本书共分为9章，从半导体基本原理到各种不同材料之运作原理和元件结构皆涵盖在内。第3、4章以佔据市场率最高的硅晶太阳能电池为主；第5章以效率接近硅晶而成本最低的CIGS薄膜太阳能电池为主；第6章介绍效率最高的III-V多接面太阳能电池。第7章着重尚以学术界研发为主的新颖太阳能电池技术介绍。最后第8、9章则让大家了解太阳能电池的应用及目前高科技的奈米检测技术。

本书特色

　　内容涵盖范围广泛，适合有志从事太阳光电研发、生产和应用的工程技术人员阅读，也可作为研究生和大学高年级学生固态照明课程的教科书或半导体物理、材料科学、照明技术和光学课程的参考书。

作者简介

郭浩中

　　现职：国立交通大学光电工程学系教授
　　学历：美国伊利诺大学香槟分校(UIUC)电机博士

　　经历：
　　华星光通科技股份有限公司雷射部门经理
　　安捷伦科技光纤通讯部门资深研究员
　　伊利诺大学香槟分校化合物半导体及微电子中心研究助理
　　Lucent Technology Bell Laboratory贝尔实验室异质接面半导体部研究助理

赖芳仪

　　现职：元智大学电机工程学系助理教授
　　学历：国立交通大学光电工程博士

郭守义

　　学历：国立交通大学光电工程博士
　　现职：长庚大学电子工程学系助理教授

蔡闵安

　　学历：国立交通大学电子物理博士
　　现职：工业技术研究院量测技术发展中心研究员

第一章 太阳能电池导论

第二章 太阳能电池原理
2.1 能带
2.2 本质半导体
2.3 外质半导体
2.4 简併半导体
2.5 外加电场下的能带图
2.6 直接和非直接能隙半导体
2.7 pn 接面理论
2.7.1 无外加偏压（开路）
2.7.2 顺向偏压
2.7.3 逆向偏压
2.7.4 空乏层电容
2.8 半导体和光之间的相互作用
2.8.1 半导体的光学特性
2.8.2 半导体和电磁波之间的相互作用
2.9 半导体的光吸收
2.9.1 光吸收系数和光谱
2.9.2 激子吸收
2.9.3 能带边的光吸收
2.10 用电子能带结构解释光学性质
2.10.1 直接跃迁型的光吸收
2.10.2 间接跃迁型的光吸收
2.10.3 Ge 的吸收光谱
2.10.4 GaAs、a-Si 的吸收光谱
2.11 太阳能电池的工作原理
2.11.1 太阳能电池的结构和作用
2.11.2 太阳能电池的性能
2.11.3 性能参数
2.11.4 高效率太阳能电池
2.11.5 理论极限效率
2.11.6 提高转换效率的研究和开发
2.11.7 多结多层结构的太阳能电池
习题

第三章 单、多晶硅太阳能电池
前言
3.1 单晶硅晶片之制作
3.1.1 直拉法制造单晶硅（柴氏法）
3.1.2 区熔法制造单晶硅（Floating zone technique,FZ）
3.2 太阳能级单晶硅晶片加工
3.3 多晶硅晶片之制作
3.4 硅晶碇法
3.4.1 坩埚下降法（Bridgman-Stockbarger method）
3.4.2 热交换法（Heat exchanger method,HEM）
3.4.3 浇铸法（Casting）
3.4.4 电磁铸造法（Electromagnetic casting method, EMC）
3.5 硅晶带法
3.5.1 边缘成膜硅晶带法（Edge-defined film-fed growth method, EFG）
3.5.2 基板硅晶带法（Ribbon Growth on Substrate,RGS）
3.5.3 线状硅晶带法（String ribbon, SR）
3.6 结晶硅太阳能电池的结构
3.6.1 硅基板
3.6.2 p-n 接面
3.6.3 粗糙面
3.6.4 抗反射层
3.6.5 上电极
3.6.6 背面电极
3.7 硅基晶片型太阳能电池制程技术
3.7.1 清洗处理（cleaning）
3.7.2 粗糙化蚀刻（textureing）
3.7.3 磷扩散（diffusion）
3.7.4 磷玻璃蚀刻（phosphorus glass etching）
3.7.5 抗反射层沉积（anti-reflective coating）
3.7.6 金属电极
3.7.7 烧结（firing）
3.7.8 晶片边缘绝缘（edge isolation）
3.8 单晶硅和多晶硅太阳能电池的比较
3.8.1 单晶硅太阳能电池
3.8.2 多晶硅太阳能电池
3.9 高效率单晶硅太阳电池种类
3.10 射极钝化背面局部扩散太阳电池
3.11 埋入式接点太阳电池
3.12 格栅太阳电池
xii
习题
参考文献

第四章 非晶硅薄膜太阳能电池
4.1 前言
4.2 硅薄膜太阳能电池优点
4.3 硅薄膜太阳能电池发展近况
4.4 非晶硅材料简介
4.5 非晶硅太阳能电池制程技术
4.5.1 电浆辅助化学气相沈积系统
4.5.2 多功能真空溅镀系统
4.5.3 电子束金属蒸镀系统
4.6 非晶硅薄膜太阳能电池高效率化技术
4.6.1 堆叠型薄膜太阳能电池
4.6.2 光捕捉技术的应用
4.6.3 次波长结构制作方法
4.6.4 光捕捉技术之范例
结论
习题
参考文献

第五章 GIGS 薄膜太阳能电池
5.1 基板
5.2 背电极
5.3 吸收层
5.3.1 共蒸镀（co-evaporation）
5.3.2 二阶段制程（Two-step process）
5.3.3 非真空制程
5.4 缓冲层
5.5 本质氧化锌
5.6 透明导电层
5.7 发展现况
5.8 铜锌钖硫∕硒 Cu2ZnSn(S, Se)4 太阳能电池
习题
参考文献

第六章 III-V族太阳能电池
6.1 III-V 族太阳电池发展简史
6.2 III-V 族太阳电池优缺点
6.3 III-V 族太阳电池制程技术
6.3.1 液相磊晶法（Liquid Phase Epitaxy, LPE）
6.3.2 有机金属气相磊晶法（Metal-Organic Vapor Phase Epitaxy, MOVPE）
6.3.3 分子束磊晶法（Molecular-Beam Epitaxy, MBE）
6.3.4 化学束磊晶法（Chemical Beam Epitaxy, CBE）
6.4 III-V 族太阳电池材料简介
6.5 单接面 III-V 族太阳能电池
6.5.1 简介
6.5.2 理想的单接面太阳能电池条件
6.5.3 InGaP 单接面太阳电池
6.5.4 GaAs 单接面太阳能电池
6.6 InGaN 太阳电池
6.6.1 前言
6.6.2 磊晶的挑战
6.7 结论
习题
参考文献

第七章 新颖太阳能电池
7.1 前言
7.2 奈米结构硅太阳电池介绍
7.2.1 奈米结构硅太阳电池制程
7.2.2 奈米结构的非晶硅太阳能电池
7.2.3 奈米及微米复合结构抗反射层
7.3 量子点（Quantum dot）
7.3.1 量子点的合成
7.3.2 量子点在太阳能上的应用
7.4 中间能带型太阳能电池
7.5 热载子太阳能电池
7.6 热光伏特太阳能电池
7.7 频谱转换太阳能电池
7.8 奈米结构太阳能电池
习题
参考文献

第八章 太阳能电池应用
8.1 前言
8.2 食
8.3 衣
8.4 住
8.5 行
8.6 育
8.7 乐
8.8 其他
参考文献

第九章 奈米检测技术
9.1 表面或材料内部的显微结构影像分析
9.1.1 扫描式电子显微镜 Scanning Electron Microscope, SEM
9.1.2 穿透式电子显微镜 Transmission Electron Microscope, TEM
9.1.3 原子力显微镜 Atomic Force Microscope, AFM
9.2 晶体结构与成分分析
9.2.1 X 光绕射分析仪 X-ray Diffraction, XRD
9.2.2 能量散射光谱仪 Energy Dispersive Spectrometer, EDS
9.3 光学特性分析
9.3.1 光谱分析仪 Spectroscope
9.3.2 拉曼光谱仪 Raman Spectrometer
9.4 电性分析
9.4.1 霍尔量测 Hall Measurement
9.4.2 直流电性量测系统 I-V Measurement
9.4.3 光电转换效率量测系统 Incident Photo to Current Conversion Efficiency,IPCE