內(nèi)容簡介:硅基異質(zhì)結(jié)太陽電池物理與器件在分析當(dāng)今高效晶體硅太陽電池技術(shù)的基礎(chǔ)上引出硅基異質(zhì)結(jié)太陽電池，是一本全面反映硅基異質(zhì)結(jié)太陽電池研究和技術(shù)進展的著作。硅基異質(zhì)結(jié)太陽電池物理與器件首先簡要介紹了半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)基本知識和異質(zhì)結(jié)太陽電池的表征與測試手段，然后系統(tǒng)闡述了非晶硅/晶體硅異質(zhì)結(jié)太陽電池的制造工藝與技術(shù)、涉及的基本物理問題和模擬研究情況，最后綜述了新型無機物硅基異質(zhì)結(jié)太陽電池的研究進展。

目錄:目錄
序前言第 1章緒論——高效晶體硅和異質(zhì)結(jié)太陽電池   1 
1.1 太陽和太陽能   1 

1.2 太陽電池   2 

1.3 晶體硅太陽電池的結(jié)構(gòu)   4 

1.4 晶體硅太陽電池的效率分析   5 

1.5 高效晶體硅太陽電池介紹   6 

1.5.1 鈍化發(fā)射極太陽電池   6 

1.5.2 氧化鋁鈍化的太陽電池  10 

1.5.3 選擇性發(fā)射極太陽電池  12 

1.5.4 MWT太陽電池  18 

1.5.5 n型晶體硅太陽電池  20 

1.5.6 IBC太陽電池  24 

1.6 非晶硅/晶體硅異質(zhì)結(jié)太陽電池  28 

1.6.1 HIT太陽電池的結(jié)構(gòu)與特點  29 

1.6.2 獲得高效率 HIT太陽電池的方法  31 

1.6.3 HIT太陽電池的效率進展  32 

1.6.4 非晶硅 /晶體硅異質(zhì)結(jié)太陽電池的其他單位研發(fā)情況  33 

1.7 本書的安排  36 
參考文獻  37 
第 2章半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)基本知識  44 

2.1 異質(zhì)結(jié)基本概念  44 

2.1.1 理想異質(zhì)結(jié)的能帶圖  44 

2.1.2 反型異質(zhì)結(jié)的主要公式  46 

2.1.3 異質(zhì)結(jié)中的界面態(tài)  48 

2.1.4 有界面態(tài)的異質(zhì)結(jié)能帶圖  50 

2.2 異質(zhì)結(jié)的伏安特性  51 

2.2.1 尖峰勢壘高度的影響因素  52 

2.2.2 理想突變異質(zhì)結(jié)的伏安特性  53 

2.2.3 有界面態(tài)的異質(zhì)結(jié)的伏安特性  59 

2.3 異質(zhì)結(jié)的注入特性  62 

2.3.1 高注入特性  62 

2.3.2 超注入特性  63 

2.4 異質(zhì)結(jié)的光電特性  64 

2.4.1 反型異質(zhì)結(jié)的光伏特性  65 

2.4.2 反型異質(zhì)結(jié)的光電流和光譜響應(yīng)  66 

2.5 晶體硅和非晶硅薄膜的基本物理參數(shù)  72 
參考文獻  74 
第 3章與異質(zhì)結(jié)太陽電池相關(guān)的表征與測試  75 

3.1 太陽電池的基本表征參數(shù)  75 

3.1.1 太陽電池等效電路  75 

3.1.2 太陽電池的基本參數(shù)  78 

3.1.3 非晶硅 /晶體硅異質(zhì)結(jié)太陽電池的 I-V曲線 81 

3.1.4 太陽電池的溫度系數(shù)  81 

3.1.5 太陽電池的標準測試條件  83 

3.2 太陽電池的光譜響應(yīng)和量子效率  84 

3.2.1 光譜響應(yīng)  84 

3.2.2 量子效率  85 

3.3 少數(shù)載流子壽命及其測量  88 

3.3.1 非平衡少數(shù)載流子  88 

3.3.2 少數(shù)載流子壽命  89 

3.3.3 少數(shù)載流子壽命對太陽電池性能的影響  92 

3.3.4 少數(shù)載流子壽命的測量  94 

3.4 薄膜的表征測試技術(shù)介紹  97 

3.4.1 拉曼光譜  98 

3.4.2 傅里葉變換紅外吸收光譜  101 

3.5 異質(zhì)結(jié)太陽電池的電容效應(yīng)及其 I-V檢測對策  103 

3.5.1 p-n結(jié)的電容  103 

3.5.2 電容效應(yīng)對太陽電池 I-V測試的影響  105 

3.5.3 異質(zhì)結(jié)太陽電池的 I-V檢測對策  108

參考文獻   112 
第 4章非晶硅 /晶體硅異質(zhì)結(jié)太陽電池制備   115 

4.1 非晶硅/晶體硅異質(zhì)結(jié)太陽電池的結(jié)構(gòu)   115 

4.2 非晶硅/晶體硅異質(zhì)結(jié)太陽電池的制作工序   117 

4.3 硅片的濕化學(xué)處理   118 

4.3.1 去損傷層  120 

4.3.2 制絨  121 

4.3.3 表面氧化層的去除和表面調(diào)控  124 

4.4 非晶硅薄膜的沉積  126 

4.4.1 硅薄膜沉積設(shè)備  126 

4.4.2 本征非晶硅薄膜  129 

4.4.3 摻雜非晶硅薄膜  141 

4.4.4 非晶硅薄膜的光吸收  147 

4.5 TCO薄膜的沉積  148 

4.5.1 TCO薄膜的制備方法和設(shè)備  149 

4.5.2 硅異質(zhì)結(jié)太陽電池對 TCO薄膜的要求  153 

4.5.3 TCO薄膜在硅異質(zhì)結(jié)太陽電池上的應(yīng)用  155 

4.6 電極制作  159 

4.6.1 電極制作的方法  160 

4.6.2 絲網(wǎng)印刷在硅異質(zhì)結(jié)太陽電池上的應(yīng)用  161 

4.7 非晶硅/晶體硅異質(zhì)結(jié)太陽電池的薄片化  165 

4.7.1 硅片減薄對太陽電池的影響  166 

4.7.2 薄型 HIT太陽電池  166 

4.8 發(fā)射極在背面的硅異質(zhì)結(jié)太陽電池  168 

4.8.1 背發(fā)射極硅異質(zhì)結(jié)太陽電池  169 

4.8.2 背接觸硅異質(zhì)結(jié)太陽電池  170 

4.9 非晶硅/晶體硅異質(zhì)結(jié)太陽電池組件的應(yīng)用  173 

4.9.1 HIT電池組件  173 

4.9.2 HIT雙面組件  175 

4.9.3 關(guān)于 HIT組件的 PID 177 
參考文獻  179 
第 5章非晶硅 /晶體硅異質(zhì)結(jié)太陽電池中的物理問題  189 

5.1 非晶硅/晶體硅異質(zhì)結(jié)太陽電池的能帶  189 

5.1.1 非晶硅 /晶體硅異質(zhì)結(jié)太陽電池的能帶圖  189 

5.1.2 非晶硅 /晶體硅異質(zhì)結(jié)的帶階  193 

5.1.3 TCO薄膜對非晶硅 /晶體硅異質(zhì)結(jié)能帶的影響  197 

5.2 非晶硅/晶體硅異質(zhì)結(jié)太陽電池中的鈍化機制  198 

5.2.1 硅異質(zhì)結(jié)太陽電池的開路電壓和鈍化  198 

5.2.2 本征非晶硅的鈍化  202 

5.2.3 摻雜非晶硅的鈍化  206 

5.2.4 其他鈍化方案  208 

5.3 非晶硅/晶體硅異質(zhì)結(jié)太陽電池的界面  210 

5.3.1 本征非晶硅 /摻雜非晶硅界面  210 

5.3.2 摻雜非晶硅 /TCO薄膜界面  212 

5.4 非晶硅/晶體硅異質(zhì)結(jié)太陽電池中的電輸運特性  216 

5.4.1 非晶硅 /晶體硅異質(zhì)結(jié)電池中的電荷輸運基本過程  217 

5.4.2 電流-電壓特性  218 

5.5 結(jié)語  225 
參考文獻  226 
第 6章硅基異質(zhì)結(jié)太陽電池的模擬  233 

6.1 太陽電池模擬的基本原則  233 

6.1.1 光學(xué)模擬  234 

6.1.2 電學(xué)模擬  234 

6.2 用于異質(zhì)結(jié)太陽電池模擬的軟件簡介  237 

6.2.1 AFORS-HET軟件簡介  237 

6.2.2 AMPS軟件簡介  238 

6.3 非晶硅/晶體硅異質(zhì)結(jié)太陽電池的模擬研究  239 

6.3.1 以 n型單晶硅為襯底的硅異質(zhì)結(jié)太陽電池模擬  239 

6.3.2 以 p型單晶硅為襯底的硅異質(zhì)結(jié)太陽電池模擬  246 

6.4 IBC-SHJ太陽電池的二維模擬  249 

6.4.1 模擬用 IBC-SHJ太陽電池的基本結(jié)構(gòu)  250 

6.4.2 IBC-SHJ太陽電池的背面幾何尺寸模擬優(yōu)化  251 

6.4.3 前表面鈍化對 IBC-SHJ太陽電池影響的模擬  255 

6.4.4 背表面鈍化和界面缺陷對 IBC-SHJ太陽電池影響的模擬  256 

6.5 新結(jié)構(gòu)硅基異質(zhì)結(jié)太陽電池的模擬研究  260 

6.5.1 硅基同質(zhì)-異質(zhì)結(jié)太陽電池的模擬研究  260 

6.5.2 納米柱陣列硅異質(zhì)結(jié)太陽電池的模擬  264 

6.5.3 硅基金屬化合物半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)太陽電池的模擬  266 
參考文獻  271 
第 7章新型硅基異質(zhì)結(jié)太陽電池  277 

7.1 硅量子點/晶體硅異質(zhì)結(jié)太陽電池  277 

7.1.1 氧化硅基體中的硅量子點 /晶體硅異質(zhì)結(jié)電池  279 

7.1.2 碳化硅基體中的硅量子點 /晶體硅異質(zhì)結(jié)電池  282 

7.1.3 氮化硅基體中的硅量子點及異質(zhì)結(jié)太陽電池  284 

7.2 Ⅱ-Ⅵ族半導(dǎo)體 /晶體硅異質(zhì)結(jié)太陽電池  285 

7.2.1 CdSe/Si異質(zhì)結(jié)太陽電池  285 

7.2.2 ZnO/Si異質(zhì)結(jié)太陽電池  287 

7.3 Ⅲ-Ⅴ族半導(dǎo)體 /晶體硅異質(zhì)結(jié)太陽電池  291 

7.3.1 GaN/Si異質(zhì)結(jié)太陽電池  292 

7.3.2 InAs/Si異質(zhì)結(jié)太陽電池  294 

7.4 碳/晶體硅異質(zhì)結(jié)太陽電池  295 

7.4.1 非晶碳 /硅異質(zhì)結(jié)太陽電池  295 

7.4.2 CNT/Si異質(zhì)結(jié)太陽電池  297 

7.4.3 石墨烯 /硅太陽電池  302 

7.5 新型硅基異質(zhì)結(jié)太陽電池的展望  303 
參考文獻  304 
索引   311