纳米光伏技术
作者：（美）萨卡洛克 编，吕辉 译
出版时间：2014
内容简介
本书主要介绍了纳米光伏技术的应用和最新进展，包括有机纳米、量子阱、纳米线和纳米管、发冷光聚光以及纳米粒和量子点太阳能电池等，系统地讨论了纳米材料的光学特性、物理特征等。同时也讨论了提高光伏性能的方法和纳米光伏的制作工艺等。全书共11章，每一章分别从发展现状、工作原理、分类、制作工艺、技术优势和挑战的等方面对现有的光伏纳米技术进行阐述。
目录
第1章光伏的物理基础、应用及技术介绍 1
1．1光伏介绍 1
1．2太阳能电池市场 7
1．2．1居民和商业建筑屋顶 8
1．2．2建筑光伏一体化 9
1．2．3地面集中式光伏发电系统 10
1．2．4聚光光伏 10
1．2．5空间太阳能 11
1．2．6消费电子领域 11
1．3光伏系统 12
1．4太阳能电池技术 13
1．4．1硅基电池 13
1．4．2薄膜电池 14
1．4．3第三代太阳能电池技术 17
1．4．4纳米结构概念 19
1．5小结 21
参考文献 21
第2章纳米结构的光学性质 28
2．1绪论 28
2．2背景 29
2．2．1斯涅耳定律和光子动量 29
2．2．2极化率、介电常数和折射率 29
2．3朗伯散射 32
2．4周期性光子结构 33
2．5增透膜的纳米结构 36
2．6单粒子的散射 37
2．7吸收和光致发光 38
2．8小结 39
参考文献 39
第3章纳米级的光伏结构的物理机制 42
3．1绪论 42
3．1．1设备结构 43
3．1．2有关材料的讨论 48
3．2追求最佳量子结构：光学性质VS电子性质 49
3．2．1量子限制的参数 49
3．2．2超晶格特性：量子限制函数之一 51
3．3中间能带（IB）吸收 56
3．3．1工作原理 56
3．3．2中间能带的能级位置 58
3．3．3局部和非局部中间能带态密度(DOS） 60
3．4热载流子吸收器和热载流子太阳能电池 61
3．4．1热载流子冷却动力学 61
3．4．2热载流子太阳能电池(HC-SC)的工作原理 66
3．4．3热载流子吸收体材料 68
3．4．4声子限制的超晶格（SL）方法 70
3．4．5热载流子太阳能电池纳米点概念 74
3．5触点 75
3．5．1中间带（IB）太阳能电池的触点 75
3．5．2串联电池互连 76
3．5．3能量选择性触点与QS-SL触点 78
3．6小结 80
参考文献 82
第4章有机纳米太阳能电池 87
4．1绪论 87
4．2背景 87
4．3有机太阳能电池的工作原理 88
4．3．1光吸收和电荷生成 88
4．3．2激子扩散和分离 89
4．3．3电极上电荷载体的运输和收集 89
4．4挑战 89
4．4．1低光吸收率 89
4．4．2生成有限光电流 90
4．4．3低电荷转移率 90
4．4．4其他挑战 90
4．5器件结构 90
4．5．1染料敏化太阳能电池 90
4．5．2聚合物器件 93
4．6聚合物器件的纳米材料 99
4．6．1纳米材料类型 99
4．6．2共轭聚合物 100
4．7纳米结构 104
4．8小结 104
4．9前景 105
参考文献 105
第5章量子阱太阳能电池的最新进展 114
5．1绪论 114
5．2应力平衡太阳能电池和块材太阳能电池 114
5．3电池电流大小决定光复合率的大小 117
5．4光子循环下的暗电流的减少和VOC的提高 119
5．5深阱应力平衡量子阱电池和串联的量子阱电池 124
5．6小结 127
参考文献 127
第6章纳米线和纳米管太阳能电池 130
6．1绪论 130
6．2背景 130
6．2．1纳米线和纳米管的合成 130
6．2．2纳米线和纳米管的应用 138
6．3目前的发展状况 138
6．3．1纳米线太阳能电池 138
6．3．2碳纳米管太阳能电池 145
6．3．3纳米线和纳米管透明导电层 146
6．4基本的科学和技术挑战 146
6．5小结 147
6．6展望 147
参考文献 148
第7章半导体纳米线：接触和电子性质 155
7．1绪论 155
7．2纳米线的具体接触电阻：测量和模型 157
7．3金属纳米线接触中肖特基势垒的作用 159
7．4纳米线掺杂：降低接触电阻 164
7．5小结 167
参考文献 169
第8章量子点太阳能电池 172
8．1绪论 172
8．2量子点太阳能电池的类型 174
8．2．1掺杂和中间能带太阳能电池 175
8．2．2利用QD的光谱调谐 179
8．2．3热载流子太阳能电池 181
8．3量子点的生长 182
8．3．1外延生长量子点 183
8．3．2应变平衡 187
8．4量子点太阳能电池的性能特征 190
8．5小结 196
参考文献 197
第9章发光太阳能聚光器 201
9．1绪论 201
9．1．1层叠式LSC 202
9．1．2反射镜和连接电池数量 202
9．1．3薄膜LSC 203
9．1．4其他几何形状 204
9．2发光物质 204
9．2．1捕获光线 204
9．2．2掺杂纳米棒的LSC 205
9．2．3多种染料 206
9．2．4稀土材料 207
9．3模拟近似 207
9．3．1LSC的光线追踪模型 208
9．3．2LSC的热力学模型 208
9．3．3直接和散射辐射 208
9．4损耗 210
9．4．1理想的QD-LSC和顶面逃逸锥损失 210
9．4．2分布布拉格反射器 211
9．4．3梳状过滤器 212
9．4．4胆甾醇涂层 212
9．4．5对齐的染料 212
9．4．6主要损耗 212
9．5薄膜LSC的光线追踪模型 212
9．5．1样例 213
9．5．2实验测量 213
9．5．3光线跟踪仿真 214
9．6胆甾醇涂层的热力学模型 214
9．6．1测试涂层 214
9．7小结 216
参考文献 216
第10章太阳光谱转换的纳米颗粒 219
10．1绪论 219
10．2背景 219
10．2．1传统太阳能电池 219
10．2．2下转换 220
10．2．3下转移 222
10．2．4上转换 224
10．3状态的艺术 226
10．3．1建模 226
10．3．2实验性 229
10．4讨论 235
10．5小结 237
10．6未来前景 238
参考文献 239
第11章纳米等离子体在光伏发电中的应用 246
11．1绪论 246
11．2等离子体场定位和前向散射效应 246
11．2．1等离子体场定位和振幅加强 246
11．3在薄膜波导结构中的纳米粒子散射效应 256
11．3．1绝缘硅片设备结构的应用 256
11．3．2量子阱太阳能电池器件结构的应用 258
11．4小结 262
参考文献 262
后记 纳米结构光伏设备的制作工艺 265
