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| 內容簡介： |
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本书分为光伏材料物理实用基础和光伏材料化学实用基础两篇。主要内容包括初识光伏材料、识别晶体结构与缺陷、分析杂质与缺陷能级、分析热平衡下的载流子和非平衡下的载流子、探究p-n结的形成与特性、探究光伏材料的化学特性、探究外延工艺的化学原理、解析化学清洗及超纯水的制备技术、解析硅片表面抛光的化学原理、探究半导体材料的化学腐蚀原理、探究扩散制结的化学原理、解析光刻工艺的化学原理、解析表面钝化和镀减反射膜的化学原理、解析丝网印刷的化学原理、探究化学储能电池技术。本书本着“应用为主，够用为度”的原则编写，配有视频、动画等数字资源。本书可作为高职高专院校太阳能光伏类相关专业的教材或教学参考用书，也可作为自学用书。
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| 目錄：
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上篇 光伏材料物理实用基础篇
项目1 初识光伏材料2
学习任务1.1 识别光伏材料的类型2
学习任务1.2 解析半导体材料的物理特性5
应用拓展 采用四探针测试仪测量硅棒样片的电阻10
思考题11
项目2 识别晶体结构与缺陷12
学习任务2.1 分析晶体结构12
学习任务2.2 解析晶体的特性15
学习任务2.3 分析典型的晶体结构18
学习任务2.4 认识晶向、晶面20
学习任务2.5 识别晶体缺陷22
应用拓展 采用X射线衍射法测试硅片的表面取向27
思考题28
项目3 分析杂质与缺陷能级29
学习任务3.1 探究能带的形成29
学习任务3.2 研究半导体中的杂质与掺杂31
学习任务3.3 分析杂质能级与缺陷能级34
应用拓展 傅里叶红外光谱仪测试硅晶体中杂质含量36
思考题37
项目4 分析热平衡下的载流子和非平衡下的载流子38
学习任务4.1 分析热平衡下的载流子38
学习任务4.2 分析非平衡下的载流子42
应用拓展 采用少子寿命仪测量硅片的少子寿命44
思考题46
项目5 探究p-n结的形成与特性47
学习任务5.1 探究p-n结的形成47
学习任务5.2 探究p-n结的特性50
应用拓展 p-n结的应用52
思考题52
下篇 光伏材料化学实用基础篇
项目6 探究光伏材料的化学特性54
学习任务6.1 解析硅及其重要化合物的化学特性54
学习任务6.2 解析GaAs薄膜材料的化学特性64
学习任务6.3 解析CdTe薄膜材料的化学特性66
应用拓展 钙钛矿光伏材料67
思考题67
项目7 探究外延工艺的化学原理68
学习任务7.1 探究气相抛光和外延生长的化学原理68
学习任务7.2 探究氢气纯化的原理71
应用拓展 外延技术在光伏领域的新应用75
思考题75
项目8 解析化学清洗及超纯水的制备技术76
学习任务8.1 探究化学清洗技术76
学习任务8.2 分析超纯水的制备方法84
应用拓展 硅片TFAA清洗新技术85
思考题85
项目9 解析硅片表面抛光的化学原理86
学习任务9.1 分析铬离子化学抛光原理86
学习任务9.2 分析二氧化硅胶体化学抛光原理87
应用拓展 碱抛光在太阳能电池生产中的应用88
思考题88
项目10 探究半导体材料的化学腐蚀原理89
学习任务10.1 探究化学腐蚀的原理89
学习任务10.2 分析影响化学腐蚀的因素95
应用拓展 原子层刻蚀技术96
思考题96
项目11 探究扩散制结的化学原理97
学习任务11.1 分析扩散基本理论97
学习任务11.2 探讨磷扩散化学原理101
学习任务11.3 探讨硼扩散化学原理104
应用拓展 激光掺杂工艺107
思考题108
项目12 解析光刻工艺的化学原理109
学习任务12.1 认识光刻109
学习任务12.2 分析聚乙烯醇肉桂酸酯光刻胶的特性112
学习任务12.3 解析光刻工艺的化学原理113
学习任务12.4 解析其他光致抗蚀剂117
应用拓展 反应等离子体刻蚀120
思考题120
项目13 解析表面钝化和镀减反射膜的化学原理121
学习任务13.1 解析二氧化硅钝化膜121
学习任务13.2 解析磷硅玻璃钝化膜125
学习任务13.3 探讨氮化硅钝化膜的特性127
学习任务13.4 探讨三氧化二铝钝化膜的特性129
应用拓展 原子层沉积法制备三氧化二铝薄膜133
思考题134
项目14 解析丝网印刷的化学原理135
学习任务14.1 分析丝网印刷的浆料组成135
学习任务14.2 探究丝网印刷制备电极的原理136
学习任务14.3 丝网印刷化学品的防护140
应用拓展 激光转印制备金属电极142
思考题142
项目15 探究化学储能电池技术143
学习任务15.1 研究铅酸蓄电池的工作原理144
学习任务15.2 分析锂离子电池的特性147
学习任务15.3 探讨镍氢电池的工作原理148
应用拓展 新型固态电解质储能电池150
思考题150
参考文献151
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| 內容試閱：
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能源是人类社会发展的基石。随着全球能源转型与“双碳”战略的推进，光伏技术作为清洁能源体系的核心支柱之一，正以前所未有的速度推动着人类能源结构的革新。光伏产业技术根植于半导体科学体系，是半导体技术在能源领域的创新应用。我国光伏产业历经多年发展，已从技术追随者跃升为全球引领者，在国际上占据重要地位。从产业规模来看，我国光伏产品的产量多年位居全球首位，在全球光伏产业链中，发挥着举足轻重的影响力。发展光伏产业，既是应对气候变化、保障能源安全的必然选择，也是推动高端制造升级、培育经济新增长点的重要路径。
光伏材料的制备及应用对从业者的专业素养要求较高。为此，本书立足高职高专院校光伏材料相关专业人才培养的目标，结合学生的特点，秉承“应用为主、够用为度”的编写理念，依托光伏行业中相关岗位需求构建学习情境，将岗位所需的理论知识和应用原理分解到不同的学习任务中。采用信息技术制作视频、动画等数字资源，借助二维码实现数字资源与教材的融合，将半导体物理化学的核心知识转化为直观易懂的表述。同时，教材内容紧密对接光伏行业新技术、新工艺、新规范、新标准，助力学生实现“学以致用、技岗融合”的目标。
全书分为上、下两篇，依据不同的学习情境，构建了十五个学习项目，四十二个学习任务。其中上篇“光伏材料物理实用基础篇”从认识各类光伏材料入手，深入解析半导体材料的物理特性，探讨了晶体结构与缺陷，分析了能带形成、杂质效应、掺杂及相关能级，研究了热平衡和非平衡状态下的载流子，以及p-n结的形成与特性。下篇“光伏材料化学实用基础篇”，着重探究光伏材料的化学特性，对硅及其重要化合物、不同薄膜材料的化学性质和制备原理进行解析。此外，还研究了外延工艺、化学清洗、超纯水制备、表面抛光、化学腐蚀、扩散制结、刻蚀、表面钝化、镀减反射膜、丝网印刷等工艺的化学原理。最后，介绍了化学储能电池技术。各项目均配有应用拓展和思考题，帮助读者加深理解与实践应用。
本书由乐山职业技术学院梅艳、王太阳担任主编，叶常琼、张东、贾曦、陈超担任副主编，山东理工职业学院付龙任主审。梅艳、王太阳负责全书框架设计与核心章节编写；张东、贾曦、龙昭钦主导应用拓展项目开发及课后思考题设计；宋经纬、邓开参与了案例整理与图文校核工作，赵璨璨、陈焕栋、张奇参与编写。编写过程中，我们广泛征询了光伏企业技术专家与职教同行的建议，力求内容贴近产业实际。在此，谨向所有支持本书出版的同仁致以诚挚谢意。
尽管编者力求严谨，但光伏技术迭代迅速，加之水平所限，书中难免存在疏漏之处，恳请广大师生、行业从业者不吝指正。
编者
2025年5月
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