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目录 1

第1章　太阳电池基本知识 1

1.1　太阳能 1

1.1.1　太阳能的基本介绍 2

1.1.2　太阳光谱 6

1.1.3　太阳辐射和太阳常数 9

1.1.4　地面上的太阳辐射强度 11

1.1.5　我国的太阳能资源 15

1.2　太阳电池的定义与分类 17

1.2.1　按照结构分类 17

1.2.2　按照材料分类 18

1.3.1　等效电路 19

1.3　太阳电池的电池特性 19

1.2.3　按照光电转换机理分类 19

1.3.2　太阳电池的光谱响应特性 21

1.3.3　太阳电池的温度特性 23

1.3.4　太阳电池的输出特性 24

1.3.5　影响太阳电池性能的因素 27

1.3.6　太阳电池特性测量的基本方法 28

1.4　太阳电池的发展 30

1.4.1　太阳电池的技术现状及发展 30

1.4.2　太阳电池市场的状况及趋势 45

参考文献 48

第2章　半导体基本知识 51

2.1　半导体的定义及分类 51

2.1.1　无机半导体晶体材料 52

2.1.3　有机半导体 54

2.2　半导体的电子状态 54

2.2.1　能带理论 54

2.1.2　非晶态半导体 54

2.2.2　本征半导体、n型半导体、p型半导体 62

2.2.3　热平衡载流子与非平衡载流子 64

2.3　半导体的电学性质 67

2.4 半导体的光电性质 70

2.4.1　半导体的光吸收 70

2.4.2　半导体中的复合过程 72

2.4.3　半导体的光电导 74

2.4.4　光伏效应 76

2.5.1　光诱导氧化还原反应 80

2.5 半导体的光化学 80

2.5.2　光腐蚀及稳定性 85

2.6 半导体界面及其类型 87

2.6.1　半导体-真空界面 88

2.6.2　半导体-半导体同质结 89

2.6.3　半导体-半导体异质结 90

2.6.4 半导体-金属界面 92

2.6.5　半导体-绝缘体界面 94

2.6.6 金属-绝缘体-半导体和半导体-绝缘体-半导体结 94

2.6.7　用于光电池的半导体界面组态 94

参考文献 96

3.2　有机肖特基型太阳电池 98

3.1　有机太阳电池的定义及分类 98

第3章　有机太阳电池 98

3.2.1　酞菁 102

3.2.2　卟啉 107

3.2.3　卟啉-酞菁配合物 110

3.2.4　叶绿素 115

3.2.5　苝 123

3.2.6　菁 126

3.2.7　方酸类 127

3.2.8　其他化合物 133

3.3　有机p-n异质结太阳电池 136

3.4　染料敏化太阳电池 145

3.4.1　染料敏化太阳电池的几个重要参数 147

3.4.2　染料敏化太阳电池的结构及工作原理 152

3.4.3　染料敏化太阳电池的电极 158

3.4.4　染料敏化太阳电池的敏化剂 196

3.4.5　染料敏化太阳电池的电解质 205

3.4.6　待解决问题 212

参考文献 214

第4章　塑料太阳电池 219

4.1　塑料太阳电池简介 219

4.2　塑料太阳电池基本原理 227

4.2.1　光生伏打效应 227

4.2.2　光生载流子的产生 232

4.2.3　光生载流子的传输、复合与收集 237

4.2.4　有机／聚合物太阳电池的基本概念 240

4.2.5　塑料太阳电池的特性 252

4.3　塑料太阳电池器件 256

4.3.1　器件结构 256

4.3.2　制作工艺 258

4.3.3　电极材料 258

4.3.4　载流子传输材料 261

4.4　塑料太阳电池中的聚合物 264

4.4.1　聚合物结构对光电性能的影响 268

4.4.2　聚乙烯基咔唑（PVK） 268

4.4.3 聚对苯乙烯（PPV） 270

4.4.4　聚苯胺（PANI） 278

4.4.5　聚吡咯（PPy） 282

4.4.6　聚乙炔和聚二乙炔 286

4.4.7　聚噻吩（PTh） 288

4.4.8　其他聚合物 291

4.5　聚合物／C60复合体系太阳电池 291

4.5.1　C60的发现和物理性质 292

4.5.2　C60的化学性质及几种重要改性方法的介绍 295

4.5.3　聚合物／C60体系的光诱导电子转移 299

4.5.4　基于共轭聚合物／C60复合体系的太阳电池 303

4.5.5　链上含有C60的共轭聚合物太阳电池 305

4.5.6　有关材料的研究现状及展望 310

4.6　碳纳米管在塑料太阳电池中的应用 312

4.6.1　碳纳米管的制备 313

4.6.2　碳纳米管的性能 316

4.6.3　碳纳米管在光电方面的应用 318

参考文献 322