目　　錄
第1章 緒論1
1.1 開發(fā)利用太陽能的重要意義1
1.1.1 化石燃料正面臨逐漸枯竭的危機局面1
1.1.2 保護生態(tài)環(huán)境逐漸受到人們的重視3
1.1.3 常規(guī)電網(wǎng)的局限性4
1.2 太陽能發(fā)電的特點5
1.2.1 太陽能發(fā)電的優(yōu)點5
1.2.2 太陽能發(fā)電的缺點6
1.2.3 太陽能發(fā)電的類型6
1.3 近年來世界光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展狀況7
1.3.1 太陽電池生產(chǎn)7
1.3.2 光伏應用市場9
1.4 中國光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展12
1.4.1 中國光伏發(fā)電歷程12
1.4.2 中國光伏產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀13
練習題16
第2章 太陽輻射17
2.1 太陽概況17
2.2 日地運動18
2.2.1 地球概況18
2.2.2 真太陽時19
2.2.3 日出和日落規(guī)律20
2.3 天球坐標21
2.3.1 赤道坐標系21
2.3.2 太陽角的計算23
2.4 跟蹤平面的角度26
2.5 太陽輻射量27
2.5.1 大氣層外的太陽輻射28
2.5.2 到達地表的太陽輻照度31
2.5.3 地表傾斜面上的小時太陽輻照量34
2.5.4 地表傾斜面上的月平均太陽輻照量37
練習題42
第3章 晶硅太陽電池的基本原理43
3.1 太陽電池的分類43
3.1.1 按照基體材料分類43
3.1.2 按照電池結構分類45
3.1.3 按用途分類45
3.2 太陽電池的工作原理46
3.2.1 半導體46
3.2.2 能帶結構46
3.2.3 本征半導體、摻雜半導體47
3.2.4 n型和p型半導體49
3.2.5 p-n結50
3.2.6 光生伏特效應51
3.2.7 太陽電池基本工作原理52
3.2.8 晶硅太陽電池的結構52
3.3 太陽電池的電學特性53
3.3.1 標準測試條件53
3.3.2 太陽電池等效電路53
3.3.3 太陽電池的主要技術參數(shù)55
3.3.4 影響太陽電池轉換效率的因素60
練習題64
第4章 晶硅太陽電池的制造65
4.1 硅材料的制備65
4.1.1 金屬硅的制備65
4.1.2 高純多晶硅的制備66
4.2 硅錠的制備69
4.2.1 單晶硅棒的制備69
4.2.2 多晶硅錠的制備73
4.2.3 類（準）單晶硅錠的制備75
4.3 硅片的制備76
4.3.1 單晶硅片的制備76
4.3.2 多晶硅片的制備77
4.3.3 線切割技術78
4.4 晶硅太陽電池的制造79
4.4.1 表面織構化81
4.4.2 擴散制結83
4.4.3 選擇性發(fā)射極技術85
4.4.4 邊緣刻蝕85
4.4.5 沉積背鈍化膜86
4.4.6 沉積減反射膜87
4.4.7 激光開槽（孔）88
4.4.8 印刷電極89
4.4.9 燒結工藝89
4.4.10 光（電）注入退火90
4.4.11 電性能測試90
4.5 高效晶硅太陽電池技術91
4.5.1 TOPCon太陽電池91
4.5.2 HJT太陽電池91
4.5.3 IBC太陽電池92
4.5.4 MWT太陽電池93
練習題94
第5章 晶硅光伏組件的制造95
5.1 光伏組件的結構95
5.2 光伏組件封裝材料96
5.3 光伏組件工藝流程100
5.4 高效組件技術102
5.5 組件安全認證105
5.5.1 主要認證標準105
5.5.2 可靠性測試項目108
練習題111
第6章 薄膜太陽電池112
6.1 概述112
6.2 非晶硅太陽電池113
6.2.1 非晶硅太陽電池發(fā)展簡史113
6.2.2 非晶硅太陽電池結構114
6.2.3 非晶硅太陽電池的制造118
6.2.4 非晶硅太陽電池的產(chǎn)業(yè)化情況119
6.3 碲化鎘（CdTe）太陽電池119
6.3.1 CdTe材料與電池特點119
6.3.2 CdTe太陽電池的結構120
6.3.3 CdTe太陽電池的制造120
6.3.4 CdTe太陽電池產(chǎn)業(yè)化情況123
6.4 銅銦鎵硒（CIGS）太陽電池123
6.4.1 CIGS太陽電池的特點123
6.4.2 CIGS太陽電池的結構124
6.4.3 CIGS太陽電池的制造125
6.4.4 CIGS太陽電池產(chǎn)業(yè)化情況127
6.5 鈣鈦礦太陽電池（Perovskite Solar Cells）129
6.5.1 鈣鈦礦太陽電池發(fā)電原理及特點130
6.5.2 單結鈣鈦礦太陽電池133
6.5.3 鈣鈦礦疊層太陽電池138
6.5.4 鈣鈦礦太陽電池的產(chǎn)業(yè)化及其應用展望143
6.6 染料敏化太陽電池（Dye Sensitized Solar Cell，DSC）155
6.7 有機半導體太陽電池157
6.8 薄膜太陽電池市場及發(fā)展前景158
練習題162
第7章 光伏發(fā)電系統(tǒng)部件163
7.1 光伏方陣163
7.2 二極管164
7.3 儲能設備164
7.3.1 主要儲能技術165
7.3.2 磷酸鐵鋰電池170
7.4 鋰離子儲能系統(tǒng)174
7.4.1 磷酸鐵鋰電池儲能系統(tǒng)分析174
7.4.2 儲能鋰電池管理系統(tǒng)（BMS）176
7.5 光伏并網(wǎng)逆變器177
練習題184
第8章 聚光與跟蹤185
8.1 聚光光伏發(fā)電185
8.1.1 聚光光伏發(fā)電的優(yōu)缺點185
8.1.2 聚光光伏部件186
8.1.3 聚光光伏系統(tǒng)193
8.1.4 聚光光伏發(fā)電現(xiàn)狀198
8.2 太陽能跟蹤器198
8.2.1 跟蹤器的分類199
8.2.2 太陽能跟蹤器的組成204
8.2.3 太陽能跟蹤器的應用204
練習題206
第9章 光伏發(fā)電項目的建設207
9.1 光伏發(fā)電系統(tǒng)的設計207
9.1.1 光伏發(fā)電系統(tǒng)的總體目標207
9.1.2 并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)的設計208
9.1.3 離網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)設計224
9.1.4 光伏發(fā)電系統(tǒng)的硬件設計234
9.1.5 其他設計239
9.2 光伏發(fā)電系統(tǒng)的施工245
9.2.1 系統(tǒng)安裝前的準備245
9.2.2 光伏方陣的安裝245
9.2.3 控制器和逆變器等電氣設備的安裝250
9.2.4 電氣一次設備的安裝252
9.2.5 電氣二次設備的安裝253
9.2.6 防雷和接地253
9.2.7 蓄電池組的安裝253
9.2.8 光伏發(fā)電系統(tǒng)的調(diào)試254
9.3 光伏發(fā)電工程的驗收254
9.3.1 單位工程驗收255
9.3.2 工程啟動驗收256
9.3.3 工程試運和移交生產(chǎn)驗收256
9.3.4 工程竣工驗收256
練習題257
第10章 光伏發(fā)電系統(tǒng)的應用259
10.1 光伏發(fā)電系統(tǒng)的分類259
10.1.1 并網(wǎng)系統(tǒng)259
10.1.2 離網(wǎng)系統(tǒng)261
10.1.3 混合系統(tǒng)261
10.2 光伏系統(tǒng)的應用場景263
10.2.1 光伏照明263
10.2.2 光伏交通264
10.2.3 光伏農(nóng)業(yè)267
10.2.4 光伏建筑268
10.2.5 水面光伏270
10.2.6 其他應用場景271
10.3 空間光伏電站273
練習題275
第11章 光伏發(fā)電的效益分析276
11.1 光伏發(fā)電的經(jīng)濟效益276
11.1.1 成本計算方法276
11.1.2 影響成本的因素278
11.1.3 光伏發(fā)電成本的歷史及展望281
11.2 光伏發(fā)電的環(huán)境效益283
11.2.1 光伏發(fā)電的能量償還時間283
11.2.2 光伏發(fā)電減少CO2排放量286
11.3 光伏發(fā)電的其他效益289
11.3.1 增加就業(yè)崗位289
11.3.2 節(jié)省燃料289
11.3.3 減少輸電損失290
11.3.4 安全的能源供應290
練習題292