کتاب سلول های خورشیدی

فهرست

فصل ۱) انرژی‌های تجدیدپذیر ۲۱

۱-۱- انرژی در قرن بیست‌ویک ۲۱

۱-۲- تغییرات آب‌وهوا و گرمایش زمین ۳۰

۱-۲-۱- کنوانسیون تغییر آب‌وهوا ۳۴

۱-۲-۱-۱- نحوه شکل‌گیری کنوانسیون ۳۴

۱-۲-۱-۲- اهداف کنوانسیون ۳۴

۱-۲-۱-۳- تعهدات کشورها ۳۴

۱-۲-۲- پروتکل کیوتو ۳۶

۱-۲-۳- توافقنامه پاریس ۳۸

۱-۲-۴- انتشار گازهای آلاینده و گلخانه‌ای از بخش تولید برق در ایران ۳۹

۱-۳- انرژی‌های تجدیدپذیر ۴۰

۱-۳-۱- انرژی اقیانوس و انرژی جزر و مد ۴۱

۱-۳-۱-۱- تبدیل انرژی گرمایی اقیانوس ۴۱

۱-۳-۱-۲- انرژی جزر و مد ۴۲

۱-۳-۱-۲-۱- آب‌بند ۴۲

۱-۳-۱-۲-۲- توربین‌های جزر و مد ۴۳

۱-۳-۲- برق‌آبی ۴۵

۱-۳-۲-۱- آب‌گیری ۴۵

۱-۳-۲-۲- انحراف ۴۵

۱-۳-۲-۳- ذخیره‌سازی با پمپ ۴۷

۱-۳-۳- انرژی باد ۵۰

۱-۳-۴- انرژی زمین‌گرمایی ۵۶

۱-۳-۴-۱- نیروگاه برق بخار خشک ۵۷

۱-۳-۴-۲- نیروگاه برق بخار لحظه‌ای ۵۷

۱-۳-۴-۳- نیروگاه برق چرخه دوگانه ۵۷

۱-۳-۵- زیست‌توده ۶۲

۱-۳-۵-۱- زیست‌توده برای گرما: چوب به‌عنوان سوخت ۶۳

۱-۳-۵-۲- سوخت‌های زیستی ۶۵

۱-۳-۵-۲-۱- روغن گیاهی ۶۵

۱-۳-۵-۲-۲- بیودیزل ۶۶

۱-۳-۵-۲-۳- بیواتانول ۶۶

۱-۳-۵-۲-۴- سوخت‌های Btl ۶۷

۱-۳-۵-۲-۵- بیوگاز ۶۸

۱-۳-۶- انرژی خورشیدی ۷۰

پیوست: نگاهی اجمالی بر صنعت برق ایران ۷۵

فصل ۲) انرژی حرارتی خورشیدی ۸۵

۲-۱- فناوری سامانه‌های حرارتی خورشیدی ۸۵

۲-۲- انرژی گرمایی خورشید برای کاربردهای ساده ۸۶

۲-۲-۱- جاذب‌های استخر شنا ۸۶

۲-۲-۲- پخت‌وپز با خورشید ۸۸

۲-۲-۳- خشک‌کن خورشیدی ۹۰

۲-۳- انواع کلکتورهای مدرن خورشیدی ۹۱

۲-۳-۱- کلکتورهای صفحه تخت ۹۲

۲-۳-۲- کلکتورهای بر پایه هوا ۹۳

۲-۳-۳- کلکتورهای لوله خلأ ۹۴

۲-۴- آب گرم از خورشید ۹۶

۲-۴-۱- سامانه‌های گرانشی ۹۶

۲-۴-۲- سامانه‌هایی با اعمال گردش ۹۷

۲-۵- سامانه سرمایشی خورشیدی ۹۸

۲-۶- نیروگاه‌های برق حرارتی خورشیدی ۱۰۰

۲-۶-۱- نیروگاه برق سهموی خطی ۱۰۰

۲-۶-۲- نیروگاه برق فرنل خطی ۱۰۲

۲-۶-۳- نیروگاه برق برج خورشیدی ۱۰۹

۲-۶-۴- نیروگاه برق دیش استرلینگ ۱۱۱

۲-۶-۵- نیروگاه برق دودکش خورشیدی ۱۱۳

۲-۷- معماری خورشیدی ۱۱۴

فصل ۳) سلول‌های خورشیدی ۱۱۹

۳-۱- مقدمه ۱۱۹

۳-۲- مواد نیمه‌رسانا ۱۲۳

۳-۲-۱- آلایش مواد نیمه‌رسانا ۱۲۶

۳-۲-۱-۱- نیمه‌رسانای ذاتی ۱۲۶

۳-۲-۱-۲- نیمه‌رسانای غیرذاتی ۱۲۶

۳-۲-۱-۲-۱- نیمه‌رسانای نوع n ۱۲۷

۳-۲-۱-۲-۲- نیمه‌رسانای نوع p ۱۲۸

۳-۲-۲- جذب اپتیکی و بازترکیب در مواد نیمه‌رسانا ۱۳۰

۳-۲-۲-۱- جذب اپتیکی ۱۳۰

۳-۲-۲-۲- بازترکیب ۱۳۰

۳-۳- اصول پایه‌ای سلول‌های خورشیدی پیوند p-n ۱۳۱

۳-۳-۱- خواص الکتریکی ۱۳۱

۳-۳-۱-۱- پتانسیل ساختار ۱۳۱

۳-۳-۱-۲- ناحیه تهی ۱۳۳

۳-۳-۲- خواص فتوولتاییک ۱۳۳

۳-۴- نظریه شاکلی-کوییسر ۱۳۵

۳-۵- انواع سلول‌های خورشیدی ۱۳۹

۳-۵-۱- سلول‌های خورشیدی نسل اول ۱۴۰

۳-۵-۱-۱- سلول‌های خورشیدی تک/مونو-کریستال سیلیکن ۱۴۰

۳-۵-۱-۲- سلول‌های خورشیدی پلی/مولتی-کریستال سیلیکن ۱۴۱

۳-۵-۲- سلول‌های خورشیدی نسل دوم ۱۴۵

۳-۵-۲-۱- سلول خورشیدی سیلیکن آمورف ۱۴۵

۳-۵-۲-۲- سلول خورشیدی کادمیوم تلوراید ۱۴۶

۳-۵-۲-۳- سلول خورشیدی CIGS ۱۴۷

۳-۵-۳- سلول‌های خورشیدی نسل سوم ۱۴۹

۳-۵-۳-۱- سلول خورشیدی رنگ‌دانه‌ای ۱۵۰

۳-۵-۳-۲- سلول خورشیدی نقاط کوانتومی ۱۵۱

۳-۵-۳-۳- سلول خورشیدی پلیمری ۱۵۳

۳-۵-۳-۴- سلول خورشیدی پروسکایت ۱۵۳

۳-۵-۳-۵- سلول‌های خورشیدی با تابش متمرکز ۱۵۴

۳-۶- بازده‌های ثبت‌شده برای سلول‌های خورشیدی مختلف ۱۵۷

۳-۷- زمان برگشت انرژی ۱۵۹

پیوست: بازده‌های ثبت‌شده برای انواع سلول‌ها و ماژول‌های خورشیدی ۱۶۱

فصل ۴) تولید سیلیکن ۱۶۳

۴-۱- سیلیکن ۱۶۳

۴-۲- تولید سیلیکن درجه متالورژیکی ۱۶۸

۴-۲-۱- احیای کربوترمیک سیلیکا ۱۶۸

۴-۲-۲- پالایش ۱۷۲

۴-۲-۳- ریخته‌گری و خرد کردن ۱۷۴

۴-۲-۴- هزینه تولید ۱۷۵

۴-۳- تولید سیلیکن (پلی‌سیلیکن) درجه نیمه‌رسانا ۱۷۵

۴-۳-۱- فرایند سیمنس ۱۷۷

۴-۳-۲- فرایند یونیون کارباید ۱۸۲

۴-۳-۳- فرایند اتیل کورپوریشن ۱۸۴

۴-۴- رشد کریستال ۱۸۶

۴-۴-۱- رشد مونوکریستال سیلیکن به روش چوکرالسکی ۱۸۶

۴-۴-۲- فرایند منطقه شناور ۱۹۴

۴-۴-۳- مولتی‌کریستال سیلیکن ۱۹۶

۴-۴-۳-۱- ساخت شمش ۱۹۷

۴-۴-۳-۲- آلایش ۲۰۰

۴-۴-۳-۳- عیوب کریستال ۲۰۱

۴-۵- تهیه ویفر ۲۰۳

۴-۵-۱- برش ویفر با روش چند سیمی ۲۰۴

۴-۵-۲- برش ویفر از دیدگاه میکروسکوپی ۲۰۸

۴-۵-۳- کیفیت ویفر و آسیب ناشی از برش ۲۱۰

فصل ۵) سلول‌ها و ماژول‌های خورشیدی کریستال سیلیکنی ۲۱۳

۵-۱- ساختار سلول ۲۱۳

۵-۲- بستر ۲۱۵

۵-۲-۱- مواد و پردازش ۲۱۵

۵-۲-۲- میزان و نوع آلایش ۲۱۷

۵-۲-۳- ضخامت ۲۱۷

۵-۳- سطح جلو ۲۱۸

۵-۳-۱- روش‌های ایجاد اتصال فلزی ۲۱۸

۵-۳-۲- امیترهای همگن ۲۱۸

۵-۳-۳- امیترهای گزینشی و نقطه‌ای ۲۲۰

۵-۳-۴- سلول‌های صنعتی ۲۲۰

۵-۴- سطح پشتی ۲۲۱

۵-۵- اثر اندازه ۲۲۳

۵-۶- اپتیک سلول ۲۲۳

۵-۶-۱- پوشش‌های ضد بازتاب ۲۲۴

۵-۶-۲- الگودار کردن ۲۲۵

۵-۶-۳- گیراندازی نور ۲۲۶

۵-۷- فناوری‌های مختلف ساخت سلول سیلیکنی ۲۲۷

۵-۷-۱- سلول‌های خورشیدی چاپ اسکرین ۲۲۸

۵-۷-۱-۱- فرایند ساخت ۲۲۸

۵-۷-۱-۲- فناوری چاپ اسکرین ۲۳۶

۵-۷-۱-۳- خروجی و بازده تولید ۲۴۶

۵-۷-۱-۴- تغییرهایی در فرایند اصلی ۲۴۷

۵-۷-۱-۴-۱- ویفرهای نازک ۲۴۷

۵-۷-۱-۴-۲- منفعل‌سازی سطح پشتی ۲۴۸

۵-۷-۱-۴-۳- بهبودهایی در امیتر جلویی ۲۴۸

۵-۷-۱-۴-۴- فرایندهای حرارتی سریع ۲۴۹

۵-۷-۱-۵- سلول‌های مولتی‌کریستال سیلیکن ۲۵۰

۵-۷-۱-۵-۱- تله‌اندازی در سلول‌های خورشیدی مولتی‌کریستال سیلیکن ۲۵۱

۵-۷-۱-۵-۲- منفعل‌سازی با هیدروژن ۲۵۱

۵-۷-۱-۵-۳- محدودسازی اپتیکی ۲۵۳

۵-۷-۱-۵-۴- استفاده از نانوتکنولوژی برای گیراندازی نور در سلول‌های خورشیدی ۲۵۹

۵-۷-۱-۵-۵- پوشش ضد بازتاب و کپسولِ کردن ۲۷۷

۵-۷-۲- سلول‌های خورشیدی با اتصال عمقی ۲۷۸

۵-۷-۳- سلول‌های خورشیدی PERC ۲۷۹

۵-۷-۳-۱- سلول‌های خورشیدی PERL ۲۸۱

۵-۷-۴- سلول‌های خورشیدی با اتصال پشتی ۲۸۳

۵-۷-۴-۱- سلول‌های خورشیدی IBC ۲۸۳

۵-۷-۴-۲- سلول‌های خورشیدی EWT ۲۸۵

۵-۷-۴-۳- سلول‌های خورشیدی MWT ۲۸۵

۵-۸- ماژول‌های فتوولتاییک کریستال سیلیکن ۲۸۹

۵-۸-۱- ماتریسی از سلول‌ها ۲۸۹

۵-۸-۲- لایه‌های مختلف در ماژول ۲۹۰

۵-۸-۳- لمینیت و پخت ۲۹۲

۵-۸-۴- مراحل پس از لمینیت کردن ۲۹۴

۵-۹- ماژول‌های خاص ۲۹۴

۵-۹-۱- ماژول‌های فتوولتاییک ترکیبی با ساختمان ۲۹۴

۵-۹-۲- ماژول‌های دوطرفه ۲۹۵

۵-۹-۳- ماژول‌هایی با اتصال‌های سیمی ۲۹۷

۵-۹-۳-۱- کانکتور چند باس‌باری ۲۹۸

۵-۹-۳-۲- اسمارت‌وایر ۳۰۰

۵-۹-۳-۲-۱- سایه‌اندازی ۳۰۴

۵-۹-۳-۲-۲- هزینه تولید ۳۰۴

۵-۹-۳-۲-۳- استرس بر روی سلول ۳۰۵

۵-۹-۳-۲-۴- کپسولِ کردن ۳۰۶

فصل ۶) مشخصه‌یابی سلول‌های خورشیدی ۳۰۷

۶-۱- منحنی IV ۳۰۷

۶-۱-۱- جریان اتصال‌کوتاه ۳۰۸

۶-۱-۱-۱- جریان نوری یا جریان اتصال‌کوتاه؟ ۳۱۰

۶-۱-۲- ولتاژ مدارباز ۳۱۰

۶-۱-۲-۱- VOC به‌عنوان تابعی از باندگپ ۳۱۲

۶-۱-۳- فاکتور پرشدگی ۳۱۳

۶-۱-۴- بازده سلول خورشیدی ۳۱۵

۶-۱-۵- آثار مقاومتی ۳۱۶

۶-۱-۵-۱- مقاومت مشخصه ۳۱۶

۶-۱-۵-۲- اثر مقاومت‌های پارازیتی ۳۱۸

۶-۱-۵-۲-۱- مقاومت سری ۳۱۸

۶-۱-۵-۲-۲- مقاومت شانت ۳۲۰

۶-۱-۵-۲-۳- اثر مقاومت سری و شانت ۳۲۲

۶-۱-۶- تأثیر دما ۳۲۴

۶-۱-۷- تأثیر شدت نور ۳۲۷

۶-۱-۷-۱- سلول خورشیدی با تابش متمرکز ۳۲۸

۶-۱-۷-۲- تابش نور با شدت کم ۳۲۹

۶-۱-۸- فاکتور ایده‌ال ۳۳۰

۶-۱-۸-۱- مکانیسم‌های بازترکیب ۳۳۰

۶-۲- روش اندازه‌گیری بازده سلول خورشیدی ۳۳۰

۶-۲-۱- اجزای IV تستر و منابع خطا ۳۳۲

۶-۲-۱-۱- منابع تابش ۳۳۲

۶-۲-۱-۱-۱- انحراف از AM۱,۵ ۳۳۵

۶-۲-۱-۲- کنترل دما ۳۳۵

۶-۲-۱-۳- الکترونیک ۳۳۶

۶-۲-۱-۴- اتصال به پروب ۳۳۸

۶-۳- دیگر اندازه‌گیری‌های IV ۳۳۹

۶-۳-۱- اندازه‌گیری‌های IV در حالت تاریک ۳۳۹

۶-۳-۱-۱- محدودیت‌های اندازه‌گیری‌های IV در حالت تاریک ۳۴۱

۶-۳-۲- اندازه‌گیری‌های JSC-VOC و Suns-VOC ۳۴۲

۶-۳-۲-۱- JSC-VOC ۳۴۲

۶-۳-۲-۲- Suns-VOC ۳۴۳

۶-۴- مشخصه‌یابی IV ۳۴۴

۶-۴-۱- اندازه‌گیری مقاومت سری ۳۴۴

۶-۴-۱-۱- فیتینگ منحنی ۳۴۴

۶-۴-۱-۲- تأثیر RS فقط بر روی بخشی از سلول ۳۴۵

۶-۴-۲- مدل دو دیودی ۳۴۶

۶-۴-۲-۱- محدودیت‌های مدل دو دیودی ۳۴۷

۶-۴-۳- اندازه‌گیری فاکتور ایده‌ال ۳۴۷

۶-۵- مشخصه‌یابی اپتیکی ۳۵۰

۶-۵-۱- بازده کوانتومی ۳۵۰

۶-۵-۲- پاسخ طیفی ۳۵۳

۶-۵-۳- اصول اندازه‌گیری و کالیبراسیون برای بازده کوانتومی ۳۵۵

۶-۵-۴- جریان القایی باریکه نور ۳۵۹

۶-۶- طول‌عمر ۳۶۱

۶-۶-۱- طول‌عمر حامل ۳۶۱

۶-۶-۲- طول‌عمر بالک ۳۶۱

۶-۶-۳- بازترکیب سطحی ۳۶۲

۶-۶-۴- اندازه‌گیری طول‌عمر با روش μ-PCD ۳۶۲

۶-۶-۴-۱- برانگیختگی با لیزری ۳۶۳

۶-۶-۴-۲- آشکارسازی ۳۶۳

۶-۶-۴-۳- ارزیابی ۳۶۶

۶-۶-۴-۴- بازترکیب بالک و سطحی ۳۶۷

۶-۷- الکترولومینسانس ۳۶۹

۶-۷-۱- آشکارسازها ۳۷۰

۶-۷-۲- تصویر خروجی ۳۷۰

فهرست منابع ۳۷۳

فهرست واژه‌های کلیدی ۳۸۳