太阳电池材料 第二版

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太阳电池材料/杨德仁编著.一2版.一北京：化学 工业出版社，2017.9
太阳能光电方面的研究和应用在全世界范围内方兴未艾，相关太阳能光电工业发展迅速，是令人 瞩目的朝阳产业。本书介绍了太阳能及光电转换的基本原理、太阳电池的基本结构和工艺，着重从材 料制备和性能的角度出发，阐述了主要的太阳能光电材料的基本制备原理、制备技术以及材料结构、 组成对太阳电池的影响。太阳能光电材料包括直拉单晶硅、铸造多晶硅、带硅、非晶硅、多晶硅薄膜、 GaAs半导体材料、CdTe和CdS薄膜材料、CuInSe2（CulnS2）薄膜材料等。
原书第一版出版后十年时间里，太阳电池材料的技术发展非常迅速，支撑着太阳电池效率的不断 提升和太阳能光伏产业规模的不断扩大。因此，有些知识需要更新，有些知识需要增加。这些都在本 书第二版中得到充分反映。这本《太阳电池材料》（第二版）将继续伴随着广大读者.亲历我国太阳能 光伏行业的不断进步与发展。
本书可供大专院校的半导体材料与器件、材料科学与工程以及太阳能光伏等能源领域的师生作为 教学参考书，也可供从事相关研究和开发的太阳能相关行业科技工作者和企业工程师参考。

目录
第1章 太阳能和光电转换
    1.1 太阳能
    1.2 太阳能辐射和吸收
    1.3 太阳能光电的研究和应用历史
    1.4 太阳电池的研究和开发
第2章 太阳能光电材料及物理基础
    2.1 半导体材料和太阳能光电材料
        2.1.1 半导体材料
        2.1.2 太阳能光电材料
    2.2 载流子和能带
        2.2.1 载流子
        2.2.2 能带结构
        2.2.3 电子和空穴
    2.3 杂质和缺陷能级
        2.3.1 杂质半导体
        2.3.2 杂质能级
        2.3.3 深能级
        2.3.4 缺陷能级
    2.4 热平衡下的载流子
        2.4.1 载流子的状态密度和统计分布
        2.4.2 本征半导体的载流子浓度
        2.4.3 杂质半导体的载流子浓度和补偿
    2.5 非平衡少数载流子
        2.5.1 非平衡载流子的产生、复合和寿命
        2.5.2 非平衡载流子的扩散
        2.5.3 非平衡载流子在电场下的漂移和扩散
    2.6 p-n结
        2.6.1 p-n结的制备
        2.6.2 p-n结的能带结构
        2.6.3 p-n结的电流电压特性
    2.7 金属-半导体接触和MIS结构
        2.7.1 金属-半导体接触
        2.7.2 欧姆接触
        2.7.3 MIS结构
    2.8 太阳能光电转换原理——光生伏特效应
        2.8.1 半导体材料的光吸收
        2.8.2 光生伏特
第3章 太阳电池的结构和制备
    3.1 太阳电池的结构和光电转换效率
    3.2 晶体硅太阳电池的基本工艺
        3.2.1 绒面结构
        3.2.2 p-n结制备
        3.2.3 减反射层
        3.2.4 丝网印刷
        3.2.5 烧结
    3.3 薄膜太阳电池
        3.3.1 砷化镓薄膜太阳电池
        3.3.2 非晶硅薄膜太阳电池
        3.3.3 多晶硅薄膜太阳电池
        3.3.4 CdTe薄膜太阳电池
        3.3.5 CuInSe2（CuInGaSe2）薄膜太阳电池
第4章 单晶硅材料
    4.1 硅的基本性质
    4.2 太阳电池用硅材料
    4.3 高纯多晶硅的制备
        4.3.1 三氯氢硅氢还原法
        4.3.2 硅烷热分解法
        4.3.3 四氯化硅氢还原法
    4.4 太阳能级多晶硅的制备
        4.4.1 太阳能级多晶硅
        4.4.2 物理冶金技术制备太阳能级多晶硅
    4.5 区熔单晶硅
    4.6 直拉单晶硅
        4.6.1 直拉单晶硅的生长原理和工艺
        4.6.2 新型直拉晶体硅的生长技术
        4.6.3 直拉单晶硅的掺杂
    4.7 硅晶片加工
        4.7.1 切断
        4.7.2 滚圆
        4.7.3 切片
        4.7.4 化学腐蚀
第5章 直拉单晶硅中的杂质和位错
    5.1 直拉单晶硅中的氧
        5.1.1 氧的基本性质
        5.1.2 氧热施主
        5.1.3 氧沉淀
        5.1.4 硼氧复合体
    5.2 直拉单晶硅中的碳
        5.2.1 碳的基本性质
        5.2.2 碳和氧沉淀
    5.3 直拉单晶硅中的金属杂质
        5.3.1 金属杂质的基本性质
        5.3.2 金属复合体和沉淀
        5.3.3 金属杂质的控制
    5.4 直拉单晶硅中的位错
        5.4.1 位错的基本性质
        5.4.2 晶体硅中的位错结构
        5.4.3 晶体硅中位错的腐蚀和表征
        5.4.4 晶体硅中位错对太阳电池的影响
第6章 铸造多晶硅
    6.1 概述
    6.2 铸造多晶硅的制备工艺
    6.3 铸造多晶硅的晶体生长
        6.3.1 铸造多晶硅的原材料
        6.3.2 坩埚
        6.3.3 晶体生长工艺
        6.3.4 晶体生长的影响因素
        6.3.5 晶体掺杂
    6.4 高效铸造多晶硅的制备
    6.5 铸造类（准）单晶硅的制备
第7章 铸造多晶硅中的杂质和缺陷
    7.1 铸造多晶硅中的氧
        7.1.1 原生铸造多晶硅中的氧杂质
        7.1.2 原生铸造多晶硅中的氧施主和氧沉淀
        7.1.3 铸造多晶硅中氧的热处理性质
    7.2 铸造多晶硅中的碳
        7.2.1 原生铸造多晶硅中的碳杂质
        7.2.2 铸造多晶硅中碳的热处理性质
    7.3 铸造多晶硅中的氮
        7.3.1 铸造多晶硅中的氮杂质
        7.3.2 铸造多晶硅中的氮氧复合体
        7.3.3 铸造多晶硅中的氮对氧沉淀、氧施主的作用
    7.4 铸造多晶硅中的氢
        7.4.1 铸造多晶硅中的氢杂质
        7.4.2 铸造多晶硅中氢的钝化作用
    7.5 铸造多晶硅中的金属杂质和吸杂
        7.5.1 铸造多晶硅中的金属杂质
        7.5.2 铸造多晶硅中的金属沉淀
        7.5.3 铸造多晶硅的吸杂
    7.6 铸造多晶硅中的晶界
        7.6.1 铸造多晶硅的晶界
        7.6.2 铸造多晶硅晶界上的金属沉淀
        7.6.3 铸造多晶硅晶界的氢钝化
    7.7 铸造多晶硅中的位错
        7.7.1 铸造多晶硅的位错
        7.7.2 铸造多晶硅的位错对电学性能的影响
第8章 带硅材料
    8.1 带硅材料的制备
        8.1.1 边缘限制薄膜带硅生长技术
        8.1.2 线牵引带硅生长技术
        8.1.3 枝网带硅工艺
        8.1.4 衬底上的带硅生长技术
        8.1.5 工艺粉末带硅生长技术
    8.2 带硅生长的基本问题
        8.2.1 边缘稳定性
        8.2.2 应力控制
        8.2.3 产率
    8.3 带硅材料的缺陷和杂质
        8.3.1 带硅材料的晶界
        8.3.2 带硅材料的位错
        8.3.3 带硅材料的杂质
    8.4 带硅材料的氢钝化和吸杂
        8.4.1 带硅材料的氢钝化
        8.4.2 带硅材料的吸杂
第9章 非晶硅薄膜
    9.1 非晶硅薄膜的基本性质
        9.1.1 非晶硅的原子结构特征
        9.1.2 非晶硅的能带结构
        9.1.3 非晶硅的基本特性
    9.2 等离子体化学气相沉积制备非晶硅薄膜
        9.2.1 辉光放电的基本原理
        9.2.2 等离子增强化学气相沉积制备非晶硅薄膜
        9.2.3 非晶硅薄膜的生长
        9.2.4 非晶硅薄膜的生长机理
    9.3 非晶硅薄膜的掺杂
        9.3.1 非晶硅的掺杂
        9.3.2 非晶硅薄膜中的杂质
    9.4 非晶硅薄膜中的氢
        9.4.1 硅氢键
        9.4.2 非晶硅中氢的态密度
    9.5 非晶硅薄膜中的光致衰减
        9.5.1 非晶硅薄膜的光致衰减效应
        9.5.2 非晶硅薄膜光致衰减效应的影响因素
        9.5.3 非晶硅薄膜光致衰减效应的减少和消除
    9.6 非晶硅合金薄膜
        9.6.1 非晶硅碳合金薄膜
        9.6.2 非晶硅锗合金薄膜
    9.7 非晶硅/微晶硅叠层薄膜材料
第10章 多晶硅薄膜
    10.1 多晶硅薄膜的基本性质
        10.1.1 多晶硅薄膜的特点
        10.1.2 多晶硅薄膜的制备技术
        10.1.3 多晶硅薄膜的晶界和缺陷
        10.1.4 多晶硅薄膜的杂质
    10.2 化学气相沉积制备多晶硅薄膜
        10.2.1 等离子增强化学气相沉积制备多晶硅薄膜
        10.2.2 低压化学气相沉积制备多晶硅薄膜
        10.2.3 热丝化学气相沉积制备多晶硅薄膜
    10.3 非晶硅晶化制备多晶硅薄膜
        10.3.1 固化晶化制备多晶硅薄膜
        10.3.2 金属诱导固化晶化制备多晶硅薄膜
        10.3.3 快速热处理晶化制备多晶硅薄膜
        10.3.4 激光晶化制备多晶硅薄膜
第11章 GaAs半导体材料
    11.1 GaAs材料的性质和太阳电池
        11.1.1 GaAs的基本性质
        11.1.2 GaAs太阳电池
    11.2 GaAs体单晶材料
        11.2.1 布里奇曼法制备GaAs单晶
        11.2.2 液封直拉法制备GaAs单晶
    11.3 GaAs薄膜单晶材料
        11.3.1 液相外延制备GaAs薄膜单晶
        11.3.2 金属-有机化学气相沉积外延制备GaAs薄膜单晶
        11.3.3 Si、Ge衬底上外延制备GaAs薄膜材料
    11.4 GaAs晶体中的杂质
        11.4.1 GaAs单晶掺杂
        11.4.2 GaAs单晶中的杂质
    11.5 GaAs晶体中的缺陷
        11.5.1 GaAs单晶中的点缺陷
        11.5.2 GaAs单晶中的位错
        11.5.3 GaAs单晶中缺陷的氢钝化
第12章 CdTe和CdS薄膜材料
    12.1 CdTe材料和太阳电池
        12.1.1 CdTe薄膜材料的基本性质
        12.1.2 CdTe薄膜太阳电池
    12.2 CdTe薄膜材料的制备
        12.2.1 近空间升华法
        12.2.2 电化学沉积法
        12.2.3 气相输运沉积法
        12.2.4 制备CdTe薄膜的其他技术
        12.2.5 CdTe薄膜材料的热处理
    12.3 CdS薄膜材料
        12.3.1 CdS薄膜材料的基本性质
        12.3.2 CdS薄膜材料的制备
        12.3.3 CdS薄膜材料的热处理
        12.3.4 CdS薄膜材料的缺陷
第13章 CuInSe2（CuInGaSe2）系列薄膜材料
    13.1 CuInSe2（CuInxGa1-xSe2）材料和太阳电池
        13.1.1 CuInSe2（CuInxGa1-xSe2）材料的基本性质
        13.1.2 CuInSe2（CuInxGa1-xSe2）薄膜太阳电池
    13.2 CuInSe2（CuInGaSe2）薄膜材料的制备
        13.2.1 硒化法制备CuInSe2薄膜材料
        13.2.2 共蒸发法制备CuInSe2薄膜材料
        13.2.3 CuInGaSe2薄膜材料的制备
    13.3 CuInS2材料的性质和太阳电池
        13.3.1 CuInS2材料的基本性质
        13.3.2 CuInS2太阳电池
    13.4 CuInS2薄膜材料的制备
        13.4.1 硫化法制备CuInS2薄膜材料
        13.4.2 溅射沉积法制备CuInS2薄膜材料
        13.4.3 化学水浴法制备CuInS2薄膜材料
    13.5 Cu2ZnSnS4薄膜材料和太阳电池
        13.5.1 Cu2ZnSnS4材料的基本性质
        13.5.2 Cu2ZnSnS4的太阳电池
    13.6 Cu2ZnSnS4薄膜材料的制备
        13.6.1 蒸发法制备CZTS薄膜材料
        13.6.2 溅射法制备CZTS薄膜材料
        13.6.3 化学溶液法制备CZTS薄膜材料
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