Handbook of Photovoltaic Science and Engineering

Handbook of Photovoltaic Science and Engineering pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:Wiley
作者:Luque, Antonio (EDT)/ Hegedus, Steven (EDT)
出品人:
页数:1168
译者:
出版时间:2003-7-7
价格:USD 390.00
装帧:Hardcover
isbn号码:9780471491965
丛书系列:
图书标签:
  • 物理学
  • 手册
  • 光伏
  • 光伏科学
  • 太阳能工程
  • 光伏发电
  • 光伏材料
  • 太阳能电池
  • 光伏系统
  • 可再生能源
  • 能源技术
  • 光电转换
  • 光伏应用
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具体描述

Handbook of Photovoltaic Science and Engineering incorporates the most recent technological advances and research developments in photovoltaics. All topics relating to the photovoltaic (PV) industry are discussed and each chapter has been written by an internationally-known expert in the field. Detailed treatment covers: scientific basis of the photovoltaic effect and solar cell operation the production of solar silicon and of silicon-based solar cells and modules the science and technology of up-and-coming thin film PV technologies how choice of semiconductor materials and their production influence costs and performance high-performance approaches for concentrators and space applications new types of organic dye-based solar cells making measurements on solar cells and modules and how to relate results under standardised test conditions to real outdoor performance photovoltaic system installation and operation of components such as inverters and batteries. architectural applications of building-integrated PV finance and the role of investors: public funding and policy in promoting PV world-wide Each chapter is written to be partially accessible to beginners while providing detailed information of the physics and technology for experts. Encompassing a review of past work and the fundamentals in solar electric science, this outstanding reference provides an invaluable resource to practitioners, consultants, researchers and students in the PV engineering industry.

《光伏科学与工程手册》 内容简介 《光伏科学与工程手册》是一部综合性的参考著作,旨在为研究人员、工程师、学生以及任何对光伏技术感兴趣的专业人士提供深入的知识和实践指导。本书系统地梳理了光伏科学和工程领域的最新进展、核心概念和关键技术,涵盖了从基础理论到实际应用的各个层面,力求成为该领域不可或缺的权威指南。 核心内容涵盖: 第一部分:光伏技术基础与原理 太阳辐射与光电转换基础: 详细阐述太阳光谱特性、太阳常数、大气层对太阳辐射的影响,以及光子与半导体材料相互作用的物理机制,包括光吸收、载流子产生、分离和收集等关键过程。 半导体物理与材料: 深入探讨了光伏器件的核心材料——半导体的物理性质,包括能带结构、载流子迁移率、复合机制等。详细介绍了硅(单晶硅、多晶硅)、化合物半导体(如GaAs、CdTe、CIGS)、有机半导体以及钙钛矿等材料在光伏领域的应用及其特性。 p-n结与光伏电池结构: 详细讲解了p-n结的形成原理、电学特性以及其在光伏电池中的关键作用。介绍了不同类型的异质结、多层结构以及薄膜电池的结构设计和性能优化。 第二部分:各类光伏电池技术与进展 晶体硅太阳能电池: 全面分析了晶体硅太阳能电池的制造工艺,包括扩散、钝化、刻蚀、金属化等关键步骤。重点介绍了PERC(钝化发射极及背接触)、TOPCon(隧穿氧化层钝化接触)和HJT(异质结)等高效晶硅电池技术,以及其发展趋势和技术挑战。 薄膜太阳能电池: 深入探讨了CdTe、CIGS、a-Si(非晶硅)、微晶硅等薄膜太阳能电池的技术原理、材料特性、制造工艺以及在柔性、低成本应用中的优势。 新兴光伏技术: 重点介绍了近年来备受关注的创新型光伏技术,包括: 钙钛矿太阳能电池: 详细讲解了钙钛矿材料的制备、结构、载流子动力学,以及其在效率提升、稳定性改善和器件集成方面的最新进展。 有机太阳能电池(OSCs): 探讨了有机半导体材料在光伏领域的应用,包括聚合物和富勒烯衍生物,以及其在柔性、半透明和低成本制造中的潜力。 量子点太阳能电池(QDSCs): 介绍了量子点材料的光学和电子特性,以及其在宽光谱吸收和多激子效应方面的优势。 染料敏化太阳能电池(DSSCs): 阐述了染料敏化电池的工作原理,包括染料分子、电解质和氧化物半导体的协同作用。 多结太阳能电池: 介绍了通过组合不同带隙的半导体材料来提高电池效率的技术,重点关注其在空间应用和聚光光伏系统中的重要性。 第三部分:光伏系统设计、集成与应用 光伏组件封装与可靠性: 详细讨论了光伏组件的封装材料、工艺以及影响其长期可靠性的关键因素,包括PID(电势诱导衰减)、湿热老化、光致衰减等。 光伏系统设计与优化: 涵盖了光伏电站的设计原则,包括选址、组件布局、逆变器选择、电缆连接、防雷接地等,并探讨了最大功率点跟踪(MPPT)技术、系统效率优化策略。 光伏系统监控与维护: 介绍了光伏系统的运行监控技术、故障诊断方法以及日常维护的要点,以确保系统的稳定高效运行。 光伏发电并网与电网集成: 深入分析了光伏发电与电网的连接方式,包括并网标准、电网稳定性、储能技术与光伏系统的结合等,以应对可再生能源接入带来的挑战。 光伏应用领域: 广泛介绍光伏技术在各类场景下的应用,包括: 集中式光伏电站: 大型地面电站的设计、建设和运营。 分布式光伏系统: 户用、商业和工业屋顶光伏系统,以及其对能源自给和分散式供电的影响。 建筑一体化光伏(BIPV): 将光伏组件集成到建筑材料中的创新应用,如光伏瓦、光伏幕墙等。 离网光伏系统: 为偏远地区、通信基站、交通信号灯等提供独立电源的解决方案。 便携式与消费电子应用: 小型光伏设备在户外、便携式充电器等方面的应用。 第四部分:光伏产业发展与未来展望 光伏材料科学的挑战与机遇: 探讨了提升光伏材料性能、降低成本、提高稳定性和可持续性的前沿研究方向。 下一代光伏技术: 展望了更高效、更低成本、更环保的光伏技术,如叠层电池、有机-无机杂化电池、透明光伏等。 光伏产业政策与市场趋势: 分析了全球光伏产业的发展政策、市场驱动因素、技术进步对行业格局的影响,以及供应链管理和标准化建设。 可持续性与环境影响: 评估了光伏技术的生命周期环境影响,包括制造、使用和退役阶段,并探讨了回收利用和绿色制造的重要性。 《光伏科学与工程手册》以其全面性、深度和前瞻性,为读者提供了理解光伏技术核心知识、掌握最新技术动态、洞察产业发展趋势的宝贵平台。本书致力于推动光伏科学的进步,促进光伏工程的应用,为全球能源转型和可持续发展贡献力量。

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读后感

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用户评价

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《Handbook of Photovoltaic Science and Engineering》是一本真正意义上的“案头书”,其内容的深度和广度都令人印象深刻。当我深入到书中关于半导体材料的章节时,我被其严谨的科学性所折服。它不仅仅是介绍了不同半导体材料的基本性质,更是深入探讨了材料的能带结构、光学吸收特性、载流子迁移率以及缺陷的形成与影响。例如,在讨论有机半导体材料时,书中详细介绍了π电子共轭体系如何影响材料的光电性能,以及电荷传输机制的独特性。对于那些对光伏材料科学的精细之处感兴趣的读者,这本书绝对是不可多得的宝藏。我尤其被书中关于界面工程的讨论所吸引,如钝化层的选择、界面态的控制以及电极材料的优化等,这些细节的调整对于提升电池的开路电压和填充因子至关重要。此外,它还对光伏电池的可靠性评估,包括光照降解、湿热老化和机械应力等方面的研究进行了深入的介绍,这对于理解光伏组件的长期运行性能具有重要的指导意义。

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《Handbook of Photovoltaic Science and Engineering》提供了一种近乎百科全书式的知识体系,让我能够系统地梳理我对光伏技术的理解。我在阅读时,被书中关于光伏材料的结构-性能关系以及制备工艺对材料特性的影响的讨论深深吸引。它不仅仅是列举了各种材料,而是深入分析了原子层面的结构如何影响电子和空穴的传输,以及不同的生长方法如何塑造材料的晶界、缺陷和表面形貌。例如,书中关于CIGS薄膜太阳能电池中,硒化过程对铜铟镓比和晶界形成的影响,以及这些因素如何最终影响载流子分离和收集效率,都给我留下了深刻的印象。此外,它还对光伏电池的长期稳定性和可靠性进行了深入的探讨,包括材料的老化机理、封装材料的选择以及组件在不同环境条件下的性能衰减模型。对于那些想要深入理解光伏技术背后的科学原理,并致力于推动技术进步的读者来说,这本书无疑是一部不可或缺的案头巨著。

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作为一名对可再生能源领域抱有极大热情的业余研究者,我一直以来都在寻找一本能够系统、深入地介绍光伏技术各个方面的权威性著作。《Handbook of Photovoltaic Science and Engineering》恰好满足了我的这一需求。这本书的内容组织得极其精妙,从最基础的光电转换原理,到各种不同类型太阳能电池的材料特性、制造工艺、器件结构,再到光伏系统的集成、性能评估以及经济性分析,几乎涵盖了光伏科学和工程的每一个重要方面。我尤其欣赏书中对于不同材料体系的深入比较分析,例如,它不仅详细介绍了多晶硅和单晶硅电池的性能差异,还对薄膜太阳能电池,如碲化镉(CdTe)、铜铟镓硒(CIGS)和非晶硅(a-Si)的优势和劣势进行了详尽的阐述,这对于我理解不同技术路线的选择和发展方向提供了重要的参考。书中对于半导体物理原理的讲解也非常透彻,通过清晰的图示和数学模型,让我对PN结的形成、光生载流子的产生和分离过程有了更深刻的理解。此外,它对光伏电池的效率限制因素,如俄歇复合、肖克利-诺依曼复合以及光学损耗等,也进行了深入的探讨,并介绍了提高效率的各种技术手段。

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这本书的出版,对于所有致力于光伏技术研发和应用的人来说,都无疑是一份宝贵的礼物。它提供了一个全面而系统的知识框架,涵盖了从基础理论到前沿技术的方方面面。我尤其欣赏书中关于光伏电池制造工艺的详细阐述,从硅片制备、扩散、刻蚀、镀膜到金属化,每一个环节的精细操作和参数控制都对最终的电池性能产生着深远的影响。它不仅介绍了传统的制造方法,还对诸如印刷电子技术、卷对卷(Roll-to-Roll)制造等新兴的低成本、大规模生产技术进行了深入的分析。我特别对书中关于光学设计的部分感兴趣,例如如何通过表面纹理化、减反射涂层以及背反射器来最大化光的吸收,从而提高电池的效率。即使是对于那些已经拥有丰富经验的光伏工程师来说,书中对于新材料、新结构的深入探讨,也能为他们带来新的灵感和启发。它不仅仅是一本技术手册,更是一本思想的集聚,引领读者走向光伏科学的更深层探索。

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这本书的价值体现在其内容的深度和广度上,它为我打开了理解光伏技术复杂性的全新视角。我被书中关于载流子动力学和复合机制的详细阐述所吸引。它通过精密的物理模型和数学方程,解释了在半导体材料中,光生载流子是如何产生、传输、复合并最终转化为电能的。书中对不同复合机制,如缺陷辅助复合、俄歇复合以及表面复合的详细分析,对于理解电池效率的限制以及如何进行优化至关重要。我特别对书中关于激子动力学在有机太阳能电池和钙钛矿太阳能电池中的作用的讨论感兴趣,这为理解这些新型光伏技术的性能提供了关键线索。此外,书中还对光伏电池的性能测试标准和方法进行了详尽的介绍,包括标准测试条件(STC)、户外测试以及不同加速测试方法,这对于评估和比较不同光伏技术的性能具有重要的指导意义。

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我在阅读《Handbook of Photovoltaic Science and Engineering》的过程中,最深刻的感受之一就是其内容的全面性和前瞻性。它不仅仅局限于传统的晶体硅技术,而是将目光投向了整个光伏技术的发展脉络,并且对未来可能出现的颠覆性技术进行了深入的探讨。书中关于下一代太阳能电池技术的部分,如染料敏化太阳能电池(DSSC)和有机太阳能电池(OPV)的介绍,让我看到了光伏技术发展的多样性和无限可能性。它详细分析了这些技术的工作原理、材料选择、器件结构设计以及目前在效率、寿命和制造成本方面所面临的挑战。我特别对书中关于OPV的界面修饰和电荷传输层设计的内容印象深刻,这些精细的调控对于提升电池性能至关重要。此外,书中还对一些新兴的光伏概念,如光伏电池的集成应用,例如与建筑材料的结合(BIPV)以及在便携式电子设备中的应用,进行了详细的分析和案例展示。它让我意识到,光伏技术不仅仅是发电,更是正在渗透到我们生活的方方面面。对于那些渴望了解光伏技术“现在”和“未来”的读者来说,这本书绝对是不可或缺的。它提供的不仅仅是知识,更是对整个行业发展趋势的深刻洞察。

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这本《Handbook of Photovoltaic Science and Engineering》简直是我近期接触过的最令人振奋的技术书籍了,它的厚重感和内容的深度在我拿到它的一瞬间就给了我一种“宝藏”的预感。作为一个对光伏技术充满好奇但又不是专业背景的爱好者,我一直希望能找到一本能够系统地梳理这个领域,又不会让新手望而却步的读物。翻开它,我立刻被那种严谨又不失条理的编排所吸引。它不像某些科普读物那样浅尝辄止,而是真正地深入到每一个核心概念的背后,从最基础的半导体物理原理,到各种不同类型的太阳能电池的结构、工作机制,再到整个光伏系统的设计、安装和性能优化,几乎涵盖了所有我感兴趣的方面。尤其是关于晶体硅太阳能电池的部分,我之前一直觉得它只是一个简单的“转换器”,但这本书却详细地剖析了不同晶体结构的差异、杂质的影响、以及各种钝化和减反射技术的原理,让我对这些微观层面的优化工作有了全新的认识。读到关于薄膜太阳能电池的部分,比如CIGS和CdTe,它不仅介绍了它们的材料特性和制造工艺,还深入探讨了它们在效率、成本和稳定性方面的优势与劣势,这对于我理解不同光伏技术路线的演进和未来发展方向非常有帮助。即使是一些看似基础的概念,比如光伏效应本身,作者们也用极其详尽的数学模型和实验数据来解释,让我对这些现象的理解从“是什么”上升到了“为什么”。

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这本书的编排逻辑清晰,内容由浅入深,非常适合各个层次的光伏从业者和研究者。我在阅读时,最先被吸引的是书中关于晶体硅太阳能电池效率提升的章节。它详细介绍了PERC、TOPCon、HJT等先进电池结构的原理和优势,包括钝化层、异质结、金属栅线设计等关键技术。书中对于这些技术的数学模型和实验结果都有详尽的展示,让我能够深入理解每一种技术的创新点和潜在的局限性。此外,它对光伏组件的封装技术,如EVA材料的选择、背板的材料特性以及接线盒的设计等,也进行了详细的介绍,这对于理解组件的长期可靠性和性能稳定性至关重要。我特别关注了书中关于光伏系统设计的部分,包括逆变器的选择、MPPT(最大功率点跟踪)算法的原理以及系统效率的评估方法。它不仅提供了理论知识,还结合了实际工程案例,让我对整个光伏系统的构建过程有了更全面的认识。即使是对已经拥有丰富光伏实践经验的人来说,这本书的深度和广度也依然能够提供新的见解和启示。

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在我翻阅《Handbook of Photovoltaic Science and Engineering》的过程中,我最大的收获之一就是其对光伏系统整体性能分析的细致入微。它不仅仅关注了单个光伏电池的效率,更将视野扩展到整个光伏电站的运行和优化。书中关于系统集成、电网连接以及性能监控的部分,提供了关于如何最大化能源产出的宝贵信息。我尤其对书中关于不同类型逆变器(如集中式、组串式和微型逆变器)的比较分析印象深刻,以及它们在不同应用场景下的优缺点。此外,书中还深入探讨了光伏系统的失配损耗,即由于不同组件性能差异导致的整体效率下降问题,并提供了相应的解决策略。对于那些想要了解光伏系统如何从理论走向实际应用的读者来说,这本书提供了非常实用的指导。它让我们意识到,光伏技术的应用不仅仅是“制造”电池,更是“设计”和“优化”整个能量转换链条。

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这本书的出版,对于任何一个想要深入了解光伏领域的人来说,无异于打开了一扇通往知识殿堂的大门。我尤其欣赏它对于光伏材料科学部分的详尽阐述。它不仅仅是罗列各种材料的名称和基本属性,而是深入到材料的晶体结构、能带理论、激子动力学以及载流子传输等微观层面,解释了这些材料如何影响光伏电池的性能。例如,在讨论钙钛矿太阳能电池时,书中详细介绍了其独特的晶体结构如何使其具有优异的光吸收和电荷分离特性,以及当前在稳定性方面面临的挑战和研究进展。同时,它还对各种薄膜沉积技术,如溅射、蒸镀和溶液加工等进行了详细的介绍,并分析了这些工艺对薄膜质量和最终电池性能的影响。我特别关注了书中关于界面工程的部分,比如如何通过掺杂、钝化层或缓冲层来优化电极与半导体材料之间的界面,减少载流子复合,从而提高电池的效率。这些细节的处理,充分体现了编者和作者在各自领域的深厚造诣。即使是对于那些已经有一定光伏基础的读者,书中对于前沿技术,如量子点太阳能电池、有机太阳能电池以及多结太阳能电池的深入分析,也提供了宝贵的参考价值。它不仅是一本“ handbook”,更是一本“encyclopedia”,涵盖了光伏科学和工程的方方面面。

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