太陽(yáng)能光伏發(fā)電應(yīng)用技術(shù)（第4版）

目　　錄
第1章 緒論 1
1.1 開發(fā)利用太陽(yáng)能的重要意義 1
1.1.1 化石燃料正面臨逐漸枯竭的危機(jī)局面 1
1.1.2 保護(hù)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(yáng)能發(fā)電的特點(diǎn) 5
1.2.1 太陽(yáng)能發(fā)電的優(yōu)點(diǎn) 5
1.2.2 太陽(yáng)能發(fā)電的缺點(diǎn) 6
1.2.3 太陽(yáng)能發(fā)電的類型 6
1.3 近年來(lái)世界光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r 7
1.3.1 太陽(yáng)電池生產(chǎn) 7
1.3.2 光伏應(yīng)用市場(chǎng) 9
1.4 中國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展 12
1.4.1 中國(guó)光伏發(fā)電歷程 12
1.4.2 中國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀 13
練習(xí)題 16
第2章 太陽(yáng)輻射 17
2.1 太陽(yáng)概況 17
2.2 日地運(yùn)動(dòng) 18
2.2.1 地球概況 18
2.2.2 真太陽(yáng)時(shí) 19
2.2.3 日出和日落規(guī)律 20
2.3 天球坐標(biāo) 21
2.3.1 赤道坐標(biāo)系 21
2.3.2 太陽(yáng)角的計(jì)算 23
2.4 跟蹤平面的角度 26
2.5 太陽(yáng)輻射量 27
2.5.1 大氣層外的太陽(yáng)輻射 28
2.5.2 到達(dá)地表的太陽(yáng)輻照度 31
2.5.3 地表傾斜面上的小時(shí)太陽(yáng)輻照量 34
2.5.4 地表傾斜面上的月平均太陽(yáng)輻照量 37
練習(xí)題 42
第3章 晶硅太陽(yáng)電池的基本原理 43
3.1 太陽(yáng)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(jié)構(gòu)分類 45
3.1.3 按用途分類 45
3.2 太陽(yáng)電池的工作原理 46
3.2.1 半導(dǎo)體 46
3.2.2 能帶結(jié)構(gòu) 46
3.2.3 本征半導(dǎo)體、摻雜半導(dǎo)體 47
3.2.4 n型和p型半導(dǎo)體 49
3.2.5 p-n結(jié) 50
3.2.6 光生伏特效應(yīng) 51
3.2.7 太陽(yáng)電池基本工作原理 52
3.2.8 晶硅太陽(yáng)電池的結(jié)構(gòu) 52
3.3 太陽(yáng)電池的電學(xué)特性 53
3.3.1 標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試條件 53
3.3.2 太陽(yáng)電池等效電路 53
3.3.3 太陽(yáng)電池的主要技術(shù)參數(shù) 55
3.3.4 影響太陽(yáng)電池轉(zhuǎn)換效率的因素 60
練習(xí)題 64
第4章 晶硅太陽(yáng)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(zhǔn)）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(shù) 78
4.4 晶硅太陽(yáng)電池的制造 79
4.4.1 表面織構(gòu)化 81
4.4.2 擴(kuò)散制結(jié) 83
4.4.3 選擇性發(fā)射極技術(shù) 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(jié)工藝 89
4.4.10 光（電）注入退火 90
4.4.11 電性能測(cè)試 90
4.5 高效晶硅太陽(yáng)電池技術(shù) 91
4.5.1 TOPCon太陽(yáng)電池 91
4.5.2 HJT太陽(yáng)電池 91
4.5.3 IBC太陽(yáng)電池 92
4.5.4 MWT太陽(yáng)電池 93
練習(xí)題 94
第5章 晶硅光伏組件的制造 95
5.1 光伏組件的結(jié)構(gòu) 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(shù) 102
5.5 組件安全認(rèn)證 105
5.5.1 主要認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn) 105
5.5.2 可靠性測(cè)試項(xiàng)目 108
練習(xí)題 111
第6章 薄膜太陽(yáng)電池 112
6.1 概述 112
6.2 非晶硅太陽(yáng)電池 113
6.2.1 非晶硅太陽(yáng)電池發(fā)展簡(jiǎn)史 113
6.2.2 非晶硅太陽(yáng)電池結(jié)構(gòu) 114
6.2.3 非晶硅太陽(yáng)電池的制造 118
6.2.4 非晶硅太陽(yáng)電池的產(chǎn)業(yè)化情況 119
6.3 碲化鎘（CdTe）太陽(yáng)電池 119
6.3.1 CdTe材料與電池特點(diǎn) 119
6.3.2 CdTe太陽(yáng)電池的結(jié)構(gòu) 120
6.3.3 CdTe太陽(yáng)電池的制造 120
6.3.4 CdTe太陽(yáng)電池產(chǎn)業(yè)化情況 123
6.4 銅銦鎵硒（CIGS）太陽(yáng)電池 123
6.4.1 CIGS太陽(yáng)電池的特點(diǎn) 123
6.4.2 CIGS太陽(yáng)電池的結(jié)構(gòu) 124
6.4.3 CIGS太陽(yáng)電池的制造 125
6.4.4 CIGS太陽(yáng)電池產(chǎn)業(yè)化情況 127
6.5 鈣鈦礦太陽(yáng)電池（Perovskite Solar Cells） 129
6.5.1 鈣鈦礦太陽(yáng)電池發(fā)電原理及特點(diǎn) 130
6.5.2 單結(jié)鈣鈦礦太陽(yáng)電池 133
6.5.3 鈣鈦礦疊層太陽(yáng)電池 138
6.5.4 鈣鈦礦太陽(yáng)電池的產(chǎn)業(yè)化及其應(yīng)用展望 143
6.6 染料敏化太陽(yáng)電池（Dye Sensitized Solar Cell，DSC） 155
6.7 有機(jī)半導(dǎo)體太陽(yáng)電池 157
6.8 薄膜太陽(yáng)電池市場(chǎng)及發(fā)展前景 158
練習(xí)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(chǔ)能設(shè)備 164
7.3.1 主要儲(chǔ)能技術(shù) 165
7.3.2 磷酸鐵鋰電池 170
7.4 鋰離子儲(chǔ)能系統(tǒng) 174
7.4.1 磷酸鐵鋰電池儲(chǔ)能系統(tǒng)分析 174
7.4.2 儲(chǔ)能鋰電池管理系統(tǒng)（BMS） 176
7.5 光伏并網(wǎng)逆變器 177
練習(xí)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(diǎn) 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(yáng)能跟蹤器 198
8.2.1 跟蹤器的分類 199
8.2.2 太陽(yáng)能跟蹤器的組成 204
8.2.3 太陽(yáng)能跟蹤器的應(yīng)用 204
練習(xí)題 206
第9章 光伏發(fā)電項(xiàng)目的建設(shè) 207
9.1 光伏發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 207
9.1.1 光伏發(fā)電系統(tǒng)的總體目標(biāo) 207
9.1.2 并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 208
9.1.3 離網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì) 224
9.1.4 光伏發(fā)電系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 234
9.1.5 其他設(shè)計(jì) 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(zhǔn)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(shè)備的安裝 250
9.2.4 電氣一次設(shè)備的安裝 252
9.2.5 電氣二次設(shè)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(yàn)收 254
9.3.1 單位工程驗(yàn)收 255
9.3.2 工程啟動(dòng)驗(yàn)收 256
9.3.3 工程試運(yùn)和移交生產(chǎn)驗(yàn)收 256
9.3.4 工程竣工驗(yàn)收 256
練習(xí)題 257
第10章 光伏發(fā)電系統(tǒng)的應(yīng)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(yīng)用場(chǎng)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(yīng)用場(chǎng)景 271
10.3 空間光伏電站 273
練習(xí)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(jì)效益 276
11.1.1 成本計(jì)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?jī)斶€時(shí)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(yīng) 290
練習(xí)題 292