目　　錄
第1章 緒論 1
1.1 開發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 保護生態環境逐漸受到人們的重視 3
1.1.3 常規電網的局限性 4
1.2 太陽能發電的特點 5
1.2.1 太陽能發電的優點 5
1.2.2 太陽能發電的缺點 6
1.2.3 太陽能發電的類型 6
1.3 近年來世界光伏產業的發展狀況 7
1.3.1 太陽電池生產 7
1.3.2 光伏應用市場 9
1.4 中國光伏產業的發展 12
1.4.1 中國光伏發電歷程 12
1.4.2 中國光伏產業現狀 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 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業化情況 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太陽電池產業化情況 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太陽電池產業化情況 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業化及其應用展望 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展前景 158
練習題 162
第7章 光伏發電系統部件 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 174
7.4.1 磷酸鐵鋰電池儲能系統分析 174
7.4.2 儲能鋰電池管理系統（BMS） 176
7.5 光伏并網逆變器 177
練習題 184
第8章 聚光與跟蹤 185
8.1 聚光光伏發電 185
8.1.1 聚光光伏發電的優缺點 185
8.1.2 聚光光伏部件 186
8.1.3 聚光光伏系統 193
8.1.4 聚光光伏發電現狀 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 光伏發電項目的建設 207
9.1 光伏發電系統的設計 207
9.1.1 光伏發電系統的總體目標 207
9.1.2 并網光伏發電系統的設計 208
9.1.3 離網光伏發電系統設計 224
9.1.4 光伏發電系統的硬件設計 234
9.1.5 其他設計 239
9.2 光伏發電系統的施工 245
9.2.1 系統安裝前的準備 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 光伏發電系統的調試 254
9.3 光伏發電工程的驗收 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驗收 256
9.3.4 工程竣工驗收 256
練習題 257
第10章 光伏發電系統的應用 259
10.1 光伏發電系統的分類 259
10.1.1 并網系統 259
10.1.2 離網系統 261
10.1.3 混合系統 261
10.2 光伏系統的應用場景 263
10.2.1 光伏照明 263
10.2.2 光伏交通 264
10.2.3 光伏農業 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 光伏發電的效益分析 276
11.1 光伏發電的經濟效益 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 光伏發電成本的歷史及展望 281
11.2 光伏發電的環境效益 283
11.2.1 光伏發電的能量償還時間 283
11.2.2 光伏發電減少CO2排放量 286
11.3 光伏發電的其他效益 289
11.3.1 增加就業崗位 289
11.3.2 節省燃料 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