白一鳴、陳諾夫、戴松元、姚建曦編著的這本《
太陽電池物理基礎》繫華北電力大學可再生能源學院
光伏科學與工程專業的專業課教材。全書繫統地介紹
了太陽輻射的定量描述、細致平衡原理與太陽電池所
涉及的基本概念、物理模型、伏安特性及一些典型太
陽電池設計的基本理念。全書共7章，包括太陽能與
太陽電池、細致平衡原理與太陽電池J－V關繫、載流
子的統計分布與電流、非平衡載流子的產生與復合、
pn結及其伏安特性、太陽電池的伏安特性和半導體結
。全書內容深入淺出、概念清晰、圖文並茂、物理圖
像鮮明，非常適合作為光伏專業、能源專業或其他相
關專業的本科生和研究生的專業教材。本書也可以作
為光伏領域科學工作者和工程技術人員的參考資料，
幫助其在太陽電池領域打下堅實的物理基礎，為研發
各種類型的太陽電池提供指導和幫助。

前言
第1章 太陽能與太陽電池
★1.1 太陽輻射
1.1.1 幾個重要名詞
1.1.2 太陽表面輻照度的計算
1.1.3 地球大氣層外太陽輻照度的計算
1.1.4 不同特征溫度下黑體輻射的光子通量
1.1.5 影響地球表面太陽輻射的各種因素
★1.2 世界太陽能資源分布
★1.3 我國太陽能資源分布
★1.4 太陽能的利用方式
★1.5 太陽電池基本工作原理
★1.6 太陽電池發展歷程
★1.7 太陽電池芯片、組件和繫統
★1.8 小結
習題
參考文獻
第2章 細致平衡原理與太陽電池J-V關繫
★2.1 細致平衡原理
2.1.1 幾個重要概念
2.1.2 細致平衡原理的基本假設
2.1.3 細致平衡原理的證明
★2.2 太陽電池的光電流與暗電流
★2.3 太陽電池的J-V關繫
★2.4 小結
習題
參考文獻
第3章 載流子的統計分布與電流
★3.1 半導體材料的分類
★3.2 半導體材料的晶格結構
3.2.1 金剛石型結構
3.2.2 閃鋅礦型結構
3.2.3 纖鋅礦型結構
3.2.4 岩鹽結構
目錄太陽電池物理基礎★3.3 半導體中電子的狀態和能帶
3.3.1 薛定諤方程與布洛赫波
3.3.2 直接帶隙和間接帶隙
★3.4 熱平衡狀態載流子的統計分布與電流
3.4.1 狀態密度
3.4.2 費米-狄拉克分布
3.4.3 麥克斯韋-玻爾茲曼分布
3.4.4 導帶中電子濃度與價帶中空穴濃度
3.4.5 熱平衡狀態的電流
★3.5 半導體的載流子濃度
3.5.1 本征半導體的載流子濃度
3.5.2 n型半導體的載流子濃度
3.5.3 p型半導體費米能級
3.5.4 補償半導體
3.5.5 簡並半導體與非簡並半導體
3.5.6 缺陷
3.5.7 半導體的電導率和遷移率
★3.6 準熱平衡狀態載流子的統計分布與電流
3.6.1 準熱平衡狀態的載流子濃度
3.6.2 準熱平衡狀態載流子的統計分布
3.6.3 準熱平衡狀態載流子的電流
★3.7 漂移電流與擴散電流
3.7.1 電子親和勢
3.7.2 功函數
3.7.3 擴散和漂移
★3.8 小結
習題
參考文獻
第4章 非平衡載流子的產生與復合
★4.1 非平衡載流子產生與復合的分類
4.1.1 非平衡載流子產生的分類
4.1.2 非平衡載流子復合的分類
4.1.3 產生率與復合率
4.1.4 非平衡載流子的壽命
★4.2 非平衡載流子的產生
4.2.1 非平衡載流子產生的微觀物理圖像
4.2.2 非平衡載流子產生的宏觀表現
★4.3 非平衡載流子的復合
4.3.1 輻射復合
4.3.2 俄歇復合
4.3.3 陷阱復合
4.3.4 表面復合和晶界復合
★4.4 載流子的輸運方程
4.4.1 連續性方程
4.4.2 泊松方程
4.4.3 一維穩態半導體的連續性方程
★4.5 小結
習題
參考文獻
第5章 pn結及其伏安特性
★5.1 pn結的形成
5.1.1 pn結形成的物理過程
5.1.2 pn結接觸電勢差與勢壘高度
5.1.3 空間電荷區電場、電勢的分布及耗盡寬度的計算
5.1.4 空間電荷區實際載流子的分布
★5.2 pn結電流電壓特性
5.2.1 pn結的單向導電性
5.2.2 理想pn結的電流電壓特性
★5.3 pn結的制備方法
5.3.1 擴散法
5.3.2 合金法
5.3.3 薄膜外延法
5.3.4 離子注入法
★5.4 小結
習題
參考文獻
第6章 太陽電池的伏安特性
★6.1 太陽電池的工作原理
6.1.1 從載流子輸運的角度分析光電流Jph與暗電流Jdark
6.1.2 光照條件下pn結能帶的變化
★6.2 光生載流子的濃度和電流
6.2.1 電中性區的載流子濃度和電流
6.2.2 空間電荷區的載流子濃度和電流
6.2.3 淨電流
★6.3 太陽電池的伏安特性
6.3.1 電中性區的電流表達式
6.3.2 空間電荷區的電流表達式
6.3.3 淨電流表達式
6.3.4 暗電流表達式
6.3.5 短路電流與伏安特性方程
★6.4 太陽電池的伏安特性曲線
6.4.1 理想太陽電池的等效電路圖與伏安特性曲線
6.4.2 描述太陽電池的幾個重要參數
6.4.3 實際太陽電池的等效電路圖與伏安特性曲線
★6.5 太陽電池的伏安特性測試與外量子效率測試
6.5.1 太陽電池伏安特性測試
6.5.2 太陽電池外量子效率測試
★6.6 小結
習題
參考文獻
第7章 半導體結
★7.1 載流子分離的內部驅動力
★7.2 金屬-半導體接觸
7.2.1 歐姆接觸
7.2.2 肖特基接觸
★7.3 pin結
★7.4 同質結與異質結
7.4.1 同質結
7.4.2 異質結
★7.5 體異質結
7.5.1 有機太陽電池
7.5.2 染料敏化太陽電池
★7.6 表面態與界面態
7.6.1 表面態
7.6.2 界面態
★7.7 小結
習題
參考文獻
附錄
★附錄A 常用物理常數表
★附錄B 常見太陽電池材料物理參數表
★附錄C 標準AM1.5 太陽光譜輻照度
★附錄D 參考符號表