納米半導體材料與太陽能電池

序
前言
第1章太陽光性質​​及利用
1.1光的性質
1.1.1光的波粒二象性
1.1.2光子能量
1.1.3光子通量
1.1.4光譜輻照度
1.2太陽和太陽光
1.2.1太陽結構
1.2.2黑體輻射
1.2.3太陽輻射強度
1.3大氣質量與標準太陽光譜
1.3.1大氣質量
1.3.2標準太陽光譜
1.4太陽能的轉換方式
思考題
參考文獻
第2章奈米半導體材料物理基礎
2.1奈米半導體材料的晶體性質
2.1.1奈米半導體材料的晶格結構
2.1.2常見太陽能電池材料的晶格結構
2.2奈米半導體材料的電子性質
2.2.1薛丁格方程式和布洛赫波
2.2.2布里淵區
2.2.3導帶和價帶
2.2.4直接帶隙和間接帶隙
2.2.5狀態密度
2.2.6激子
2.3摻雜
2.3.1本徵半導體
2.3.2摻雜半導體
2.3.3雜質能階的計算
2.3.4缺陷
思考題
參考文獻
第3章奈米半導體材料中的載子
3.1載子分佈
3.1.1費米分佈
3.1.2玻爾茲曼分佈
3.2載子濃度
3.3載流子的產生
3.3.1吸收係數
3.3.2直接帶隙半導體
3.3.3間接帶隙半導體
3.3.4常見太陽能電池材料載子產生
3.4載流子的複合
3.4.1輻射複合
3.4.2俄歇複合
3.4.3陷阱複合
3.4.4錶面複合和晶界複合
3.5載流子的輸運
3.5.1載子連續性方程
3.5.2載流子的擴散與漂移
思考題
參考文獻
第4章半導體接觸
4.1載子分離機理
4.2功函數
4.3金屬-半導體接觸
4.3.1金屬-半導體接觸勢壘
4.3.2金屬-半導體接觸的電流輸運理論
4.3.3肖特基接觸與歐姆接觸
4.4半導體-半導體接觸
4.4.1pn結與pin結
4.4.2同質結與異質結
4.5錶面態和界面態
4.5.1錶面態
4.5.2界面態
思考題
參考文獻
第5章太陽能電池基本原理
5.1太陽能電池工作機理
5.1.1光生電流和量子效率
5.1.2光生電壓和肖克萊方程
5.2太陽能電池的主要參數
5.2.1開路電壓
5.2.2短路電流
5.2.3填充因子
5.2.4光電轉換效率
5.2.5寄生電阻
5.2.6理想因子
5.3蕭克利-奎伊瑟（Shockley-Queisser）極限
5.3.1細緻平衡原理
5.3.2太陽能電池極限效率的計算
5.3.3太陽光譜對電池極限效率的影響
5.3.4帶隙與太陽能電池極限效率
思考題
參考文獻
第6章奈米半導體材料與太陽能
電池表徵
6.1結構形貌表徵
6.1.1X射線相關表徵技術
6.1.2電子束相關表徵技術
6.1.3掃描探針顯微表徵技術
6.2元素成分錶徵
6.2.1能譜分析表徵技術
6.2.2質譜分析表徵技術
6.3光學特性表徵
6.3.1穩態光學表徵技術
6.3.2瞬態光學特性分析技術
6.4電學特性表徵
6.4.1穩態電學表徵技術
6.4.2瞬態電學表徵技術
6.5太陽能電池組件效能測試
6.5.1光伏性能測試
6.5.2穩定性測試
思考題
參考文獻
第7章奈米半導體太陽能電池
前沿材料
7.1矽基薄膜太陽能電池
7.1.1矽基薄膜材料的結構特徵和光電性質
7.1.2矽太陽能電池的製備
7.1.3矽基薄膜太陽能電池的裝置結構
7.2銅銦鎵硒薄膜太陽能電池
7.2.1銅銦鎵硒的物理結構與特性
7.2.2銅銦鎵硒吸收層的製備方法
7.2.3銅銦鎵硒太陽能電池的設計
7.3銅鋅錫硫太陽能電池
7.3.1銅鋅錫硫半導體材料的物理結構與特性
7.3.2銅鋅錫硫吸收層的製備方法
7.3.3銅鋅錫硫太陽能電池的設計
7.4有機太陽能電池
7.4.1有機太陽能電池的工作原理
7.4.2有機太陽能電池的材料選擇
7.4.3有機太陽能電池的設計
7.5量子點太陽能電池
7.5.1量子點的基本性質
7.5.2量子點太陽能電池材料選擇
7.5.3量子點太陽能電池的設計
7.6鈣鈦礦太陽能電池
7.6.1鈣鈦礦材料的結構特性與光電特性
7.6.2鈣鈦礦太陽能電池吸收層製備及界面修飾
7.6.3鈣鈦礦太陽能電池的設計
7.6.4鈣鈦礦太陽能電池面臨的問題與展望
思考題
參考文獻
第8章奈米半導體太陽能電池前沿技術
8.1聚光太陽能電池
8.1.1聚光係數與聚光系統
8.1.2聚光太陽能電池的效率極限
8.1.3聚光太陽能電池的設計
8.2疊層太陽能電池
8.2.1光學串聯
8.2.2四端疊層和兩端疊層
8.2.3疊層太陽能電池設計
8.3熱載流子太陽能電池
8.3.1光生載子熱弛豫過程
8.3.2熱載子太陽能電池的特性
8.3.3熱載子太陽能電池的設計
8.4柔性太陽能電池
8.4.1柔性襯底與材料選擇
8.4.2柔性太陽能電池的製備工藝
8.4.3柔性太陽能電池的設計
8.5空間太陽能電池
8.5.1太空輻射損傷與熱損傷
8.5.2空間太陽能電池的特性
8.5.3空間太陽能電池的設計
思考題
參考文獻
第9章光電發電系統及應用
9.1光伏發電永續發展前沿
9.1.1光伏發電可持續發展計畫
9.1.2光伏發電永續發展佈局
9.1.3光伏發電永續發展政策
9.2光電發電系統的組成與工作原理
9.2.1光電發電系統的組成
9.2.2光電發電系統的工作原理
9.3光電發電系統設計
9.3.1獨立光伏發電系統設計
9.3.2併網光電發電系統設計
9.3.3混合光電發電系統設計
9.4光電發電系統應用
9.4.1光伏建築一體化系統
9.4.2光電發電交通系統
9.4.3光電發電通訊系統
9.4.4光伏發電水泵系統
9.4.5光伏發電電解水製氫系統
9.4.6漁農光互補發電系統
9.5光電發電系統效益分析
9.5.1光電模組對系統發電量的影響
9.5.2光電模組的安全性
思考題
參考文獻