光伏技术与工程手册

图书标准信息

• 作者 [西]鲁克（Luque A.） 著；赵雷 译
• 出版社 机械工业出版社
• 出版时间 2011-07
• 版次 1
• ISBN 9787111339359
• 定价 198.00元
• 装帧 精装
• 开本 16开
• 纸张 胶版纸
• 页数 835页
• 字数 1318千字

【内容简介】

　　《光伏技术与工程手册》是一本全面论述太阳能光伏发电所有涉及领域的中等水平的技术论著。《光伏技术与工程手册》由浅入深地论述了太阳能光伏发电各个方面的基本原理与实际工程技术内容。另外，《光伏技术与工程手册》还全面地论述了各种技术的新进展，并给出了大量的参考文献。如果读者想继续深入地探讨相关技术，可以很方便地从书中及参考文献中找到所需要的知识。
　　《光伏技术与工程手册》基本上可以分成几个大的方面：光伏基本理论，包括光伏技术的热力学理论极限和pn结理论，还包括新的有关第三代太阳电池的理论基础；硅材料的制备和硅片加工；各种太阳电池技术，包括晶体硅太阳电池、硅薄膜太阳电池、III-V族太阳电池、CdTe薄膜太阳电池、CIGS薄膜太阳电池、染料敏化太阳电池等；各种光伏系统及应用技术；光伏测试技术；光伏系统的平衡部件的原理和技术，包括蓄电池、逆变器与控制器；从天文学和地理学的角度论述太阳辐射能量的理论；光伏技术的经济学分析及资金支持政策；光伏技术及产业的历史及现状等。
　　《光伏技术与工程手册》基本上涵盖了光伏技术、应用及产业的各个方面的内容，相信可以为国内光伏工程领域的产业技术人员和研发人员、高校太阳电池研究团队，以及证券投资公司、环保部门的政策研究人员提供很好的参考。

【作者简介】

作者：（西班牙）鲁克（AntonioLuque）（美国）StevenHegedus等译者：王文静李海玲周春兰等

【目录】

译者的话

致谢

第1章光伏太阳能发电的现状、趋势、挑战和光明的未来

1.1总述

1.2什么是光伏

1.3光伏技术的六个误解

1.4光伏的历史

1.5光伏成本、市场和预测

1.6现今的光伏研究和制造的目标是什么？

1.7性能及应用变化趋势

1.8晶体硅技术的进步和挑战

1.9薄膜技术的进步和挑战

1.10光伏聚光系统

1.11平衡系统

1.12新兴光伏技术的未来

1.13结论

参考文献

第2章光伏应用和开发的动机

2.1光伏能量转换的特征

2.2对目前传统发电的长期替代——光伏的生态层面

2.3离网发电的技术基础——光伏的发展层面

2.4为工业系统和产品供电的电站——专业的低功率应用层面

2.5为飞船和卫星供电——光伏在地球外应用的层面

参考文献

第3章太阳电池物理

3.1引言

3.2半导体的基本性质

3.2.1晶体结构

3.2.2能带结构

3.2.3导带和价带态密度

3.2.4平衡载流子浓度

3.2.5光吸收

3.2.6复合

3.2.7载流子输运

3.2.8半导体方程

3.2.9少子扩散方程

3.3pn结二极管的静电特性

3.4太阳电池基本原理

3.4.1太阳电池边界条件

3.4.2产生率

3.4.3少子扩散方程的解

3.4.4终端特性

3.4.5太阳电池IV特性

3.4.6有效太阳电池的性能

3.4.7寿命和表面复合的影响

3.4.8理解太阳电池工作状态的类比说明：部分总结

3.5附加主题

3.5.1效率和带隙

3.5.2光谱响应

3.5.3寄生电阻效应

3.5.4温度效应

3.5.5聚光太阳电池

3.5.6高注入

3.5.7pin太阳电池

3.5.8详细的数值模拟

3.6总结

参考文献

第4章光电转换的理论极限

4.1引言

4.2热力学背景

4.2.1基本关系

4.2.2热力学第二定律

4.2.3局域熵增量

4.2.4积分概念

4.2.5辐射的热力学方程

4.2.6电子的热力学方程

4.3光电转换器

4.3.1光电转换器的平衡方程

4.3.2单色电池

4.3.3ShockleyQueisser光伏电池的热力学一致性

4.3.4整个ShockleyQueisser太阳电池的熵产生

4.4太阳电池转换器的技术转换效率极限

4.5超高效概念

4.5.1多结太阳电池

4.5.2热光伏转换器

4.5.3热光子转换器

4.5.4量子效率大于1的太阳电池

4.5.5热电子太阳电池

4.5.6中间能带太阳电池

4.6结论

参考文献

第5章太阳能级硅材料

5.1引言

5.2硅

5.2.1与光伏有关的硅的物理特性

5.2.2与光伏有关的化学特性

5.2.3健康因素

5.2.4硅的历史和应用

5.3冶金硅的生产

5.3.1二氧化硅的碳热还原法

5.3.2提纯

5.3.3铸锭和粉碎

5.3.4经济分析

5.4半导体级硅（多晶硅）

5.4.1西门子法

5.4.2Union Carbide工艺

5.4.3Ethyl Corporation法

5.4.4经济和商业分析

5.5现有太阳电池用的多晶硅

5.6晶体硅太阳电池对硅材料的要求

5.6.1固化

5.6.2晶体缺陷的影响

5.6.3不同杂质的影响

5.7太阳能级硅的技术路线

5.7.1结晶法

5.7.2提升冶金级硅纯度

5.7.3简化的多晶硅工艺

5.7.4其他方法

5.8结论

参考文献

第6章光伏用晶体硅的生长和切片

6.1引言

6.2单晶硅体材料

6.2.1Cz硅棒的生长

6.2.2三棱硅

6.3多晶硅体材料

6.3.1铸锭

6.3.2掺杂

6.3.3晶体缺陷

6.3.4杂质

6.4切片

6.4.1多线硅片切割技术

6.4.2切片工艺细节

6.4.3硅片质量和切割损伤

6.4.4成本和尺寸考虑

6.5硅带和硅箔的生产

6.5.1技术工艺描述

6.5.2生产能力的比较

6.5.3制造技术

6.5.4硅带特性和太阳电池

6.5.5硅带/硅箔技术——未来的发展方向

6.6数值模拟工具

6.6.1模拟工具

6.6.2硅结晶技术的热模型

6.6.3体硅晶化模拟

6.6.4模拟硅带的生长

6.7结论

6.8致谢

参考文献

第7章晶体硅太阳电池和组件

7.1引言

7.2光伏用晶体硅

7.2.1体材料特性

7.2.2表面

7.3晶体硅太阳电池

7.3.1电池结构

7.3.2衬底

7.3.3前表面技术

7.3.4背表面

7.3.5尺寸效应

7.3.6电池光学特性

7.3.7特性比较

7.4制备工艺

7.4.1工艺流程

7.4.2丝印技术

7.4.3产能和成品率

7.5对基本工艺的改进

7.5.1硅片薄片化

7.5.2背表面钝化

7.5.3前发射区的改善

7.5.4快速热退火

7.6多晶硅太阳电池

7.6.1多晶硅电池的吸杂

7.6.2氢钝化

7.6.3光学限制

7.7其他产业化工艺

7.7.1硅带技术

7.7.2带本征层的异质结电池

7.7.3刻槽埋栅技术

7.8晶硅光伏组件

7.8.1电池矩阵

7.8.2组件中的层

7.8.3层压和固化

7.8.4层压后处理步骤

7.8.5特殊的组件

7.9组件的电学和光学特性

7.9.1电学和热学特性

7.9.2制备过程中的分散性和失配损失

7.9.3局部阴影和热斑的形成

7.9.4光学特性

7.10组件的现场特性

7.10.1寿命

7.10.2质量

7.11结论

参考文献

第8章薄膜硅太阳电池

8.1引言

8.2现有薄膜硅电池综述

8.2.1采用单晶硅衬底的单晶薄膜

8.2.2多晶硅衬底

8.2.3非硅衬底

8.3薄膜硅太阳电池的设计概念

8.3.1薄膜硅太阳电池中的陷光

8.3.2PV Optics介绍

8.3.3电学模拟

8.3.4用于太阳电池的薄膜硅的制备方法

8.3.5aSi/μcSi薄膜的晶粒增大方法

8.3.6薄膜硅太阳电池制备的工艺考虑

8.4结论

参考文献

第9章高效IIIV族多结太阳电池

9.1引言

9.2应用

9.2.1空间太阳电池

9.2.2地面发电

9.3IIIV族多结和单结太阳电池物理学

9.3.1不同波长下的光子转换效率

9.3.2多结效率的理论极限

9.3.3光谱分裂

9.4电池结构

9.4.1四端子

9.4.2三端子电压匹配连接

9.4.3两端子串联（电流匹配）

9.5串联器件性能计算

9.5.1概述

9.5.2顶部和底部子电池的QE和JSC

9.5.3多结JV曲线

9.5.4效率与带隙

9.5.5顶电池的减薄

9.5.6电流匹配对填充因子和VOC的影响

9.5.7入射光谱的作用

9.5.8AR膜的影响

9.5.9聚光应用

9.5.10温度的影响

9.6GaInP/GaAs/Ge太阳电池相关材料

9.6.1概述

9.6.2MOCVD

9.6.3GaInP太阳电池

9.6.4GaAs电池

9.6.5Ge电池

9.6.6隧道结互联

9.6.7化学腐蚀剂

9.6.8材料的获取

9.7问题处理

9.7.1外延层的表征

9.7.2传输线测量

9.7.3多结电池的IV测量

9.7.4形态缺陷的评定

9.7.5器件诊断

9.8下一代太阳电池

9.8.1GaInP/GaAs/Ge电池的优化

9.8.2机械叠层

9.8.3在其他衬底上的生长

9.8.4光谱分解

9.9地面系统中的应用

9.9.1经济问题

9.9.2聚光系统

9.9.3地面光谱

参考文献

第10章空间太阳电池和阵列

10.1空间太阳电池的历史

10.2空间太阳电池的挑战

10.2.1空间环境

10.2.2热环境

10.2.3太阳电池的校准和测量

10.3硅基太阳电池

10.4IIIV族太阳电池

10.5空间太阳电池阵列

10.5.1体安装阵列

10.5.2刚性电池板平面阵列

10.5.3柔性可折叠阵列

10.5.4薄膜或柔性卷状阵列

10.5.5聚光阵列

10.5.6高温/强度阵列

10.5.7静电清洁阵列

10.5.8火星太阳能阵列

10.5.9电力管理与配电（PMAD）

10.6未来可能的电池和阵列

10.6.1低强度低温（LILT）电池

10.6.2量子点太阳电池

10.6.3集成发电系统

10.6.4高功率比阵列

10.6.5高辐射环境太阳能阵列

10.7发电系统的品质因素

参考文献

第11章光伏聚光器

11.1引言

11.2聚光器的基本类型

11.2.1光学类型

11.2.2聚光比

11.2.3跟踪类型

11.2.4静态聚光器

11.3历史回顾

11.3.1Sandia国家实验室聚光器计划（1976～1993年）

11.3.2Martin Marietta点聚焦菲涅尔系统

11.3.3Entech的线聚焦菲涅尔系统

11.3.4Sandia的其他项目

11.3.5聚光器启动项目

11.3.6早期示范项目

11.3.7EPRI高聚光项目

11.3.8其他聚光器计划

11.3.9性能提高的历史

11.4聚光器光学

11.4.1基本原理

11.4.2反射和折射

11.4.3抛物面聚光器

11.4.4复合抛物面聚光器

11.4.5V形槽聚光器

11.4.6折射透镜

11.4.7二级光学

11.4.8静态聚光器

11.4.9聚光器的创新

11.4.10聚光器光学中的问题

11.5聚光器目前的研究进展

11.5.1Amonix

11.5.2澳大利亚国立大学

11.5.3BP Solar和马德里工业大学

11.5.4Entech

11.5.5Fraunhofer太阳能系统研究所

11.5.6Ioffe物理技术研究所

11.5.7（美国）国家可再生能源实验室

11.5.8马德里工业大学

11.5.9太阳能研究公司（Solar Resarch Corporation）

11.5.10Spectrolab公司

11.5.11SunPower公司

11.5.12雷丁大学

11.5.13东京农工大学

11.5.14Baden Wurttenberg太阳能氢能研究中心（ZSW）

参考文献

第12章非晶硅基太阳电池

12.1概论

12.1.1非晶硅：第一种双极非晶半导体

12.1.2非晶硅太阳电池设计

12.1.3StaeblerWronski效应

12.1.4本章摘要

12.2氢化非晶硅的原子和电子结构

12.2.1原子结构

12.2.2缺陷和亚稳定性

12.2.3电子态密度

12.2.4带尾、带边和带隙

12.2.5缺陷和带隙态

12.2.6掺杂

12.2.7合金和光学性能

12.3淀积非晶硅

12.3.1淀积技术综述

12.3.2RF辉光放电淀积

12.3.3不同频率下的辉光放电淀积

12.3.4热丝化学气相淀积

12.3.5其他淀积方法

12.3.6氢稀释

12.3.7合金和掺杂

12.4理解aSi pin电池

12.4.1pin器件的电学结构

12.4.2在吸收层中的光生载流子漂移

12.4.3pin太阳电池的吸收层设计

12.4.4开路电压

12.4.5aSi∶H太阳电池的光学设计

12.4.6太阳辐照下的电池

12.4.7光老化效应

12.5多结太阳电池

12.5.1多结太阳电池的好处

12.5.2采用合金的具有不同带隙的电池

12.5.3aSi/aSiGe双叠层和aSi/aSiGe/aSiGe三结太阳电池

12.5.4微晶硅太阳电池

12.5.5Micromorph以及其他微晶硅基多结电池

12.6组件制造

12.6.1不锈钢衬底上的连续卷对卷制造

12.6.2玻璃衬底上的aSi组件生产

12.6.3制造成本、安全性及其他

12.6.4组件性能

12.7结论和将来的方向

12.7.1aSi光伏的现状和竞争力

12.7.2进一步提升的关键问题和潜力

12.8致谢

参考文献

第13章Cu（InGa）Se2太阳电池

13.1引言

13.2材料性质

13.2.1结构和成分

13.2.2光学性质

13.2.3电学性质

13.2.4表面和晶界

13.2.5衬底的影响

13.3沉积方法

13.3.1衬底

13.3.2背接触

13.3.3共蒸发制备Cu（InGa）Se

13.3.4两步工艺

13.3.5其他沉积方法

13.4结和器件的形成

13.4.1化学浴法

13.4.2界面影响

13.4.3其他沉积方法

13.4.4其他可选缓冲层

13.4.5透明电极

13.4.6缓冲层

13.4.7器件完成

13.5电池运行

13.5.1光生电流

13.5.2复合

13.5.3Cu（InGa）Se2/CdS界面

13.5.4宽带隙和梯度带隙器件

13.6制造问题

13.6.1工艺和设备

13.6.2组件制备

13.6.3组件性能

13.6.4生产成本

13.6.5环境问题

13.7Cu（InGa）Se2的前景

参考文献

第14章碲化镉太阳电池

14.1引言

14.2CdTe的性质和薄膜制备方法

14.2.1Cd和Te2蒸气的表面凝聚/反应

14.2.2Cd和Te离子在表面的电还原

14.2.3表面化学前驱物反应

14.3CdTe薄膜太阳电池

14.3.1窗口层

14.3.2CdTe吸收层和CdCl2处理

14.3.3CdS/CdTe的混合

14.3.4背电极

14.3.5太阳电池表征

14.3.6CdTe电池的现状综述

14.4CdTe组件

14.5CdTe基太阳电池的未来

14.6感谢

参考文献

第15章染料敏化太阳电池

15.1染料敏化太阳电池（DSSC）简介

15.1.1背景

15.1.2结构和材料

15.1.3机理

15.1.4电荷传输动力学

15.1.5特性

15.2DSSC电池制备（η=8%）

15.2.1制备TiO2胶体

15.2.2制备TiO2电极

15.2.3染料在TiO2表面的固定

15.2.4氧化还原电解质

15.2.5对电极

15.2.6电池组装和电池性能

15.3新进展

15.3.1新的氧化物半导体薄膜光电极

15.3.2新染料光敏化剂

15.3.3新电解质

15.3.4准固态和固态DSSC电池

15.4商业化应用途径

15.4.1DSSC电池的稳定性

15.4.2组件的组装和商业化的其他

主题

15.5总结和展望

参考文献

第16章太阳电池和组件的测量和表征

16.1引言

16.2光伏性能的标定

16.2.1标准辐照度条件（SRC）

16.2.2峰值功率标定的其他方法

16.2.3基于能量的性能标定方法

16.2.4转换到标准条件下的方程

16.3电流与电压测量

16.3.1辐照度的测试

16.3.2基于模拟器的IV测量：理论

16.3.3一级标准电池的标定方法

16.3.4在标准电池校准过程中的不确定估计

16.3.5标准电池校准相互比较程序

16.3.6多结太阳电池的测量

16.3.7电池和组件的IV测试系统

16.3.8太阳模拟器

16.4光谱响应

16.4.1基于滤波片的系统

16.4.2基于光栅单色仪的光谱响应测试系统

16.4.3光谱响应的不确定性

16.5组件的标定和认证

16.6致谢

参考文献

第17章光伏系统

17.1光伏系统及各种应用简述

17.2光伏发电系统的原理和应用

17.2.1小规模离网光伏系统和应用

17.2.2偏远地区的中、大型光伏系统

17.2.3分布式并网光伏系统

17.2.4集中并网光伏系统

17.2.5空间应用

17.3PV系统组件

17.3.1蓄电池

17.3.2电源控制器

17.3.3逆变器

17.3.4辅助发电机

17.3.5系统的规模

17.3.6日常节能应用

17.4光伏技术的未来展望

17.4.1光伏离网电站的未来发展

17.4.2并网光伏系统的未来发展

参考文献

第18章光伏中的电化学储能

18.1引言

18.2电化学电池的一般概念

18.2.1电化学电池的基础

18.2.2有内外存储器的蓄电池

18.2.3常用的技术术语和定义

18.2.4容量和荷电状态的定义

18.3在光伏应用中蓄电池的典型工作条件

18.3.1能量分析的一个示例

18.3.2在光伏系统中蓄电池工作条件的分类

18.4带有内部贮存器的二次电化学电池

18.4.1概述

18.4.2NiCd电池

18.4.3金属氢化物Ni蓄电池

18.4.4可充电碱锰电池

18.4.5Li离子电池和Li聚合物电池

18.4.6双层电容器

18.4.7铅酸蓄电池

18.5带有外存储器的二次电化学电池系统

18.5.1氧化还原液流电池

18.5.2氢/氧存储系统

18.6投资和寿命成本的考虑

18.7结论

参考文献

第19章光伏发电系统的功率调节

19.1光伏发电系统中的充电控制器和蓄电池监测系统

19.1.1充电控制器

19.1.2长蓄电池串的充电均衡器

19.2逆变器

19.2.1光伏逆变器的普遍特征

19.2.2并网系统逆变器

19.2.3独立电站中的逆变器

19.2.4逆变器原理

19.2.5逆变器的电能质量

19.2.6电网中的主动质量控制

19.2.7并网逆变器的安全方面

19.3致谢

参考文献

第20章光伏组件的能量收集和传递

20.1引言

20.2太阳和地球之间的运动

20.3太阳辐射成分

20.4太阳辐射数据和不确定性

20.5倾斜表面上的辐射

20.5.1给定总辐射，评估水平辐射的直接和漫辐射成分

20.5.2从日辐照量中估计每小时的辐照量

20.5.3已知地面水平面的上辐照分量，估计在任意方向表面上的辐照

20.6环境温度的日间变化

20.7入射角和灰尘的影响

20.8一些计算工具

20.8.1日辐射结果的产生

20.8.2参考年份

20.8.3遮光和轨道图

20.9最广泛研究的表面上的辐照量

20.9.1表面固定的情况

20.9.2跟踪太阳的表面

20.9.3聚光器

20.10实际工作条件下的PV电源行为

20.10.1所选定的方法

20.10.2二阶效应

20.11独立PV系统的规模和可靠性

20.12家用太阳能系统范例

20.13并网PV系统的能量产出

20.14结论

20.15致谢

参考文献

第21章光伏系统的经济和环境分析

21.1背景

21.2经济分析

21.2.1关键概念

21.2.2通用方法

21.2.3案例研究

21.3能量回收和环境保护

21.4未来前景

参考文献

第22章建筑中的光伏

22.1引言

22.1.1作为建筑师和工程师的挑战的光伏技术

22.1.2建筑集成的定义

22.2建筑学中的光伏

22.2.1光伏组件的建筑功能

22.2.2光伏技术作为“绿色设计”的一部分

22.2.3光伏系统被集成做屋顶天窗、幕墙和遮阳板

22.2.4集成良好的系统

22.2.5光伏系统在建筑中的一体化

22.2.6个案研究

22.3BIPV基础

22.3.1建筑的分类和类型

22.3.2电池和组件

22.4光伏设计的步骤

22.4.1城市朝向

22.4.2一体化的实用规则

22.4.3设计步骤

22.4.4设计过程：规划策略

22.5结论

参考文献

延深阅读

第23章光伏和发展

23.1电和人类发展的关系

23.1.1能源与早期的人类

23.1.2我们需要电

23.1.31/3的人类仍处于黑暗之中

23.1.4中央电力系统

23.1.5乡村电气化

23.1.6乡村能源使用现状

23.2打破落后的束缚

23.2.1乡村的电力应用

23.2.2电力的基本来源

23.3光伏的替代性分析

23.3.1光伏系统在乡村地区的应用

23.3.2光伏推广的障碍

23.3.3技术障碍

23.3.4非技术问题

23.3.5人力资源培训

23.4四个乡村电气化实例

23.4.1阿根廷

23.4.2玻利维亚

23.4.3巴西

23.4.4墨西哥

23.4.5斯里兰卡

23.4.6撒哈拉的水泵系统

23.5乡村电气化新案例

参考文献

第24章光伏发展需要的资助与资金

24.1光伏资金筹措的发展史

24.2资金需求

24.2.1市场驱动力

24.2.2发展展望

24.2.3资金需求

24.3光伏资金筹措的特点

24.4屋顶并网系统的资金筹措

24.4.1贷款期限对贷款成本的影响

24.4.2居民贷款类型

24.4.3放贷机构需注意的问题

24.4.4借贷方经验

24.4.5实例计算

24.4.6屋顶光伏系统资金筹措的改善方式

24.5在发展中国家乡村地区的光伏资金筹措

24.5.1乡村应用

24.5.2融资方式对市场需求的影响

24.5.3乡村地区光伏资金筹措实例

24.6国际资金来源

24.6.1国际援助和捐赠基金

24.6.2联合国

24.6.3世界银行太阳能户用系统项目

24.6.4国际金融公司（IFC）

24.6.5全球环境基金

24.7为光伏产业提供资金

24.8政府的鼓励措施和项目

24.8.1政府政策对光伏融资的潜在影响

24.8.2直接补贴（买断）

24.8.3软贷款（利息补贴）

24.8.4收入税抵扣和信贷

24.9资助政府研发

24.9.1美国的光伏研究项目

24.9.2日本的光伏项目

24.9.3欧洲光伏项目

24.9.4光伏研发项目的未来

24.9.5研发基金来源

附录

参考文献