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第1章 太阳电池概论1

1.1我们所知道的太阳1

1.2太阳辐射2

1.3为何太阳能源之利用变得那麽重要？4

1.4太阳能发电的优缺点5

1.5何谓太阳电池？6

1.6太阳电池的发展史7

1.7台湾太阳电池产业的发展13

1.8太阳电池的经济效益15

第2章 太阳电池的基本原理17

2.1基本的光电物理17

2.2硅的原子结构22

2.3半导体的能带理论23

2.4 P-N接合（P-N Junction）26

2.5太阳电池的发电原理28

2.6太阳光的光谱照度31

2.7太阳电池的电路模型31

2.8判别太阳电池效率的参数33

2.8.1最大的功率点33

2.8.2能量转换效率33

2.8.3填充系数（Fill Factor）34

2.8.4量子效率35

2.9影响太阳电池效率的因素36

2.9.1造成转换效率损失原因36

2.9.2提高转换效率的方法37

第3章 多晶硅原料制造技术41

3.1太阳电池材料之选定标准41

3.2硅原料之特性42

3.3多晶硅原料之制造流程（Siemens方法）43

3.3.1冶金级多晶硅原料之制造44

3.3.2三氯硅烷（SiHCl3）的制造与纯化47

3.3.3块状多晶硅原料的制造：Siemens方法49

3.4块状多晶硅原料的制造：ASiMi方法52

3.4.1 SiH4原料制造技术52

3.4.2多晶硅原料的制造54

3.5粒状多晶硅原料的制造54

3.6多晶硅原料之市场概况57

第4章 太阳电池级硅单晶片制造技术61

4.1前言61

4.2 CZ硅单晶棒之制造63

4.2.1 CZ拉晶炉设备63

4.2.2 CZ拉晶流程64

4.3太阳电池等级CZ单晶片的常用规格67

4.4 CZ单晶棒的品质与良率控制67

4.4.1单晶良率的提升67

4.4.2电阻率的控制68

4.4.3氧在硅晶棒内的形成机构与控制69

4.4.4 CZ硅晶棒中碳的形成与控制70

4.4.5 CZ硅晶棒中金属不纯物的来源与控制71

4.5晶圆的加工成型71

4.5.1修边71

4.5.2切片72

4.5.3蚀刻清洗74

4.6硅单晶片之市场概况75

第5章 多晶硅晶片之制造技术77

5.1前言77

5.2铸造多晶硅锭之技术78

5.3多晶硅片之加工成型82

5.4多晶硅片之品质控制84

5.4.1结晶缺陷84

5.4.2不纯物之控制85

5.5薄板多晶硅片之制造技术86

5.5.1 EFG法87

5.5.2 WEB法90

5.5.3 STR法91

5.5.4 RGS法92

5.6硅薄板之品质特性93

第6章 结晶硅太阳电池95

6.1前言95

6.2太阳电池基本结构96

6.2.1基板97

6.2.2表面粗糙结构化98

6.2.3 P-N二极体100

6.2.4抗反射层100

6.2.5金属电极100

6.3太阳电池之制造流程102

6.3.1表面粗糙结构化103

6.3.2磷扩散制程104

6.3.3边缘绝缘处理107

6.3.4抗反射层涂布107

6.3.5正面电极之网印109

6.3.6背面电极之网印110

6.3.7火烤111

6.4模组化技术111

6.4.1太阳电池的串接112

6.4.2太阳电池模组之构造与制造过程113

第7章 薄膜型结晶硅太阳电池117

7.1前言117

7.2薄膜结晶硅之沉积技术118

7.2.1 CVD薄膜结晶硅之沉积技术119

7.2.2 LPE薄膜结晶硅之沉积技术123

7.3薄膜晶粒之改善技术124

7.3.1 ZM R再结晶技术124

7.3.2金属诱发结晶化125

7.3.3退火处理126

7.3.4雷射诱发再结晶126

7.4薄膜型结晶硅之种类127

7.4.1单晶硅薄膜生长在单晶硅基板上128

7.4.2多晶硅薄膜生长在多晶硅基板上131

7.4.3多晶硅薄膜生长在其它材质基板上131

7.5薄膜硅太阳电池设计上之考量132

7.5.1光线的留滞133

7.6混合型（Hybrid）堆叠之薄膜太阳电池136

第8章 非晶硅太阳电池139

8.1前言139

8.2非晶硅之原子结构与特性141

8.3非晶硅之沉积技术142

8.3.1 PECVD142

8.3.2 HWCVD146

8.3.3合金膜的形成147

8.4非晶硅太阳电池之结构147

8.4.1基本的p-i-n结构147

8.4.2多接面太阳电池结构150

8.5非晶硅太阳电池模组152

8.6非晶硅薄膜之光劣化现象152

第9章 Ⅲ-Ⅴ族化合物太阳电池155

9.1前言155

9.2 Ⅲ-Ⅴ族化合物之特性156

9.3Ⅲ-Ⅴ族化合物之薄膜生长技术159

9.3.1液相磊晶法（LPE）160

9.3.2化学气相沉积法（CVD）161

9.3.3有机金属化学气相沉积法（MOCVD）161

9.3.4分子束磊晶法（MBE）162

9.4单—接面太阳电池之设计164

9.5多接面太阳电池之设计165

9.6 GalnP/GaAs/Ge太阳电池167

9.6.1 Ge电池168

9.6.2 GaAs电池168

9.6.3 GalnP电池168

9.6.4隧道结170

9.7 InP基太阳电池170

9.8量子井太阳电池171

9.9 Ⅲ-Ⅴ族太阳电池之应用171

9.9.1热光伏特系统172

9.9.2聚光系统172

9.9.3太空应用172

第10章 碲化镉（CdTe）太阳电池173

10.1前言173

10.2 CdTe的基本物理性质175

10.3 CdTe薄膜的制造技术176

10.3.1物理气相沉积法176

10.3.2密闭空间升华法177

10.3.3气相传输沉积法178

10.3.4溅镀法179

10.3.5电解沈积法179

10.3.6喷涂沉积法180

10.3.7有机金属化学气相沉积法180

10.3.8网印沉积法181

10.4 CdCl2处理181

10.5 CdTe太阳电池之结构183

10.6 CdTe太阳电池模组183

10.7 CdTe太阳电池之未来发展184

第11章 铜铟镓二硒太阳电池187

11.1前言187

11.2材料特性189

11.3 CIGS薄膜制造技术192

11.3.1同步蒸镀法192

11.3.2硒化法194

11.4 CIGS太阳电池之结构195

11.4.1背面电极195

11.4.2吸收层195

11.4.3缓冲层196

11.4.4透明导电氧化层197

11.4.5正面金属电极197

11.5 CIGS太阳电池模组198

11.6 CIGS太阳电池的未来发展199

第12章 染料敏化太阳电池201

12.1前言201

12.2染料敏化太阳电池的基本结构202

12.2.1玻璃基板204

12.2.2 TiO2光导电极205

12.2.3染料光敏化剂206

12.2.4电解质210

12.2.5辅助电极211

12.3染料敏化太阳电池的发电原理212

12.4染料敏化太阳电池的特性213

12.5染料敏化太阳电池模组化之考量214

12.6染料敏化太阳电池的发展趋势215

第13章 太阳光电系统与应用217

13.1前言217

13.2太阳光电系统之组成218

13.2.1蓄电池219

13.2.2充电控制器221

13.2.3直/交流转换器222

13.3太阳光电系统之种类与应用225

13.3.1独立型（off-g rid或stand-alone）太阳光电系统225

13.3.2市电并联型（Grid-Connected）太阳光电系统228

13.3.3混合型（Hybrid）太阳光电系统230

13.4太阳光电系统在太空上的应用231

附录 本书编写时之参考资料233