鈣鈦礦太陽電池（簡體書）

“鈣鈦礦”最初以鈦酸鈣（CaTiO3）礦石的發現和研究得名。近兩百年來，組成為ABX3的一大類鈣鈦礦結構類型的材料不斷在多個領域大放異彩，涉及壓電、鐵電、傳感器、催化、發光、光電探測、高能射線探測成像、太陽電池等諸多領域，成為工程、材料、化學、物理等領域的明星。 鈣鈦礦在太陽電池領域的應用報道始於2009年，當時光電轉換效率僅為3.8%。短短十幾年間，效率已經提升到25.8%，超過了所有的薄膜電池，成為產學研用商各界普遍關注的熱點材料。 《鈣鈦礦太陽電池》系統介紹了各類鈣鈦礦材料和高效太陽電池設計基礎知識，進一步涵蓋了鈣鈦礦太陽電池結構、鈣鈦礦薄膜制備技術、各類功能層材料、大面積制備方法、鈣鈦礦基疊層電池、柔性鈣鈦礦電池、面向物聯網和室內光伏應用的鈣鈦礦電池、新型綠色無鉛鈣鈦礦材料及其應用，以及尖端表征技術和研究方法。

目錄前言第1章 光伏之星———鈣鈦礦材料 11.1 鈣鈦礦光伏的發展 11.2 鈣鈦礦材料的特性 21.2.1 鈣鈦礦材料———吸光能力強 31.2.2 鈣鈦礦材料———傳輸性能好 31.2.3 鈣鈦礦材料———帶隙可調節 41.2.4 鈣鈦礦材料———缺陷態密度低 51.2.5 鈣鈦礦材料———激子結合能低 51.2.6 鈣鈦礦材料———可溶解性 61.2.7 鈣鈦礦材料穩定性 91.3 鈣鈦礦材料的結構 101.3.1 晶體結構基本知識 101.3.2 鈣鈦礦材料的結構 111.3.3 二維鈣鈦礦結構 181.3.4 B位陽離子與X位陰離子 211.4 鈣鈦礦材料的缺陷 211.4.1 鈣鈦礦缺陷的產生及後果 211.4.2 鈣鈦礦缺陷的類型 221.4.3 鈣鈦礦缺陷鈍化 231.5 鈣鈦礦太陽電池 231.5.1 鈣鈦礦電池器件結構 231.5.2 器件結構組成材料 251.5.3 鈣鈦礦電池工作原理 261.5.4 鈣鈦礦電池性能指標 271.5.5 鈣鈦礦電池發展展望 28參考文獻 29第2章 半導體物理基礎 382.1 固體能帶論基礎 392.2 載流子的準經典運動 432.2.1 布洛赫電子的有效質量和運動速度 432.2.2 能帶填充與材料導電特性 442.3 平衡載流子統計分布 482.3.1 載流子濃度計算 482.3.2 本征半導體 502.3.3 非本征半導體 502.4 半導體中載流子的輸運 512.4.1 載流子的漂移運動 512.4.2 載流子的擴散運動 522.5 非平衡過剩載流子 522.5.1 非平衡載流子的產生與復合 522.5.2 準費米能級 552.6 連續性方程 57參考文獻 58第3章 半導體材料的接觸及能帶結構 593.1 材料的功函數 593.2 同質pn結能帶結構及其特性 613.2.1 pn結能帶結構 613.2.2 pn結內電場強度 643.2.3 空間電荷區寬度和結電容 673.3 金屬半導體接觸肖特基勢壘 70參考文獻 72第4章 柔性鈣鈦礦太陽電池發展及其應用 734.1 柔性鈣鈦礦太陽電池效率發展歷程 734.2 柔性襯底 754.2.1 超薄玻璃 764.2.2 高分子襯底 774.2.3 金屬襯底 814.2.4 其他襯底 844.3 柔性透明電極 864.3.1 金屬氧化物 874.3.2 碳基材料 894.3.3 導電聚合物 914.3.4 銀納米線 924.4 柔性鈣鈦礦太陽電池穩定性 934.4.1 環境穩定性 934.4.2 機械穩定性 954.5 柔性鈣鈦礦太陽電池封裝 964.5.1 封裝因素 974.5.2 封裝材料及技術 974.6 柔性鈣鈦礦太陽電池的應用 984.6.1 穿戴設備 984.6.2 太陽能微型無人機 1004.6.3 光伏建築一體化 1014.7 柔性鈣鈦礦太陽電池挑戰與展望 102參考文獻 103第5章 鈣鈦礦太陽電池中的電荷傳輸層 1085.1 概述 1085.2 電荷傳輸層與界面 1115.2.1 空穴傳輸層 1115.2.2 空穴傳輸層-鈣鈦礦界面 1195.2.3 電子傳輸層 1195.2.4 電子傳輸層-鈣鈦礦界面 1225.3 界面缺陷抑制 1255.4 界面保護層 1285.5 無電荷傳輸層器件 1295.6 展望 130參考文獻 130第6章 印刷制備鈣鈦礦太陽電池研究進展 1436.1 絲網印刷鈣鈦礦太陽電池 1436.2 刮塗法制備太陽電池 1456.3 狹縫塗布 1486.4 噴塗法 1506.5 噴墨打印和轉移打印 1516.6 展望 153參考文獻 153第7章 鈣鈦礦太陽電池的幹法制備技術 1567.1 真空蒸鍍應用介紹 1567.2 器件電荷傳輸層材料的選擇和制備 1577.3 熱蒸發制備鈣鈦礦太陽電池 1627.4 鈣鈦礦太陽電池幹法制備的穩定性 167第8章 新型綠色無鉛鈣鈦礦材料在太陽電池領域的應用 1698.1 雙鈣鈦礦的研究 1698.2 無鉛反鈣鈦礦的研究 1768.3 機器學習在發現新型無鉛鈣鈦礦材料中的應用 179參考文獻 183第9章 鈣鈦礦疊層太陽電池 1859.1 鈣鈦礦材料的帶隙調控 1879.2 四端鈣鈦礦疊層太陽電池 1879.2.1 透明電極 1889.2.2 半透明鈣鈦礦太陽電池 1889.3 兩端鈣鈦礦/硅疊層太陽電池 1909.3.1 寬帶隙鈣鈦礦太陽電池 1919.3.2 絨面硅和平面硅太陽電池 1959.3.3 中間電荷復合層 1969.3.4 減反層 1989.4 兩端全鈣鈦礦/硅疊層太陽電池 1989.4.1 高效Pb-Sn窄帶隙鈣鈦礦太陽電池 1989.4.2 中間電荷復合層 2019.5 兩端鈣鈦礦/有機疊層太陽電池 2029.6 總結與展望 203參考文獻 204第10章 雜化鈣鈦礦室內光伏器件 20810.1 室內光伏的發展前景 20910.1.1 室內光伏技術 20910.1.2 室內光伏設計 21010.1.3 室內光伏的未來市場 21010.2 室內光伏的研究現狀 21310.2.1 硅基光伏器件 21310.2.2 染料敏化光伏器件 21310.2.3 Ⅲ-Ⅴ族化合物光伏器件 21410.2.4 有機光伏器件 21510.2.5 鈣鈦礦光伏器件 21510.2.6 鈣鈦礦室內光伏存在的問題 21810.3 室內光伏測量存在的問題和解決方案 21910.4 展望 221參考文獻 221第11章 鈣鈦礦太陽電池研究中的常用尖端表征技術 22411.1 時間分辨光譜技術 22411.1.1 瞬態吸收光譜 22411.1.2 瞬態熒光光譜 22711.1.3 時間分辨率光譜技術在太陽電池研究中的應用 22911.2 空間分辨顯微技術 233參考文獻 236