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第1章 光伏电池与太阳能的基础知识 1

1-1 什么是太阳能？什么是光伏电池？ 1

1-2 光伏电池的种类有哪些？ 2

1-3 世界光伏电池的发展是怎样的？ 5

1-4 中国光伏电池的发展是怎样的？ 5

1-5 光伏电池发电有哪些优点？ 5

1-6 光伏电池发电有哪些局限性？ 6

1-7 哪种光伏电池最好？ 6

1-8 光有什么特性？ 7

1-9 什么是外光电效应？什么是内光电效应？ 8

1-10 什么是光伏效应？什么是LED？ 8

1-11 什么是光伏电池的输入输出特性曲线？ 8

1-12 什么是填充因子？ 9

1-13 怎样计算光伏电池的能量转换效率？ 10

1-14 怎样通过功率来计算光伏电池的能量转换效率？ 10

1-15 怎样通过转换效率计算光伏电池的功率？ 10

1-16 光的照度对光伏电池的性能有何影响？ 11

1-17 温度对光伏电池的性能有何影响？ 11

1-18 电池片厚度对光伏电池的性能有何影响？ 11

1-19 光伏电池的构造是怎样的？光伏电池是怎样发电的？ 12

1-20 生产光伏电池所用的材料主要有哪些？ 12

1-21 什么是光伏电池的光谱特性？ 13

1-22 光伏电池用的半导体材料为什么要有纯度要求？ 13

1-23 多晶硅的纯度对光伏电池有什么影响？ 14

1-24 我国的太阳能资源的分布是怎样的？ 14

第2章 半导体与材料的基础知识 16

2-1 光伏电池为何要用半导体材料制造？ 16

2-2 什么是本征半导体？什么是杂质半导体？ 16

2-3 什么是施主杂质？什么是受主杂质？ 17

2-4 什么是生产光伏电池最常用的半导体？ 17

2-5 什么是晶胞？什么是晶粒？ 18

2-6 单晶硅属于哪种类型的晶体？ 19

2-7 单晶硅和多晶硅有什么相同和不同？ 19

2-8 什么是晶体缺陷？晶体缺陷有哪几种？ 20

2-9 晶体缺陷与光伏电池有什么关系？ 21

2-10 什么是三维缺陷？ 21

2-11 可以生产光伏电池的半导体材料有哪些？ 23

2-12 什么是少子？什么是少子寿命？ 24

第3章 硅的还原 26

3-1 为什么说光伏电池是使用砂石生产的？ 26

3-2 将二氧化硅还原成硅的方法有哪几种？ 27

3-3 碳还原法的具体流程是怎样的？ 29

3-4 碳还原法的化学反应是怎样的？ 30

3-5 工业硅生产对硅石有哪些要求？ 31

3-6 工业硅生产对还原剂有哪些要求？ 32

3-7 什么是蓝碳？ 33

3-8 作为还原剂木炭有什么优势？ 33

3-9 什么是洗精煤？什么是块状炉料？ 34

3-10 工业硅生产如何配料？ 34

3-11 工业硅生产中怎样进行加料、焖烧和捣炉？ 35

3-12 什么是埋弧电炉？埋弧电炉的电能传输是怎样的？ 36

3-13 怎样选择电弧炉？ 38

3-14 怎样选择电极？怎样计算电极的直径？ 39

3-15 极心圆的直径怎样确定？ 39

3-16 炉膛的内径和深度怎样确定？ 40

3-17 怎样提高工业硅生产的热效率？ 40

3-18 工业硅二次精炼的方法有哪几种？ 41

3-19 工业硅的炉渣对产品有何影响？ 42

3-20 光伏电池生产对工业硅有哪些要求？ 42

第4章 硅的化学提纯 43

4-1 工业硅中的杂质有哪些？ 43

4-2 工业硅为何要提纯？什么是超纯硅？ 43

4-3 硅的化学提纯方法有哪几种？ 43

4-4 多晶硅中的杂质是怎样表示的？ 45

4-5 为何称三氯氢硅氢还原法为改良西门子法？ 46

4-6 什么是氯化氢？氯化氢是怎样合成的？ 54

4-7 什么是三氯氢硅？三氯氢硅是怎样合成的？ 56

4-8 沸腾炉内为何还需要水冷？ 59

4-9 三氯氢硅合成为何要加铜和铝？ 60

4-10 三氯氢硅中有哪些杂质？ 60

4-11 三氯氢硅的提纯用什么方法？ 61

4-12 什么是常规精馏提纯法？ 62

4-13 什么是拉乌尔定律？什么是道尔顿分压定律？ 63

4-14 精馏塔的作用是什么？精馏塔操作中常出现的问题有哪些？ 65

4-15 什么是塔板负荷性能图？什么是塔板适宜操作区域图？ 65

4-16 对于有多种杂质的三氯氢硅怎样提纯？ 68

4-17 什么是提馏段和精馏段？ 74

4-18 精馏塔有哪几种？ 74

4-19 对精馏塔的材质有哪些要求？ 79

4-20 对精馏塔的蒸发器和塔釜有哪些要求？ 80

4-21 对精馏塔的塔柱有哪些要求？ 82

4-22 对精馏塔的塔头有哪些要求？ 86

4-23 什么是全回流？什么是回流比？ 87

4-24 一个完整的精馏车间是怎样的？ 88

4-25 影响多晶硅产品质量的主要因素有哪些？ 90

4-26 还原炉为什么要用导热油？为什么不能小看还原炉的冷却剂？ 90

4-27 一个完整的还原车间是怎样的？ 91

第5章 硅的物理提纯 93

5-1 什么是硅的物理提纯法？ 93

5-2 国外的物理法的工艺路径是怎样的？ 94

5-3 我国的物理法的工艺路径是怎样的？ 96

5-4 物理法生产多晶硅最难去除的是哪种杂质元素？ 96

5-5 为什么有人说物理法中也有化学反应？ 97

5-6 物理法生产多晶硅的原料怎么处理？ 97

5-7 什么是炉外精炼？ 98

5-8 什么是湿法冶金？ 98

5-9 影响酸洗效果的因素有哪些？ 100

5-10 为什么要吹气？ 100

5-11 为什么要造渣？怎样选择造渣剂？ 101

5-12 为什么要真空精炼？ 101

5-13 电磁感应精炼有何好处？ 103

5-14 电子束熔炼的原理是什么？电子束枪对硅有何作用？ 104

5-15 什么是分凝系数？什么是有效分凝系数？ 105

5-16 为什么要定向凝固？ 107

5-17 定向凝固的方法有哪几种？ 108

第6章 单晶硅的制备 112

6-1 什么是单晶硅？单晶硅有哪几种？ 112

6-2 单晶硅的生产方法有哪几种？ 113

6-3 直拉单晶炉是怎样的？ 115

6-4 直拉法是怎样生产单晶硅的？ 117

6-5 什么是温度梯度？ 123

6-6 温度梯度对单晶硅生长有何影响？ 125

6-7 硅液的流动对拉晶有何影响？ 127

6-8 拉晶时石英坩埚怎样升降？单晶硅的生长量怎样计算？ 127

6-9 单晶硅中为何要掺杂？掺杂量怎样确定？ 128

6-10 单晶硅中的杂质有什么作用？ 129

6-11 怎样降低直拉单晶硅中的杂质含量？ 131

6-12 区熔法是怎样生产单晶硅的？ 132

6-13 区熔法为何能提纯单晶硅？ 138

6-14 直拉单晶硅所用的石英坩埚为何要涂氢氧化钡？ 139

6-15 单晶硅生产时突然停电怎么办？ 139

6-16 单晶硅为什么发白？ 140

6-17 怎样评价单晶硅的质量？ 141

6-18 单晶硅生产对环境有什么要求？ 142

第7章 多晶硅铸锭与切片 144

7-1 多晶硅为什么要铸锭？多晶硅铸锭与物理法生产多晶硅有什么不同？ 144

7-2 多晶硅铸锭用什么设备？ 144

7-3 多晶硅铸锭的具体流程是怎样的？ 146

7-4 多晶硅铸锭对石英坩埚有什么要求？多晶硅铸锭所用的石英坩埚为何是方形的？ 147

7-5 多晶硅铸锭所用的石英坩埚为何要涂氮化硅？ 149

7-6 多晶硅铸锭为何要用氦气？ 150

7-7 单晶硅棒切片与多晶硅锭切片有何不同？ 150

7-8 切割机有哪些种类？ 152

7-9 怎样计算硅棒出片率？ 158

7-10 多线切割机是怎样切割硅片的？ 159

7-11 多线切割机的金属线颤动对硅片有何影响？ 160

7-12 多线切割机中的放线轮与收线轮之间有什么关系？ 160

7-13 怎样控制多线切割机走线系统的张力？ 160

7-14 多线切割机切得的硅片为何还要进行处理？ 164

第8章 光伏电池的制备 165

8-1 光伏电池制备的工艺流程是怎样的？ 165

8-2 生产光伏电池怎样选择硅片？ 166

8-3 光伏电池为何要制绒？ 168

8-4 怎样在硅片上制绒？ 169

8-5 在硅片上制备PN结的方法有哪些？ 171

8-6 什么是扩散？扩散需要什么条件？ 171

8-7 可在硅片上制备PN结的扩散法有哪些？ 172

8-8 怎样在P型硅片上扩散磷原子？ 175

8-9 怎样在N型硅片上扩散硼原子？ 177

8-10 什么是离子注入？ 178

8-11 可在硅片上制备PN结的外延法有哪些？ 179

8-12 什么是边缘刻蚀？ 180

8-13 怎样去除磷硅玻璃？ 181

8-14 光伏电池表面为何要有减反射膜？ 182

8-15 减反射膜为何能使硅片表面光的反射损失减少呢？ 183

8-16 减反射膜的厚度应该是多少？ 185

8-17 可以成为减反射膜的材料有哪些？ 187

8-18 怎样来计算减反射膜的透光量？ 190

8-19 什么是PECVD法？ 191

8-20 双层减反射膜有何优势？ 194

8-21 光伏电池的电极是怎样制作的？ 195

8-22 光伏电池的电极为何还要进行烧结呢？怎样烧结？ 199

第9章 光伏电池生产中的检测 201

9-1 光伏电池生产中的检测都包括哪些？ 201

9-2 什么是方阻？怎样测定方阻？ 203

9-3 使用四探针测量电阻怎样选择电流？ 205

9-4 硅片测试对环境有何要求？ 205

9-5 什么是无接触测试仪？ 206

9-6 什么是TTV？ 206

9-7 怎样测量半导体的导电类型？ 206

9-8 怎样测量半导体的少子寿命？ 208

9-9 怎样测量扩散结深？ 209

9-10 硅片的厚度和厚度变化是怎样测量的？ 211

9-11 测量温度的仪表有哪些？ 214

9-12 流量计有哪些？什么是质量流量计？ 217

9-13 什么是气相色谱仪？ 221

9-14 什么是质谱仪？ 223

附录 226

附录1 常用液体密度表 226

附录2 几种常用光伏电池材料物理性质表 226

附录3 工业氢、超纯氢、高纯氢、纯氢的纯度标准表 227

附录4 各行业所需氢气主要技术参数表 227

附录5 不锈钢材质对照表 228

参考文献 230