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太阳能光伏电池及其应用 试题
2012.3.18
◆ 二、课程简介
本书对有关太阳能电池及太阳能发电系统的世界最新技术进行了综述。各章各节的执笔者都选自日本的杰出专家，由他们介绍尖端技术的现状。具体内容包括太阳能电池的原理及装置物性、单晶硅太阳能电池和太阳能电池模板、非晶硅及微晶硅薄膜太阳能电池、CIS以及CIGS系太阳能电池、色素增感型太阳能电池等。该书可供各大专院校作为教材使用，也可供从事相关工作的人员作为参考用书使用。
★ 1 总论
★ 2 太阳能电池的原理及装置物性
★ 3 单晶硅太阳能电池和太阳能电池模板
★ 4 多晶硅太阳能电池
★ 5 非晶硅及微晶硅薄膜太阳能电池
★ 6 CIS以及CIGS系太阳能电池
★ 7 Ⅲ-Ⅴ族太阳能电池
★ 8 色素增感型太阳能电池
★ 9 太阳能电池在日常生活中的应用
★ 10 住宅用太阳光发电系统
★ 11 楼房用太阳光发电模板及其系统
★ 12 空间太阳光发电所
★ 13 太阳光发电的展望
第一章 总 论
1.1 引言
1.2 能源革命与文明的进步
1.3 能量的需求预测与能源资源
1.4 3E的三重矛盾与解决策略 1.5 太阳能的质和量
1.6 太阳能发电的独特特点
第一章
一、填空
1. 人们生活所必需的能源可分为维持个人生命的（生理能源）和（日常生活、社会活动 及
生产活动中使用的（生活能源）两部门。
2. 目前，占现有一次能源45%的电力能源包括煤炭火力发电和重油火力发电。人类文明的进步与人类社会工业化、近代化的变迁，都称为动力来源的一次能源的形态和变迁。
4、伴随着能源工业化的进展，人们选择更方便、更经济性的能源形态，也就是说，这一技术革新也是基于经济大原理而产生的。
5、不同于化石能源的消费的原子能发电，称之为
生态发电的太阳能发电、风力发电的应用。
6、在化学能源枯竭之前找到清洁 的替代能源。
7、3E三重矛盾是在经济发展的过程中，伴随着能源
的消费，以化石能源为主体的资源需求结构会造成对环境的破坏。
8、到达地球表面的太阳能，是通过几乎接近真空的宇宙空间，以电磁波的形式辐射过来。 9、太阳能到达地球的总辐射能量应该是太阳常数
与地球表面投影面积的乘积。
10、太阳能电池的转换效率几乎是恒定的，与其所利用的装置规模与大小无关。
11、光发电是对废弃能源有效利用。
二、问答题：
1. 什么是3E矛盾？
2. 人们生活所必需的能源的组成有哪几部分？
3. 什么是生态发电？生态发电的重要意义是什么？
4. 什么叫太阳常数？
5. 太阳能发电的优点？
2.1 引言
2.2 半导体的光吸收和光传导效率
2.3 半导体的光电效应
2.4 太阳能电池的原理及能量转换效率
2.5 理论极限效率和太阳能电池的损失
2.6 高效率化技术及其装置物性
第二章 太阳能电池的原理及装置物性
一、填空
1、光和物质的相互作用有：吸收、反射、折射、偏转漫射等现象。引起这些现象的本质过程，可以理解为物质内存在的载流子和电磁波之间的相互作用。
2、光引起的电子跃迁门槛值所需的能量，是由原子规则排列产生的结晶结构中的禁带宽度所决定的。
3、迁移前后电子动量不发生变化，垂直移动叫直接跃迁;而在跃迁前后动量变化时，所表示的结晶空穴振动能量的移出、移入、称为间接跃迁。
4、半导体的界面或表面被光照射产生载流子后，生成的电子和空穴由于载流子的作用向相反
的方向漂移，引起载流子的极化，从而产生了因光照射引起的电流。
5、太阳能电池由于要接收太阳辐射光，所以具有很大面积的PN结二极管，引起光电效应必要的 内建电场，就是利用了PN结的界面诱导电场 。
6、太阳能电池的能量转换效率是从太阳能电池的端子输出的电力能力与输入的太阳能辐射光能量的比。
7、以标称效率为基础，用于计算太阳能电池的输出测定法，可以求得实用太阳能电池的性能指数。
8、光电流与照射的光强度有关系，与所加的电压
无关，是一个固定值。
9、太阳能电池的输入光与波长有相关性。
10、太阳能电池处于开路状态，与辐射光强度相对应会产生一个电压，此时的电压称为开路电压。 11、填充因子是表示太阳能电当好坏的重要指标。
12、结晶硅的理论极限为28%，其研究阶段为 24%，
大量生产规模为18%~20%。
13、存在具有最低禁带宽度εɡ 的Hω-QVOC的损失,此损失叫做电压因子损失。
13、目前实用化的太阳能电池中98％使用的是硅材料。
14、为了发挥太阳能转换因子的作用，将光生成的电能有效输出到输出端的电极配置的设计也是重要的因素，这就是D。
15、利用两种半导体的异质结串联太阳能电池，称为叠层太阳能电池。
16. 光的吸收系数a被定义为单位距离光强度的衰减比。
17. 决定半导体光学特性最重要是波段是红外光
到可见光范围。
18. 标称效率：太阳光线通过的空气气量条件为AM1.5，输入光的功率为100mW/cm2 ，在负荷变化的最大电力输出与其的比值。
1、什么是禁带宽度？
2、什么叫半导体的基础吸收边缘？
3、什么叫光传导效应？由几种类型组成的？ 4、什么叫光生伏特效应？什么是丹倍效应？什么是PEN效应？
5、太阳能电池的工作原理是什么？能量转换效率的表达式是怎样？什么是标称效率？
6、什么叫短路光电流密度？
7、什么叫开路电压？开路电压的表达式
8、太阳能电池的转换效率的表达式？
9、什么叫太阳能理论极限效率？
10、太阳能电池转换率低下，产生损失的主要原因是什么?
二、简答
11、请画出太阳能电池作用的四个基本功能图？其中ABCD的作用各是什么？
12、入射到材料的光能的有效封闭的技术有几种方法？
13、光生载泫子的有效收集和光电效果的增大技术有几种？
14、光生成载流子的复合损失的减少技术有几种？
15、直接电阻损失的减少技术有几种？
16、电压因子损失的有几种？
17、更宽光谱的光能的收集技术有几种？
18、什么是BSF？ 19. 什么是直接跃迁和间接跃迁？
第三章 单晶硅太阳能电池和太阳能电池
模板
3.1 引言
3.2 单晶硅太阳能硅片的制造方法
3.3 HIT太阳能电池片及其制造方法
3.4 大面积太阳能电池模板
3.5 采光型太阳能电池模板
3.6 超高效率太阳能电池
1、单晶硅太阳能和多晶硅太阳能电池的产量合计约占世界太阳能产量的80%左右。
2、单晶硅棒和PN结的制造技术等，与IC以及LSI等半导体制造技术有较多共同部分，且历史悠久，实际业绩突出。
3、单晶硅太阳能电池制造工程由电池片工程
和模板工程组成。 4、原材料用硅砂，先将其还原为纯度为97％-98％的金属硅，为了进一步提高纯度，将金属硅与盐酸
反应，生成三氯氢硅 ，再将其还原、热分解得到纯度为99.99999％以上的多晶硅。
5、将得到的多晶硅进行溶解，做成单晶硅，其方法有乔克莱尔斯基法（CZ）和浮游带熔融法（FZ）
两种。
6、目前太阳能电池用的铸模，仍以生产性能高的线性锯切割的为主。
7、由于线切割面是被机械冲击过，因此会残留结晶变形，使电气特性变坏，因此需用HF+HNO3
进行腐蚀，使表面减薄10~20um的程度，最终约为300um厚的硅片。
8、气体扩散法是将含P 的气体在高温（800~900）
下向硅片进行扩散，形成PN结，一般都用这一方法。
9、涂层扩散法是用含有磷的溶液代替气体进行涂层
和加热，使磷向硅片中扩散形成PN结，具有简单易于大型化生产的优点。
10、电池高效率化技术说明已被规模生产所采用的材料蚀刻及BSF结构。
11、用碱性溶液，利用单晶表面蚀刻速度的差异性，可以对单晶硅片表面进行棱状的凹凸加工处理。 12、单晶硅太阳能电池的基本结构是PN结，在背场将不纯物进行喷雾处理，形成P+层 ，可以改善收集效率。
13、BSF型电池片的收集效率，P+层 形成，可以在更长波长范围内改善收集效率。
14、太阳能电池是由单晶硅和非晶硅进行叠层得到的新型太阳能电池。
15、HIT电池片是在n型单晶电池片的两面形成Si
层制造的。
16、由于入射光也可以发电，具有两面发电的可能性是漫射光和地面来的反射光进行发电。
17、一般的太阳能电池模板只有电池片的表面一侧是透明的，而HIT太阳能电池在背面也采用透明材料
，可以利用漫射光和从地面来反射光进行发电。
18、两面发电型最特别的有效应用垂直安装。
19、太阳能电池模板有超级直线型、玻璃包装型、次直线型三种结构。
20、压模可分为两部分，真空室和加热装置。
21、一般的太阳能电池的模板，为了提高填充率，需尽量减少电池片和电池片之间的间隙，而采光型太阳能电池的模板却相反，在电池片和模板周围开数CM的缝隙，由此处让太阳光透过。 22、由于单晶硅基片的制造技术和LSI等的半导体技术有很多的共同点，因此新技术从半导休整上导入是有右能的，最近引人注目的技术之一是快速热处理(RTP)技术。
23、在多晶硅薄膜制造装置中可使用RTP，将得到的灯光用聚光镜聚光，然后缓慢地移动位置 ，使多晶硅薄膜再结晶化。
第三章
1、单晶硅太阳能电池的特点是什么？
2、电池片工程分哪三部分？
3、什么是集麦斯法？
4、什么是CZ法？
5、单晶硅硅片的制造过程？
6、电池片高效率化的技术方法有哪些？
7、硅片表面的材料蚀刻目的是什么？
8、什么叫BSF结构？
9、HIT电阳能电池的结构及制造方法？特点是什么？
10、太阳能电池模板的种类？各种类的作用？
11、太阳能电池构成的原素有哪些？各无素的作用是什么？
12、太阳能电池模板的制造过程是什么样的？
13、压模过程的顺序步骤如何？
