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第1章 薄膜太阳电池简介1

1.1太阳电池物理基础1

1.1.1半导体1

1.1.2 pn结3

1.1.3金属半导体接触4

1.2薄膜5

1.2.1真空5

1.2.2薄膜的制备6

1.2.3薄膜的表征13

1.3薄膜太阳电池应用前景20

参考文献22

第2章 硅基薄膜太阳电池23

2.1非晶硅材料特性23

2.1.1非晶硅的发展历史23

2.1.2非晶硅材料的结构与电子态24

2.1.3非晶硅材料的光学特性26

2.1.4非晶硅材料的电学特性30

2.1.5非晶硅合金33

2.2纳米晶硅材料特性34

2.2.1纳米晶硅材料的发展历史34

2.2.2纳米晶硅材料的结构与表征36

2.2.3纳米晶硅材料的缺陷及带隙态39

2.2.4纳米晶硅材料的杂质与掺杂40

2.3硅基薄膜材料的制备方法及生长原理42

2.3.1 PECVD设备42

2.3.2 PECVD反应原理44

2.4硅基薄膜太阳电池器件原理48

2.4.1硅基薄膜太阳电池设计原理48

2.4.2硅基薄膜太阳电池结构及多结电池50

2.4.3硅基薄膜太阳电池里的关键技术52

2.5硅基薄膜太阳电池产业化60

2.5.1以玻璃为衬底的硅基薄膜太阳电池制备技术60

2.5.2以柔性材料为衬底的硅基薄膜太阳电池制备技术65

2.6硅基薄膜太阳电池的未来发展67

2.6.1硅基薄膜太阳电池的产业化现状67

2.6.2硅基薄膜太阳电池的优势68

2.6.3硅基薄膜太阳电池面临的挑战69

2.6.4硅基薄膜太阳电池未来的发展方向69

2.7硅基薄膜材料在其他领域中的应用70

2.7.1硅基薄膜在薄膜晶体硅中的应用70

2.7.2硅基薄膜在晶体硅异质结电池中的应用71

参考文献73

第3章 无机薄膜太阳电池85

3.1 CdTe薄膜太阳电池86

3.1.1 CdTe薄膜太阳电池的结构87

3.1.2 CdTe的基本性质89

3.1.3 CdTe的制备方法90

3.1.4 CdTe薄膜太阳电池的发展92

3.2 CIGS薄膜太阳电池92

3.2.1 CIGS薄膜太阳电池的结构93

3.2.2 CIGS的材料属性和特点95

3.2.3 CIGS的制备方法96

3.2.4 CIGS薄膜太阳电池的发展98

3.3 CZTSSe薄膜太阳电池99

3.3.1 CZTSSe薄膜太阳电池的结构99

3.3.2 CZTS的基本性质101

3.3.3 CZTSSe的制备方法102

3.3.4 CZTSSe薄膜太阳电池的发展前景106

3.4 Sb2 Se3薄膜太阳电池106

3.4.1 Sb2 Se3薄膜太阳电池的结构107

3.4.2 Sb2 Se3的基本性质108

3.4.3 Sb2 Se3的制备方法108

3.4.4 Sb2 Se3薄膜太阳电池的发展111

参考文献111

第4章 钙钛矿太阳电池118

4.1钙钛矿太阳电池发展简介118

4.2钙钛矿材料结构与光电学性质120

4.2.1钙钛矿材料结构120

4.2.2钙钛矿材料光学性能122

4.2.3钙钛矿材料电学性能124

4.3钙钛矿太阳电池结构126

4.3.1液态电解质的钙钛矿太阳电池126

4.3.2介孔型钙钛矿太阳电池129

4.3.3平面异质结型钙钛矿太阳电池132

4.3.4无电子传输层型钙钛矿太阳电池135

4.3.5无空穴传输层型钙钛矿太阳电池136

4.4钙钛矿太阳电池工作机制139

4.4.1介孔型钙钛矿太阳电池的工作机制140

4.4.2平面异质结型钙钛矿太阳电池的工作机制144

4.4.3无空穴传输层钙钛矿太阳电池的工作机制146

4.5钙钛矿太阳电池材料147

4.5.1电子传输层材料148

4.5.2介孔骨架层材料149

4.5.3钙钛矿层材料151

4.5.4空穴传输层材料153

4.5.5电极材料155

4.6钙钛矿材料合成制备方法155

4.6.1一步法155

4.6.2反溶剂处理法158

4.6.3两步法159

4.6.4改进的两步法161

4.6.5固相反应法163

4.6.6气相-固相反应法165

4.6.7共蒸发法166

4.7钙钛矿材料的应用167

4.7.1钙钛矿太阳电池光解水167

4.7.2可穿戴电源169

4.7.3光电探测器172

参考文献172

第5章 染料敏化太阳电池181

5.1染料敏化太阳电池概述181

5.1.1染料敏化太阳电池的结构181

5.1.2染料敏化太阳电池的工作原理182

5.1.3染料敏化太阳电池的光电性能参数184

5.2染料敏化太阳电池染料分子185

5.2.1多吡啶钌染料186

5.2.2锌-卟啉染料189

5.2.3有机染料190

5.3染料敏化太阳电池界面调控196

5.3.1光阳极和染料吸附196

5.3.2单分子染料吸附198

5.3.3多个染料分子吸附200

5.3.4染料分子间的相互作用201

5.4染料敏化太阳电池电解液202

5.4.1氧化还原电对203

5.4.2染料再生204

5.5染料敏化太阳电池对电极206

5.5.1碳对电极材料208

5.5.2聚合物对电极材料209

5.5.3金属化合物对电极材料210

5.5.4复合物对电极材料212

参考文献214

第6章 有机太阳电池230

6.1有机太阳电池的光物理过程与性能参数232

6.1.1有机太阳电池的光电转化过程232

6.1.2有机太阳电池的等效电路234

6.1.3有机太阳电池的性能参数234

6.2有机太阳电池的制备方法与形貌控制236

6.3有机太阳电池的结构优化240

6.3.1肖特基型单层器件结构241

6.3.2双层D/A异质结器件结构241

6.3.3 D/A体相异质结太阳电池241

6.3.4叠层有机太阳电池器件242

6.4有机半导体材料244

6.4.1共轭聚合物给体材料245

6.4.2小分子给体材料248

6.4.3受体材料249

6.5界面工程256

6.5.1空穴传输层材料257

6.5.2电子传输层材料262

6.6电极材料268

6.7小结269

参考文献269

第7章 太阳电池发展趋势279

7.1薄膜电池281

7.2柔性电池284

7.3叠层电池287

7.4新概念电池291

7.4.1黑硅太阳电池291

7.4.2铁电薄膜电池293

7.5太阳电池的新用途295

参考文献298