納米光伏技術

目錄
第1章光伏的物理基礎、應用及技術介紹　　1
1．1光伏介紹　　　1
1．2太陽能電池市場　　　7
1．2．1居民和商業(yè)建筑屋頂　　　8
1．2．2建筑光伏一體化　　9
1．2．3地面集中式光伏發(fā)電系統(tǒng)　　10
1．2．4聚光光伏　　　10
1．2．5空間太陽能　　　11
1．2．6消費電子領域　　11
1．3光伏系統(tǒng)　　12
1．4太陽能電池技術　　13
1．4．1硅基電池　　13
1．4．2薄膜電池　　14
1．4．3第三代太陽能電池技術　　17
1．4．4納米結(jié)構(gòu)概念　　　19
1．5小結(jié)　　　21
參考文獻　　　21
第2章納米結(jié)構(gòu)的光學性質(zhì)　　28
2．1緒論　　　28
2．2背景　　　　29
2．2．1斯涅耳定律和光子動量　　29
2．2．2極化率、介電常數(shù)和折射率　　29
2．3朗伯散射　　32
2．4周期性光子結(jié)構(gòu)　　33
2．5增透膜的納米結(jié)構(gòu)　　36
2．6單粒子的散射　　37
2．7吸收和光致發(fā)光　　38
2．8小結(jié)　　39
參考文獻　　　39
第3章納米級的光伏結(jié)構(gòu)的物理機制　　42
3．1緒論　　42
3．1．1設備結(jié)構(gòu)　　43
3．1．2有關材料的討論　　48
3．2追求最佳量子結(jié)構(gòu)：光學性質(zhì)VS電子性質(zhì)　　49
3．2．1量子限制的參數(shù)　　49
3．2．2超晶格特性：量子限制函數(shù)之一　　51
3．3中間能帶（IB）吸收　　56
3．3．1工作原理　　56
3．3．2中間能帶的能級位置　　58
3．3．3局部和非局部中間能帶態(tài)密度(DOS）　　60
3．4熱載流子吸收器和熱載流子太陽能電池　　61
3．4．1熱載流子冷卻動力學　　61
3．4．2熱載流子太陽能電池(HC-SC)的工作原理　　66
3．4．3熱載流子吸收體材料　　68
3．4．4聲子限制的超晶格（SL）方法　　70
3．4．5熱載流子太陽能電池納米點概念　　74
3．5觸點　　75
3．5．1中間帶（IB）太陽能電池的觸點　　75
3．5．2串聯(lián)電池互連　　76
3．5．3能量選擇性觸點與QS-SL觸點　　　78
3．6小結(jié)　　　80
參考文獻　　　82
第4章有機納米太陽能電池　　87
4．1緒論　　87
4．2背景　　87
4．3有機太陽能電池的工作原理　　88
4．3．1光吸收和電荷生成　　88
4．3．2激子擴散和分離　　89
4．3．3電極上電荷載體的運輸和收集　　89
4．4挑戰(zhàn)　　89
4．4．1低光吸收率　　89
4．4．2生成有限光電流　　90
4．4．3低電荷轉(zhuǎn)移率　　90
4．4．4其他挑戰(zhàn)　　90
4．5器件結(jié)構(gòu)　　90
4．5．1染料敏化太陽能電池　　90
4．5．2聚合物器件　　93
4．6聚合物器件的納米材料　　99
4．6．1納米材料類型　　99
4．6．2共軛聚合物　　100
4．7納米結(jié)構(gòu)　　104
4．8小結(jié)　　104
4．9前景　　105
參考文獻　　105
第5章量子阱太陽能電池的最新進展　　114
5．1緒論　　114
5．2應力平衡太陽能電池和塊材太陽能電池　　114
5．3電池電流大小決定光復合率的大小　　117
5．4光子循環(huán)下的暗電流的減少和VOC的提高　　119
5．5深阱應力平衡量子阱電池和串聯(lián)的量子阱電池　　124
5．6小結(jié)　　127
參考文獻　　127
第6章納米線和納米管太陽能電池　　130
6．1緒論　　130
6．2背景　　130
6．2．1納米線和納米管的合成　　130
6．2．2納米線和納米管的應用　　138
6．3目前的發(fā)展狀況　　138
6．3．1納米線太陽能電池　　138
6．3．2碳納米管太陽能電池　　145
6．3．3納米線和納米管透明導電層　　146
6．4基本的科學和技術挑戰(zhàn)　　146
6．5小結(jié)　　147
6．6展望　　147
參考文獻　　148
第7章半導體納米線：接觸和電子性質(zhì)　　155
7．1緒論　　155
7．2納米線的具體接觸電阻：測量和模型　　157
7．3金屬納米線接觸中肖特基勢壘的作用　　159
7．4納米線摻雜：降低接觸電阻　　164
7．5小結(jié)　　167
參考文獻　　169
第8章量子點太陽能電池　　172
8．1緒論　　172
8．2量子點太陽能電池的類型　　174
8．2．1摻雜和中間能帶太陽能電池　　175
8．2．2利用QD的光譜調(diào)諧　　179
8．2．3熱載流子太陽能電池　　181
8．3量子點的生長　　182
8．3．1外延生長量子點　　183
8．3．2應變平衡　　187
8．4量子點太陽能電池的性能特征　　190
8．5小結(jié)　　196
參考文獻　　197
第9章發(fā)光太陽能聚光器　　201
9．1緒論　　201
9．1．1層疊式LSC　　202
9．1．2反射鏡和連接電池數(shù)量　　202
9．1．3薄膜LSC　　　　203
9．1．4其他幾何形狀　　　204
9．2發(fā)光物質(zhì)　　204
9．2．1捕獲光線　　　204
9．2．2摻雜納米棒的LSC　　　205
9．2．3多種染料　　　206
9．2．4稀土材料　　　207
9．3模擬近似　　　207
9．3．1LSC的光線追蹤模型　　208
9．3．2LSC的熱力學模型　　　208
9．3．3直接和散射輻射　　　208
9．4損耗　　　210
9．4．1理想的QD-LSC和頂面逃逸錐損失　　　210
9．4．2分布布拉格反射器　　　211
9．4．3梳狀過濾器　　　212
9．4．4膽甾醇涂層　　　212
9．4．5對齊的染料　　212
9．4．6主要損耗　　　212
9．5薄膜LSC的光線追蹤模型　　　212
9．5．1樣例　　　213
9．5．2實驗測量　　　213
9．5．3光線跟蹤仿真　　　214
9．6膽甾醇涂層的熱力學模型　　　214
9．6．1測試涂層　　　214
9．7小結(jié)　　　216
參考文獻　　　216
第10章太陽光譜轉(zhuǎn)換的納米顆?！　　?19
10．1緒論　　219
10．2背景　　219
10．2．1傳統(tǒng)太陽能電池　　219
10．2．2下轉(zhuǎn)換　　220
10．2．3下轉(zhuǎn)移　　222
10．2．4上轉(zhuǎn)換　　224
10．3狀態(tài)的藝術　　226
10．3．1建?！　?26
10．3．2實驗性　　229
10．4討論　　235
10．5小結(jié)　　237
10．6未來前景　　238
參考文獻　　239
第11章納米等離子體在光伏發(fā)電中的應用　　246
11．1緒論　　246
11．2等離子體場定位和前向散射效應　　246
11．2．1等離子體場定位和振幅加強　　246
11．3在薄膜波導結(jié)構(gòu)中的納米粒子散射效應　　256
11．3．1絕緣硅片設備結(jié)構(gòu)的應用　　256
11．3．2量子阱太陽能電池器件結(jié)構(gòu)的應用　　258
11．4小結(jié)　　262
參考文獻　　262
后記　　納米結(jié)構(gòu)光伏設備的制作工藝　　265