晶體硅太陽電池

《晶體硅太陽電池》對晶體硅太陽電池全產業鏈的技術進行了介紹，對基礎理論知識進行了講解，從硅片生產技術、太陽電池理論、晶體硅電池的整個生產過程及工藝、電池性能檢測及新技術發展等形成一個完整的體系。書中與生產實際緊密結合，並大量採用了企業生產實際的實物圖片，便於讀者直觀理解。

《晶體硅太陽電池》可作為高等院校相關專業的教材或教學參考書，也可作為光伏產業技術人員的參考書和培訓用書，還可供光伏技術愛好者選用。 ^[1] 

第1章緒論1

1.1太陽輻射概述1

1.2太陽電池概述3

1.2.1國外發展歷程3

1.2.2國內發展歷程4

1.3晶體硅太陽電池6

1.3.1單晶硅電池6

1.3.2多晶硅電池7

1.3.3硅帶電池8

1.3.4典型的高效晶體硅電池9

1.4硅基薄膜太陽電池10

1.4.1非晶硅薄膜電池11

1.4.2多晶硅薄膜電池11

1.4.3硅基疊層太陽電池12

1.5化合物半導體太陽電池13

1.5.1碲化鎘薄膜太陽電池13

1.5.2銅銦鎵硒（CuInGaSe2）薄膜太陽電池14

1.5.3砷化鎵太陽電池15

1.6新型太陽電池研發進展15

複習思考題16

參考文獻17

第2章硅片生產技術18

2.1概述18

2.2硅的性能19

2.3硅的製備20

2.3.1高純硅材料生產21

2.3.2單晶硅的製備24

2.3.3多晶硅錠生產25

2.4硅片生產技術26

2.4.1單晶硅片的加工27

2.4.2多晶硅片的加工29

2.4.3硅片的檢驗31

複習思考題32

參考文獻32

第3章太陽電池物理基礎34

3.1概述34

3.2基本結構與原理36

3.2.1太陽電池結構36

3.2.2太陽電池發電過程36

3.3太陽電池的I-V特性與主要技術參數37

3.3.1I-V曲線主要性能參數37

3.3.2其他參數40

複習思考題42

參考文獻42

第4章硅片制絨工藝44

4.1概述44

4.2制絨工藝目的45

4.2.1硅片清洗45

4.2.2表面制絨46

4.3工藝原理47

4.3.1單晶硅制絨原理47

4.3.2影響因素分析48

4.3.3多晶硅制絨原理50

4.3.4影響因素分析52

4.4生產設備與工藝55

4.4.1單晶硅制絨生產設備55

4.4.2多晶硅制絨生產設備57

4.5檢測方法61

4.5.1正常片生產過程控制61

4.5.2常見異常及解決辦法62

複習思考題62

參考文獻63

第5章硅片摻雜工藝65

5.1工藝目的65

5.2工藝原理66

5.2.1熱擴散機制66

5.2.2磷摻雜66

5.3擴散設備與工藝68

5.3.1擴散設備68

5.3.2擴散工藝流程70

5.3.3擴散工藝注意事項71

5.4刻蝕工藝72

5.4.1刻蝕技術分類72

5.4.2幹法刻蝕設備與工藝74

5.4.3濕法刻蝕設備與工藝76

5.5相關檢測78

5.5.1方塊電阻測量78

5.5.2擴散分佈與結深79

5.5.3導電類型測量79

複習思考題80

參考文獻81

第6章減反射膜工藝82

6.1工藝目的82

6.2減反射原理與材料83

6.2.1減反射原理83

6.2.2減反射膜基本參數及減反射材料84

6.3減反射膜製備工藝與設備85

6.3.1PECVD鍍膜技術85

6.3.2ALD鍍膜技術86

6.3.3鍍減反射膜生產工藝87

6.4減反射膜生產流程90

6.5相關檢測91

6.5.1SiNx膜外觀的檢驗92

6.5.2SiNx膜的厚度及折射率檢驗93

複習思考題94

參考文獻94

第7章電極製備工藝96

7.1工藝目的96

7.2工藝原理96

7.2.1前電極圖形設計96

7.2.2絲網印刷原理98

7.2.3燒結原理99

7.2.4燒結工藝對電池性能的影響100

7.3絲網印刷設備與生產101

7.3.1絲網印刷基本工具與漿料101

7.3.2絲網印刷工藝流程與生產線設備107

7.3.3設備參數對印刷的影響109

7.4燒結工藝110

7.5相關檢測111

7.5.1外觀檢測111

7.5.2柵線高寬比112

7.5.3接觸電阻率112

複習思考題114

參考文獻114

第8章電池測試、分檔及修復116

8.1光電性能測試116

8.1.1電流-電壓（I-V）特性曲線測試116

8.1.2量子效率測試118

8.1.3電致發光測試119

8.1.4光致發光測試120

8.2電池分檔122

8.2.1效率/功率分檔122

8.2.2顏色及外觀分檔123

8.3電池缺陷分析與修復123

8.3.1缺陷檢測123

8.3.2修復技術126

複習思考題126

參考文獻127

第9章太陽電池技術發展129

9.1概述129

9.2新工藝發展129

9.2.1制絨工藝129

9.2.2摻雜新工藝135

9.2.3鈍化新工藝139

9.2.4電極新工藝142

9.2.5薄硅片電池152

9.3高效晶體硅電池發展153

9.3.1PERC及TOPCon太陽電池153

9.3.2HIT電池162

9.3.3IBC與HBC電池163

9.3.4MWT電池165

複習思考題167

參考文獻167

附錄170

附錄1AM1.5G太陽輻射光譜數據170

附錄2晶體硅太陽電池分類173

附錄32019年太陽電池最高效率記錄表174

附錄4國際著名太陽電池研究機構174

附錄5太陽電池生產安全與防護——化學用品使用的急救措施175

附錄6太陽能級多晶硅片合格產品規格書（企業標準）176

附錄7單晶硅片A級品合格產品規格書（江蘇潤陽悦達光伏標準）179

沈輝，中山大學，教授。1991年在中國科學院固體物理研究所工作期間獲得中國科學院首屆留學基金獎學金。1992年到德國夫朗霍費應用材料研究所從事納米貴重金屬合金性能研究。1996年獲得德國德累斯頓工業大學材料科學博士學位，在攻讀博士期間曾經受邀到德國夫朗霍費太陽能系統研究所作學術報告，從此將學術研究重點轉向太陽能技術。1998年獲得中國科學院“百人計劃”項目資助，研究專題為“太陽能功能材料與光電轉換”。1999年在中國科學院廣州能源研究所建立光伏技術研究團隊。2004年在中山大學創建太陽能系統研究所。2010年創建順德中山大學太陽能研究院。2010年所在的研究機構成為廣東省光伏技術重點實驗室。2013年順德研究院獲批為廣東省分佈式光伏發電工程技術研究中心和“廣東省新型研發機構”。2016年牽頭組建廣東省光伏產業技術創新聯盟平台。2017年與德國TüV萊茵開展戰略合作，共建“光伏電站檢測與評估聯合研究中心”。