实用光伏手册：原理与应用（上）（原著第2版） [Practical Handbook of Photvoltaics Fundamentals and Applications and Application(Second lidition)] pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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[瑞士] Augustin McEvoy，Tom Markvart，Luis Castaner 著

图书标签:

• 光伏
• 太阳能
• 可再生能源
• 能源
• 电力
• 半导体
• 光电转换
• 工程技术
• 手册
• 应用

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030355775

版次：1

商品编码：11170611

包装：精装

丛书名： 新能源技术应用系列

外文名称：Practical Handbook of Photvoltaics Fundamentals and Applications and Application(Second lidition)

开本：16开

内容简介

　　《实用光伏手册：原理与应用（上）（原著第2版）》涵盖了太阳电池功能的原则、原材料、光伏发电系统、标准、校准、测试、经济学等方面的内容。本书分为4个部分。第1部分介绍了太阳电池、结晶硅太阳电池、薄膜技术、空间和聚光电池、有机染料敏化太阳电池，第2部分介绍了光伏系统、系统组件的平衡、并网系统、空间和聚光系统，第3部分介绍了一些研究案例，最后介绍了光伏产业带来的环境和健康问题。

目录

第2版 序言
第1版 序言
编者
引论
Part I A：太阳电池
I A-1．太阳电池工作原理
T．Markuart and L．Castanetr
1．引言
2．电学特征
3．光学特性
4．经典太阳电池结构
I A-2．半导体材料和模型化
T．Markuarl and.L Castaner
1．引言
2．半导体能带结构
3．半导体中的载流子统计
4．输运方程
5．载流子迁移率
6．光吸收作用下的载流子增殖
7．复合
8．辐射损伤
9．重掺杂效应
10．氢化非晶硅的性能
感谢
I A-3．理想效率
P．T．Lnndsberg and T．Markuart
1．引言
2．热力学效率
3．与能量相关的效率
4．使用肖特基太阳电池方程的效率
5．对效率的一般解释

Part I B：晶硅太阳电池
I B-1．晶硅：制造和性能
F．Ferrazza
1．引言
2．用于光伏制造的硅晶片的特征
3．原料硅
4．晶体制备方法
5．成形和硅片切割
I B-2．高效率硅太阳电池概念
M．A．Green
1．引言
2．高效率实验室电池
3．丝网印刷电池
4．激光处理电池
5．HIT电池
6．背接触电池
7．总结
致i射
I B-3．晶硅太阳电池的低成本工业化技术
J．Szlufcik，S．Si—voththaman，j．Nij s，R．P．Met tens and R．、ran C）ver‘straeten
1．引言
2．电池制程
3．工业太阳电池技术
4．商业光伏组件的成本
I B-4．薄型硅太阳电池
M．Mauk，P．Sires，J．Rand and A．Barnett
1．引言、背景和评价
2．薄型硅太阳电池的光捕获
3．薄型硅太阳电池的电压增强
4．薄型太阳电池的硅沉积和晶体生长
5．基于基板减薄的薄型硅太阳电池
6．器件结果总结

Part IC：薄膜技术
IC-1．薄膜硅太阳电池

前言/序言

太阳能发电的基石：深入理解与灵活应用 这本《实用光伏手册：原理与应用（上）（原著第2版）》并非详述光伏技术的百科全书，而是一本致力于为您构建坚实理论基础、解锁实践操作智慧的指南。它犹如一本细致的教科书，将复杂的太阳能转换机制层层剥离，再以清晰易懂的方式呈现给您，让您真正理解“为什么”和“如何做”。本手册的上册，将带领您穿越光伏世界的宏观图景，从基础概念的奠定，到核心原理的剖析，再到关键技术的介绍，为您的光伏之旅打下坚实的基础。 第一章：光伏技术概览与发展脉络 在深入技术细节之前，我们首先要对光伏技术有一个宏观的认识。本章将为您勾勒出太阳能发电的整体轮廓，阐述其在能源体系中的重要地位。我们将追溯光伏技术从萌芽到蓬勃发展的历史轨迹，了解那些关键性的科学突破和技术迭代，正是这些积累，才成就了如今我们看到的成熟的光伏产业。您将了解到，光伏技术并非一蹴而就，而是无数科学家和工程师智慧的结晶。 同时，本章将为您介绍不同类型的太阳能电池技术，虽然我们不会深入探讨每一种类型的具体细节（那将在后续章节中详细展开），但会为您提供一个初步的认知框架。您将了解晶硅电池、薄膜电池等主要技术路线的差异，以及它们各自的优缺点和适用场景。这有助于您在后续学习中，能够更好地把握各类技术的定位和发展趋势。 第二章：光生伏特效应的物理基础 要理解光伏发电的本质，就必须深入了解“光生伏特效应”。本章将以严谨的物理学原理为基础，为您层层剖析这一核心现象。我们将从光的本质——光子的概念入手，探讨光子如何与半导体材料相互作用。您将学习到关于能带理论、费米能级、以及电子-空穴对产生和复合的关键概念。 我们会详细解释，当光子能量超过半导体材料的禁带宽度时，会激发价带中的电子跃迁至导带，从而在晶体中产生自由的电子和空穴。这些自由载流子是实现电流的关键。本章将用图示和模型，形象地展示这一过程，帮助您直观理解能量的传递和电子的运动。 此外，我们将探讨载流子如何被有效分离和收集。这涉及到PN结的形成以及其内部内建电场的原理。正是这个内建电场，能够有效地将产生的光生电子和空穴分离，阻止它们的复合，并将它们分别导向电极，从而产生定向的电流。理解PN结的特性，是理解所有半导体光伏器件工作的基石。 第三章：硅基太阳能电池的核心原理 硅，作为地球上最丰富的元素之一，是当前光伏产业的主流材料。本章将聚焦于硅基太阳能电池，深入剖析其工作原理。我们将从硅的晶体结构和电子特性讲起，详细阐述单晶硅和多晶硅太阳能电池的制造过程和性能差异。 对于单晶硅太阳能电池，您将了解到其高纯度、规整的晶格结构带来的优异性能。我们将详细介绍晶体生长、切片、扩散、钝化、刻蚀、丝网印刷等关键工艺步骤，并解释每一步对电池性能的影响。例如，表面钝化技术的进步如何有效减少载流子的表面复合，从而提高电池的效率。 对于多晶硅太阳能电池，我们将分析其在成本上的优势，以及在晶界处可能带来的性能损失。本章将探讨如何通过改进多晶硅材料的质量和优化电池结构，来弥补其与单晶硅电池之间的性能差距。 此外，本章还将介绍不同类型的硅基太阳电池结构，例如： PN结电池： 这是最基础的结构，我们将详细分析其电流-电压特性曲线，以及影响其性能的关键参数，如开路电压（Voc）、短路电流（Jsc）、填充因子（FF）和能量转换效率（η）。 PIN结电池/异质结电池： 介绍这些更先进的结构如何通过引入非硅材料或改变PN结的形成方式，来进一步提升电池的性能，例如降低表面复合损耗，提升开路电压。 您将学习到如何通过数学模型来描述这些电池的电流-电压特性，并理解影响这些特性的各种因素，为后续的器件设计和性能分析打下基础。 第四章：非硅基太阳能电池的探索 尽管硅基电池占据主导地位，但探索和发展非硅基太阳能电池是推动光伏技术多元化和突破性能瓶颈的关键。本章将为您介绍几种重要的非硅基太阳能电池技术，让您了解其独特的材料特性和工作原理。 薄膜太阳能电池： 我们将介绍最常见的薄膜电池技术，如： 碲化镉（CdTe）电池： 了解其材料的优异光学和电学特性，以及其低成本、大规模生产的潜力。 铜铟镓硒（CIGS）电池： 分析其高效率和柔韧性，以及在特定应用场景中的优势。 非晶硅（a-Si）电池： 探讨其在柔性衬底上的应用，以及其光致衰减等特性。 这些薄膜电池的共性在于其材料层厚度非常薄，通常在微米量级，这显著降低了材料消耗和制造成本。 染料敏化太阳能电池（DSSC）： 介绍这种仿生学的太阳能电池，它模拟植物的光合作用，利用染料分子吸收光能，并通过半导体氧化物介质传输电子。了解其工作机制、优点（如低光照效率高、颜色可调）和挑战。 有机太阳能电池（OSC）： 展望这种利用有机半导体材料的太阳能电池，探讨其在柔性、透明、可印刷等方面的巨大潜力，以及目前面临的效率和稳定性问题。 钙钛矿太阳能电池： 介绍近年来发展迅猛的钙钛矿材料在太阳能电池领域的应用。了解其独特的晶体结构，优异的光电性能，以及其快速提升的效率和面临的稳定性挑战。 本章的重点不在于详尽地描述每一种电池的制造工艺，而是让您理解其基本的光电转换机制，以及它们各自的优势和发展前景，为理解未来光伏技术的发展方向提供视野。 第五章：太阳能电池的性能评价与表征 理解了太阳能电池的原理，下一步便是如何准确地评估和表征其性能。本章将详细介绍衡量太阳能电池效率和性能的关键参数和测量方法。 您将深入学习以下核心参数的定义和意义： 光电流（Photocurrent）： 由光照引起，驱动载流子流动的电流。 开路电压（Voc）： 在没有负载的情况下，电池两端的最大电压。 短路电流（Jsc）： 在短路状态下，电池能够产生的最大电流密度。 填充因子（FF）： 衡量电池实际输出功率与理论最大功率比值的指标，反映了电池内部的损耗程度。 能量转换效率（η）： 太阳能电池将光能转化为电能的比例，是评价电池性能最重要的指标。 我们将详细介绍标准测试条件（STC），包括辐照度（1000 W/m²）、光谱（AM1.5G）和温度（25°C），以及为何需要这些标准来保证测试结果的可比性。 此外，本章还将介绍多种表征技术，帮助您深入了解电池的内部特性： 电流-电压（I-V）特性曲线测量： 这是最基础也是最重要的表征手段，它能够直观地反映电池的整体性能。 量子效率（QE）测量： 探讨不同波长光子被吸收并产生载流子的比例，有助于分析电池在不同光谱区域的响应。 电容-电压（C-V）测量： 用于表征PN结的特性，如结深、载流子浓度等。 扫描电子显微镜（SEM）/透射电子显微镜（TEM）： 用于观察电池的微观形貌和结构。 通过本章的学习，您将能够独立理解并分析太阳能电池的性能报告，并对电池的优劣做出科学的判断。 上册结语 《实用光伏手册：原理与应用（上）》为您铺就了一条通往光伏技术深度理解的道路。本册内容聚焦于光伏发电的“根基”——光生伏特效应的物理原理，以及当前主流和前沿的太阳能电池技术。我们力求以清晰、逻辑严谨的方式，为您构建起扎实的理论框架，让您在后续的学习或实践中，能够游刃有余地掌握更为复杂的应用层面知识。本书并非冰冷的理论堆砌，而是将抽象的科学原理与实际的光伏器件紧密联系，为您的光伏之路打下坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

从包装上看，这本书的物流速度还是挺快的，书本的装帧也很牢固，拿在手里感觉很扎实。我之所以选择这本书，很大程度上是因为我对光伏这个行业非常看好，觉得它是未来能源发展不可或缺的一环，但一直苦于没有一本能够系统性地梳理行业知识的书籍。我个人是从事相关行业，但并不是直接的技术研发人员，所以对于一些深奥的理论可能理解起来会有些吃力，我更希望这本书能够站在一个实践者的角度，用相对易于理解的语言来讲解复杂的概念。我特别期待书中能够有大量的实际案例分析，比如不同规模的光伏项目的技术选型、经济性分析，以及项目实施过程中的一些常见问题和应对策略。另外，我个人比较关心光伏发电的并网技术和相关的政策法规，如果这本书能在这方面提供一些指导性的信息，那对我来说将非常有价值。我还希望它能对光伏系统的安全性，比如防火、防雷、电气安全等方面有所涉及，毕竟这关系到项目的长期稳定运行和人员安全。

评分☆☆☆☆☆

收到这本书的时候，我感觉它的分量还是挺足的，封面上的“原著第2版”字样也表明了这是一本经过市场检验、内容更新的书。翻开书页，纸张的触感很不错，印刷也清晰。虽然我还没有完全读完，但仅仅是初步浏览，我就被它严谨的学术风格和详实的资料所吸引。我猜想这本书在原理部分一定会深入探讨半导体物理、光电转换等基础理论，可能会涉及一些数学公式和物理模型，这对我来说既是挑战也是机会，我相信经过仔细研读，能够极大地提升我对光伏技术底层逻辑的理解。而“应用”部分，我更是充满期待，我希望它能覆盖到目前市场上主流的光伏应用场景，比如分布式光伏发电、大型光伏电站建设，甚至可能包括一些创新的光伏应用，比如光伏建筑一体化（BIPV）或者光伏农业。我很想知道在这些应用中，技术是如何落地，又面临着哪些挑战和解决方案。尤其是第二版，我期待它能反映最新的技术进展和行业趋势，比如更高效的光伏材料、更智能的系统控制技术，以及国家政策对光伏产业的影响等，这些内容对我来说至关重要。

评分☆☆☆☆☆

拿到这本书，整体感觉很专业。书的厚度也意味着内容会比较充实。我对光伏技术一直抱着一种既好奇又敬畏的态度。好奇的是它如何将阳光转化为电能，敬畏的是它背后所涉及的复杂科学原理。我希望这本书能够像一本百科全书，将光伏的方方面面都涵盖进去。首先，在“原理”部分，我期待它能详细阐述光伏效应的物理基础，从材料科学的角度讲解不同半导体材料的特性，以及它们如何影响光伏电池的效率。我想了解PN结的形成、载流子复合等关键概念。其次，在“应用”方面，我更希望它能展现光伏技术在不同领域的多样化应用。除了传统的屋顶光伏和地面电站，我还对一些新兴应用领域充满兴趣，比如太阳能路灯、太阳能水泵，甚至是用于太空探索的太阳能技术。此外，我希望它能提供一些关于光伏设备选型、系统集成以及性能优化的实用建议，比如如何评估组件的衰减率、如何选择合适的逆变器以最大化能量输出，以及如何进行故障诊断等。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计简洁大方，虽然封面上的书名有点长，但“实用光伏手册”这几个字一下子就抓住了我的眼球。我一直对光伏技术很感兴趣，总觉得它代表着未来的能源方向，但又觉得它离我们普通人有点远，技术门槛很高。所以，当我看到这本书的标题时，就有一种想要深入了解的冲动。我希望这本书能像它的名字一样“实用”，能够从基础原理入手，一步步地讲解光伏技术是如何运作的，包括太阳能电池的工作机制、不同类型太阳能电池的特点，以及它们在实际中是如何被制造出来的。同时，我也期待它能详细介绍光伏系统的设计、安装和运维等方面的知识，比如如何根据不同的场景选择合适的光伏组件，如何搭建高效的逆变器系统，以及在日常使用中需要注意哪些维护事项。如果能有图文并茂的解释，那就更好了，这样即使是像我这样的初学者，也能更容易地理解抽象的概念。总而言之，我希望能通过这本书，获得对光伏技术从“零”到“有”的系统性认识，并能初步掌握一些实用的知识，为将来可能的光伏应用打下基础。

评分☆☆☆☆☆

这本书的纸质和排版都显得十分用心。我之前接触过一些关于新能源的书籍，但总觉得它们要么过于理论化，要么过于碎片化，很难形成一个完整的知识体系。因此，我希望这本“实用光伏手册”能够填补这一空白。我非常期待它能在“原理”部分，为我解开光伏技术神秘的面纱，让我真正理解太阳能电池的内部工作机制，以及各种技术路线（如晶硅、薄膜、钙钛矿等）的优劣势。同时，我更看重的是“应用”部分。我希望它能够提供一套系统性的光伏系统设计指南，包括从项目前期评估、场地选择，到组件、逆变器、支架等关键设备的选型，再到系统设计、安装施工以及并网流程。我也希望它能详细介绍光伏电站的运维管理，包括日常巡检、故障排查、性能监测以及清洁维护等，这些都是确保光伏系统长期高效运行的关键。如果书中能附带一些实际项目的成功案例和失败教训的分析，那就更能帮助我这个初学者快速成长。