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編輯推薦:
国际图书市场上半导体理论*复杂完备的太阳能基础教材,涵盖370个物理参数和730个物理量,配备的英汉索引和汉英索引可作为小型的太阳能电池词典,供读者查阅使用。
內容簡介:
《太阳能电池物理》试图从半导体物理的基础出发,对太阳能电池做理论层面的讨论。本书涵盖了太阳能电池基本特性、太阳辐射的定量描述、半导体的理论模型、各种半导体结的特点、p-n结的理论分析、5种常见太阳能电池的原理性能、光学优化方式和高转换效率技术等方面的探讨。《太阳能电池物理》可以作为一本教材或参考书,适合物理系、动力与能源系、材料系、电子工程系、化学系或其他相关专业的本科生、研究生和教师学习研究太阳能电池的物理理论。本书也可以作为太阳能研究机构科学家或太阳能企业工程师的参考资料,为研发或生产各种类型的太阳能电池提供帮助。
作为国际图书市场上半导体理论*复杂完备的太阳能基础教材,该书有370个物理参数和730个物理量。译者针对重要公式,自行编纂加入了15个MathCAD软件程序,便于学生读者或科学研发人员灵活应用所学的半导体物理公式,设计优化相关物理参数。译者还加入了一些图文资料讲解半导体理论和太阳能电池的发展历史以及重要科学家。对于以科学家名字命名的半导体物理公式,其科学家也略作图文介绍,让学生读者知道为科学做出杰出贡献的人物会被人们铭记。另外,书籍的封面、封底和附录介绍了太阳能电池生产的核心设备,便于学生读者对真实的产业技术情况有所印象,激发其学习的动力。
關於作者:
高扬,2002年上海交通大学应用物理学学士,2004年美国光学排名前5的University of Central Florida物理学硕士,导师为互联网光纤通讯用激光传输速度世界纪录保持者。回国工作12年,主要供职于美资世界最大光纤通讯器件公司和美资太阳能咨询公司等单位,对各种新型太阳能电池技术的发展都在实际工作中有深刻的理解,对太阳能多晶硅硅片电池组件逆变器支架储能的研发生产质量设备辅材也有较全面的认识。目前,独立经营太阳能咨询外贸公司,主要服务于欧美亚洲的企业客户,业绩良好。
內容試閱 :
前言
作为新能源产业的重要组成,我国的太阳能产业在2006~2010年的十一五期间得到了又快又好的发展。自2007年,中国超过日本成为全球第一大太阳能电池生产国。2009年,我国太阳能电池的全球市场占有率将近一半,可以相比我国同样占全球一半产量的手机、笔记本电脑和平板电视等产业。据不完全统计,目前我国有太阳能企业610家。相对我国IT产业的46家上市公司,太阳能产业在较短的发展时间内已经有了13家欧美上市公司、9家香港上市公司和32家国内上市公司。这样的产业发展形势应该可以为有志于投身太阳能产业的年轻学子和已经在职的工程技术人员学习太阳能物理带来希望和动力。
太阳能电池的功能是发电,而太阳能电池物理是一门关于电流和电压的艺术。不论读者学习、研究、生产的是传统晶体硅太阳能电池,还是各种新型太阳能电池,都需要对太阳能电池物理有充分的认识和了解。一些对太阳能电池感兴趣的学生读者或刚入行的工程技术人员心中不免有一个疑问:既然转换效率是太阳能电池最重要的性能参数,那么怎样才能提高转换效率呢?《太阳能电池物理》试图在一定的程度上对这样的疑问做出回答。
第1章定义了太阳能电池的特性参数和伏安特性曲线。第2章用光子到电子的转换描述了太阳能电池。第3章和第4章分别给出了以载流子为基础的半导体理论和载流子浓度的变化规律。第5章定性地介绍了不同类型的半导体结。第6章为pn结构建了详细的理论模型。第7章~第10章分别讨论了晶体硅太阳能电池、砷化镓太阳能电池、非晶硅薄膜太阳能电池、铜铟镓硒薄膜太阳能电池和碲化镉薄膜太阳能电池。第11章的光学优化可以提高不同类型太阳能电池的转换效率。第12章提出了一些新颖的高转换效率技术。
附录1为本书需要的物理常数,仅供参考。附录2为习题和相应的解答,对《太阳能电池物理》重点阐述的概念给出了各种实际情况,读者可以通过习题对这些重点概念有更好的理解。
附录3和附录4对Roth & Rau公司和Samilab公司设备的介绍有助于学生读者将理论知识和实际产业情况相结合。
英汉索引和汉英索引可以作为小型的太阳能电池词典,供读者查阅使用。找到了相应名词概念后,通过列举的章节,可以较全面地理解需要查询的概念。
《太阳能电池物理》的特色在于将成熟的半导体物理理论应用于太阳能电池的设计,共370个参数和730个公式,通过较详细的理论推导,阐述了各种太阳能电池的特性。公式推导是一种基本功,建议学生读者阅读完相关章节后,对这一章中一连串的公式进行从头到尾的推导。可以从书中得到有益的提示,更重要的是挑战自己对公式的理解。这种称之为推书的训练能够使学生读者对太阳能电池物理有更扎实的理解、记忆和掌握。除了推书,量纲分析也是一种学习理论推导必备的技巧。对较复杂的公式,将等号两边各物理量的单位分解为更基本的量纲后,进行约减,如果得到等号两边的约减结果是一致的,可以确认公式推导是正确的。还可以对物理量进行量纲分析,从而更好地理解其物理意义。目录后的参数符号表列举了本书中出现的物理量单位,可以对量纲分析有一定帮助。商业化MathCAD软件可以解决很多数学问题,理论推导得出的公式通过MathCAD能够直接地转化为一目了然的曲线,这对物理问题的理论分析非常有帮助。
一个世纪以前,一群名垂史册的物理学家创立了量子力学,成为太阳能电池物理的基础。半个世纪以来,太阳能电池这门科学技术经过各国科学家和工程师的研究开发,得到了长足的发展。今天,我们学习太阳能电池物理,既是为了自己的职业发展需要,也是为了子孙后代有一个绿色的地球。
高扬