杂质及影响
4．2．9 位错和缺陷
参考文献
第5章 硅片的清洗和制绒
5．1 硅片的选择
5．2 硅片清洗
5．2．1 硅片表面的沾污源
5．2．2 化学清洗原理
5．2．3 物理清洗原理
5．2．4 硅片及器具的清洗
5．3 硅片腐蚀减薄
5．4 硅片绒面制备
5．4．1 碱腐蚀单晶硅片制绒
5．4．2 酸腐蚀多晶硅片制绒
5．5 硅片制绒质量检验
5．6 硅片制绒新技术
参考文献
第6章 掺杂制备PN结
6．1 掺杂制备PN结工艺原理
6．1．1 扩散现象
6．1．2 扩散层杂质浓度分布
6．1．3 两步扩散法制结原理
6．1．4 固-固扩散制结原理
6．1．5 扩散制结的质量参数
6．1．6 扩散制结条件的选择
6．1．7 P型硅片的磷扩散制结工艺
6．1．8 扩散制结的质量检测
6．2 离子注入掺杂制结
6．2．1 离子注入掺杂的原理
6．2．2 注入离子的离子分布
6．2．3 注入离子的离子阻滞
6．2．4 离子注入的沟道效应
6．2．5 离子注入损伤与退火
6．2．6 太阳电池的离子注入掺杂
参考文献
第7章 硅片表面和边缘刻蚀
7．1 干法刻蚀边缘扩散层
7．1．1 等离子体刻蚀
7．1．2 激光边缘刻蚀隔离
7．2 湿法刻蚀表面磷硅玻璃
7．3 湿法刻蚀扩散层
7．3．1 湿法刻蚀扩散层原理
7．3．2 硅片漂浮方式湿法刻蚀
7．3．3 滚轮携液方式的湿法刻蚀
7．4 硅片周边表面刻蚀后的质量检查
参考文献
第8章 减反射膜制备
8．1 减反射膜的减反射原理
8．2 氮化硅减反射薄膜
8．2．1 氮化硅减反射薄膜沉积方法
8．2．2 氮化硅膜的热处理
8．2．3 双层减反射膜
8．3 太阳电池的表面钝化技术
8．4 Al2O3减反射/钝化膜
参考文献
第9章 电极的丝网印刷与烧结
9．1 电极的丝网印刷
9．1．1 丝网印刷技术原理
9．1．2 丝网印刷金属浆料的作用
9．1．3 丝网印刷用材料、工具和设备
9．1．4 电极的丝网印刷工艺
9．1．5 金属栅线电极的高宽比及其测试方法
9．2 电极浆料烧结
9．2．1 电极浆料烧结机理
9．2．2 电极浆料烧结设备及工艺
9．2．3 电极烧结质量要求
9．3 太阳电池质量检测
参考文献
第10章 高转换效率晶体硅太阳电池
10．1 硅基异质结（SHJ）太阳电池
10．2 选择性发射极太阳电池
10．3 浅结密栅太阳电池
10．4 铜线主栅太阳电池
10．5 PERC、PERL和PERT结构太阳电池
10．6 黑硅太阳电池
10．7 叉指式背接触(IBC)太阳电池
10．8 隧道氧化钝化接触（TOP-Con）太阳电池
10．9 双面电池与组件
参考文献
第11章 太阳电池组件
11．1 太阳电池的串联和并联
11．2 太阳电池组件的结构
11．3 太阳电池组件的封装材料
11．4 太阳电池组件的封装工艺
11．5 太阳电池组件的电位诱发衰减（PID）效应
11．6 双面玻璃封装晶体硅太阳电池组件
11．7 特种太阳电池组件
11．8 太阳电池组件的性能测试
参考文献
第12章 太阳电池及其组件的测试
12．1 太阳辐射的基本特性
12．2 太阳模拟器
12．3 太阳电池的测试
12．4 太阳电池组件的性能测试
12．4．1 太阳电池组件的光电性能测试
12．4．2 太阳电池组件的设计鉴定和定型［4］
12．4．3 太阳电池组件的安全鉴定
12．4．4 太阳电池组件的其他试验
12．4．5 太阳电池组件的可靠性测试
12．5 太阳电池组件的室外测试
12．6 太阳电池和组件诊断测试
12．6．1 电致发光(EL)测试
12．6．2 光诱导电流(LBIC)测试
12．6．3 其他诊断测试方法
12．6．4 诊断测试性能分析举例
12．7 太阳电池和组件的认证
参考文献

精彩书摘

　　《晶体硅太阳电池制造工艺原理》：
　　硅晶体太阳电池分为多晶硅太阳电池和单晶硅太阳电池，单晶硅太阳电池以单晶硅片做基体材料，也称衬底材料；多晶硅太阳电池以多晶硅片做基体材料。
　　通过多线切割机制得的硅片，会在硅片表面形成20～30μm的机械损伤层，而且表面上还会有残留的油脂、松香、石蜡、金属离子等杂质。在制造太阳电池时，要去除硅片表面有机物和金属杂质，消除硅片表面机械损伤层；同时，为了减少太阳电池表面对太阳光的反射，增加光能吸收，需要在硅片表面形成凹凸形的织构，称为硅片表面织构化。因此，对电池表面进行清洗制绒处理是非常必要的。由于硅片表面织构化后，外表酷似丝绒，通常称为绒面，在《晶体硅太阳电池制造工艺原理》中，为了与通俗的称谓相一致，以下将硅片的织构表面称为“绒面”，将硅片表面织构化称为“制绒”。
　　通常，对比较洁净的硅片，只要通过纯水超声清洗，再经过腐蚀制绒工序后即可进入扩散制结工序。但在硅片表面沾污比较严重时，需要严格地预清洗。同时，在太阳电池制造过程中，除硅片以外还有一些金属的和非金属的器具需要清洗。因此在本章将介绍多种清洗剂和清洗方法。
　　……

前言/序言

　　?这是一本关于晶体硅太阳电池及其组件制造工艺原理方面的书，旨在作为从事实际工作的技术人员和工程师的参考书，也可作为高等学校光伏专业学生的教学参考书，为读者提供太阳电池制造技术方面的基本专业知识。
　　本书的内容选择用晶体硅材料制造的太阳电池是因为现在晶体硅太阳电池的生产量仍占所有太阳电池总产量的90%以上。
　　本书第1章为绪论；其余内容分为三部分：第一部分（第2～4章）介绍多晶硅原材料的制造原理、硅晶体的生长和硅片切割的工艺及原理；第二部分（第5～11章）介绍太阳电池及其组件的制造工艺，还介绍了新颖的高效太阳电池以及我国太阳电池的最新发展；第三部分（第12章）介绍太阳电池及其组件的质量标准和检测方法。由于阐述的是制造工艺及工艺原理，所以每章内容基本是相对独立的，读者可以根据需要选择性地阅读。
　　本书撰写的制造工艺原理离不开工艺本身。近10年来，晶体硅太阳电池的工艺和设备改进可称得上日新月异，而且即使是同一种工艺路线，不同制造厂商的工艺参数也各不相同，因此本书只能以列举实例的形式表述制造工艺。工艺原理涉及的学科范围很广，因此本书内容为众多同行智慧的结晶。
　　本书第一部分邀请郑治东高级工程师撰写。郑治东高工现任浙江向日葵光能科技股份有限公司的副总经理，在太阳电池用多晶硅原材料和硅片制备方面有很深的学术造诣和20余年实际工作经验。
　　本书第二、三部分的撰写过程中得到了很多专家的帮助。首先感谢天合光能公司光伏科学与技术国家重点实验室的冯志强博士及其团队中的陈奕峰博士、徐建美和熊震博士，他们审阅了初稿，并提出许多有益的建议；感谢日地太阳能电力股份有限公司的周体副总经理和浙江鸿禧能源股份有限公司的时利工程师再次审阅了工艺实例。
　　感谢我的多年科研工作合作伙伴金步平研究员，他仔细校阅了本书第二、三部分的书稿。感谢电子工业出版社策划编辑张剑和责任编辑苏颖杰对本书撰写及出版提供的帮助，确保了本书的出版质量。
　　由于时间和作者水平有限，书中的疏漏和错误之处，敬请读者批评指正。
　　陈哲艮

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