Thermophotovoltaic Generation of Electricity pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

出版者:Springer Verlag

作者:Algora, Carlos (EDT)/ Corregidor, Victoria (EDT)

出品人:

页数:381

译者:

出版时间:2007-1

价格:$ 161.59

装帧:HRD

isbn号码:9780735403925

丛书系列:

图书标签:

• Thermophotovoltaics
• TPV
• Solar energy
• Energy conversion
• Renewable energy
• Photovoltaics
• Thermal radiation
• Waste heat recovery
• Energy efficiency
• Materials science

太阳能的未来：聚焦新型光伏材料与器件研究 书籍简介 本书深入探讨了当前光伏技术领域的前沿研究热点，特别是针对新型半导体材料、光电转换机制以及下一代光伏器件的开发与优化。全书结构严谨，内容涵盖了从基础物理原理到实际工程应用的多个层面，旨在为光伏领域的科研人员、工程师以及高年级本科生和研究生提供一份全面、深入的参考资料。 第一部分：光伏材料的突破与挑战 本部分首先回顾了传统晶体硅光伏（c-Si PV）技术的性能极限与成本瓶颈，随后将焦点转向了新兴光伏材料体系。 1.1 钙钛矿太阳能电池（Perovskite Solar Cells, PSCs） 钙钛矿材料因其优异的光吸收特性、长载流子扩散长度以及低成本的溶液加工潜力，成为当前光伏研究中最受瞩目的焦点。 结构与性能调控： 详细分析了钙钛矿电池的基本结构（n-i-p和p-i-n结构），并探讨了影响器件效率和稳定性的关键因素，如晶界缺陷、相稳定性以及界面工程。章节重点阐述了如何通过有机阳离子工程（如甲脒基、铯基改性）和无机组分替代（如铅的替代研究）来拓宽其光吸收范围并提高长期稳定性。 界面钝化技术： 深入探讨了使用有机分子、聚合物或无机薄膜对钙钛矿层表面和体相缺陷进行钝化的最新进展。这包括表面吸附剂的设计原理、钝化层与钙钛矿晶格的相互作用机制，以及如何有效抑制非辐射复合。 大面积制备与稳定性： 针对钙钛矿电池商业化面临的主要挑战，本书详细介绍了适用于大面积制备的先进技术，如狭缝涂布（Slot-die Coating）、喷墨打印等，并探讨了热、光、湿气暴露下钙钛矿材料的降解机理，以及封装技术在提升器件寿命中的关键作用。 1.2 有机太阳能电池（Organic Solar Cells, OSCs） 有机光伏凭借其柔性、轻量化和低能耗的制造优势，在柔性电子和室内光伏（Indoor PV）领域显示出巨大潜力。 给/受体材料设计： 重点介绍了基于非富勒烯受体（Non-Fullerene Acceptors, NFAs）的突破，特别是Y6及其衍生物的分子设计策略。分析了分子结构（如分子平面性、能量级匹配）如何影响激子分离效率和电荷传输特性。 激子动力学与传输： 详细讨论了在有机半导体中，光生激子（Exciton）的产生、扩散、分离过程，以及电荷在活性层中的传输机制。通过时间分辨光谱技术（如瞬态吸收光谱）揭示了激子在界面处的寿命和分离效率。 器件效率提升： 探讨了通过控制活性层形貌（Bulk Heterojunction, BHJ）的微观结构，优化电极材料和界面修饰来降低串联电阻和提高填充因子（FF）的技术路径。 1.3 量子点太阳能电池（Quantum Dot Solar Cells, QDSCs） 量子点因其“量子限域效应”带来的可调谐吸收光谱和高载流子产额（Multiple Exciton Generation, MEG）潜力而备受关注。 材料合成与尺寸控制： 阐述了热注射法、溶液合成法等关键合成技术，强调了对量子点尺寸和形貌的精确控制如何影响其光电性能。重点分析了铅硫（PbS）、硒化铅（PbSe）以及无铅量子点的性能对比。 载流子传输机制： 探讨了量子点薄膜中的电荷传输路径，包括跳跃导电机制，以及如何通过表面配体工程（Ligand Exchange）来降低颗粒间的电子陷阱密度，提高电荷迁移率。 第二部分：超越传统PN结的器件架构与光捕获策略 本部分着眼于突破传统单结器件的肖克利-奎伊瑟（Shockley-Queisser, SQ）极限，探讨了先进的光伏器件结构和集成技术。 2.1 多结与叠层电池（Tandem/Multi-Junction Devices） 多结电池是实现高效率转化的有效途径。 串联结构设计： 分析了不同吸收带隙材料的匹配原则，特别是钙钛矿/硅（Perovskite/c-Si）叠层电池的界面连接技术（如隧道结或透明导电层）。探讨了电流匹配（Current Matching）在优化双结器件整体性能中的重要性。 三结和四结电池： 讨论了在光通信和空间应用中，基于III-V族化合物半导体的超高效率多结电池（如InGaP/GaAs/InGaAs）的制造工艺和外延生长技术。 2.2 聚光光伏系统（Concentrator Photovoltaics, CPV） 本书对利用光学元件聚集阳光以提高单位面积功率输出的CPV系统进行了详尽的介绍。 光学元件设计： 深入解析了菲涅尔透镜和抛物面反射镜的设计原理，包括像差校正、焦斑均匀性以及在不同辐照度下的性能表现。 高效电池集成： 讨论了针对高辐照度环境（如1000倍太阳光）的特殊多结电池（通常是III-V族）的设计需求，包括散热管理和高电流密度下的电学特性。 2.3 集成化与柔性化技术 探讨了如何将光伏电池与现代电子系统和结构进行更紧密的结合。 薄膜沉积与柔性基底： 分析了适用于柔性衬底（如聚酰亚胺PI、PET）的低温沉积技术，包括射频溅射、原子层沉积（ALD）等，以及它们对器件柔韧性和机械稳定性的影响。 光电集成电路： 介绍了将光伏发电单元与能量管理和存储单元（如微型电池或超级电容器）集成在一起的模块化设计，以提高系统的整体效率和可靠性。 第三部分：光电转换的基础物理与表征方法 本部分回归物理基础，为理解和优化光伏性能提供了必要的理论工具和实验手段。 3.1 载流子动力学与复合机制 深入剖析了光生载流子在吸收层中的行为。 激子动力学： 详细阐述了弱束缚激子（WBL）与强束缚激子（SBL）的特性，特别是其在有机和钙钛矿体系中的分离过程。 缺陷态光谱分析： 介绍了深能级瞬态光谱（DLTS）、光致发光（PL）衰减测量等技术，用于量化缺陷密度和分析载流子寿命，从而指导材料纯化和钝化策略。 3.2 先进的表征技术 本书强调了利用先进光谱学手段诊断光伏器件工作状态的重要性。 空间分辨技术： 介绍了扫描开尔文探针显微镜（SKPM）和光致发光成像（PL Imaging）在分析器件内部电势分布、观察缺陷区域以及评估界面质量方面的应用。 光电转换效率分析： 详细讲解了标准太阳光模拟器（Solar Simulator）的使用规范、效率测量的误差来源（如光谱失配、温度控制），以及如何准确测量填充因子和开路电压的物理限制。 本书通过整合跨学科的研究成果，全面描绘了当前光伏技术从材料科学到器件工程的广阔图景，特别是对那些寻求突破现有技术瓶颈、探索下一代高效、低成本光电转换方案的研究人员，提供了宝贵的理论指导和实践参考。

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆