内容第1章太阳能电池和太阳光太阳能电池分类1.硅太阳能电池多晶硅太阳电池：作为原料的高纯硅不是拉成单晶，而是熔化后浇铸成正方形硅锭，然后使用切割机切成薄片，再加工成电池。由于硅片是由多个不同大小、不同取向的晶粒构成，因而转换效率低。目前转换效率达到15%--17%。多晶硅太阳电池生产流程直拉法拉制单晶示意图及单晶炉非晶硅太阳电池：一般采用高频辉光放电等方法使硅烷气体分解沉积而成。一般在P层与N层之间加入较厚的I层。非晶硅太阳电池的厚度不到1μm，不足晶体硅太阳电池厚度的1/100，降低制造成本。目前转换效率为5%--8%，最高效率达14.6%，层叠的最高效率可达21.0%。微晶硅太阳电池：在接近室温的低温下制备，特别是使用大量氢气稀释的硅烷，可以生成晶粒尺寸10nm的微晶硅薄膜，薄膜厚度一般在2---3μm，目前转换效率为10%以上。2.化合物太阳能电池多晶化合物太阳电池：主要有碲化镉太阳电池（如图），铜铟镓硒太阳电池等。碲化镉太阳电池是最早发展的太阳电池之一，工艺过程简单，制造成本低，转换效率超过16%，不过镉元素可能造成环境污染。铜铟镓硒太阳电池在基地上成绩铜铟镓硒薄膜，基地一般采用玻璃，也可用不锈钢作为柔性衬底。实验室最高效率接近20%，成品组件达到13%，是目前薄膜电池中效率最高的电池之一。1太阳能电池的原理P区N区I2太阳能电池的结构1.2太阳能电池发展概况1.3阳光的物理来源黑体所发出的辐射的光谱分布由普朗克辐射定律决定。太阳的核心温度高达2×107K1.4太阳常数波长(m)1.5地球表面的日照强度造成衰减的原因：1.瑞利散射或大气中的分子引起的散射。2.悬浮微粒和灰尘引起的散射。3.大气及其组成气体，特别是氧气、臭氧、水蒸气和二氧化碳的吸收。输入100%决定总入射功率最重要的参数是光线通过大气层的路程。太阳在头顶正上方时，路程最短。实际路程和此最短路程之比称为大气光学质量（AM）。在无法知道θ值的情况下，如何估算大气光学质量AM？1.6直接辐射和漫射辐射1.直接辐射太阳高度角增大，散射辐射增强。大气透明系数增加，直接辐射减弱。海拔高度升高，散射辐射增强。纬度高，直接辐射增强。天空一半有云，一半无云，散射辐射达到最大值。当日照特别少的天气，大部分辐射是漫射辐射。1.7太阳的视运动视运动：假定地球是静止的，太阳在围绕地球转动。1.8日照数据按接受太阳能辐射量的大小，全国大致可分为五类地区：3）三类地区：全年日照时数为2200～3000h，辐射量在5850～6680MJ/m2。日辐射量为4.5～5.1KW·h/m2，相当于170～200Kg标准煤燃烧所发出的热量。主要包括山东、河北东南部、山西南部、新疆北部、吉林、辽宁、云南、陕西北部、甘肃东南部、广东南部、福建南部、苏北、皖北、台湾西南部等地。5）五类地区：全年日照时数为1000～1400h，辐射量在3350～4200MJ/m2。相当于115～140Kg标准煤燃烧所发出的热量。日辐射量为2.5～3.2KW·h/m2。主要包括四川贵州两省。实验一天内太阳高度角的变化4.对楼距的影响：最佳楼距，当太阳高度角最小的时候，最底层也能够有阳光射入。第2章半导体的特性多晶硅：非晶硅：单晶、多晶和非晶体原子排列2.2晶体结构和取向在体心立方格子的晶胞中，以一个顶点作为原点，向近邻3个体心格点作出3个基矢，由此3个基矢构成的平行六面体就是体心立方的原胞。1、通过晶格的格点可做许多间距相同而相互平行的平面，为晶面。2、垂直于晶面的法线方向为晶向。3、密勒指数（hkl）——表示晶面的方向选晶格的三条棱边作为坐标系的坐标轴，求出晶面在每一坐标轴的截距，将这三个截距分别化为晶格常数的倍数，并把它们化成互质的整数，加上圆括号（hkl）即为一个晶面或一族晶面的密勒指数。金刚石结构（与硅、锗等半导体类似）2.3禁带宽度电子在每个能带中的分布，一般是先填满能量较低的能级，然后逐步填充能量较高的能级，并且每条能级只允许填充两个具有同样能量的电子。2.4允许能态的占有几率允许能态被电子占据的方式2.5电子和空穴2.6电子和空穴的动力学2.7允许态的能量密度EF2.8电子和空穴的密度本征型N型P型注：温度升高时，费米能级向本征费米能级靠近，电子和空穴浓度不断增加，不论是P还是N，在温度很高时都会变成本征硅。2.9Ⅳ族半导体的键模型硅晶体中的正常键2.10Ⅲ族和Ⅴ族掺杂剂2.11载流子浓度（单位体积的载流子数目）2、扩散运动小结：距离第3章产生、复合及器件物理学的基本方程在一定温度下，半导体内不断产生电子和空穴，电子和空穴不断复合，如果没有外表的光和电的影响，那么单位时间内产生和复合的电子与空穴即达到相对平衡，称为平衡载流子。这种半导体的总载流子浓度保持不变的状态，称为热平