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多種多樣的光伏技術既有共性，也有其特異性。首先，光伏效應無一例外發生在具有半導體性質的兩種材料的接觸介面之間，產生的自由電荷通過在半導體材料中的輸運到達電極和外電路，《光伏電池原理及應用》第1～3章闡述了半導體材料的一般性質以及接觸介面發生的物理過程與原理，使讀者對光伏電池的工作原理具備基礎性的理解；其次，不同類別的光伏電池在材料性質、製備工藝、電池結構、元件應用等方面有很大的差異，第4～9章分別講述了目前在產業領域和科研領域被普遍關注的幾種光伏技術，包括晶體矽電池、矽薄膜電池、碲化鎘電池、銅銦鎵硒電池、有機電池和染料敏化電池，第10章則集中介紹了提高光伏電池效率的幾種新理念、新技術；最後，結合光伏發電的實際案例，第11章提出電池與元件在系統真實應用中需要注意的問題，以期為讀者在開發和使用光伏產品時與實踐相結合提供依據。
《光伏電池原理及應用》適合太陽能光伏技術領域的研究人員、技術人員閱讀，也可作為相關專業高校師生的閱讀參考書。
1 半導體材料
1.1 絕緣體，半導體，導體
1.2 半導體材料的晶體性質
1.2.1 半導體材料的晶格結構
1.2.2 常見太陽能電池材料的晶格結構
1.3 半導體能帶
1.3.1 原子能級
1.3.2 能帶的形成
1.3.3 波粒二象性
1.3.4 薛定諤方程
1.3.5 半導體中電子的能量與動量之間的關係
1.3.6 直接帶隙和間接帶隙半導體
1.4 半導體材料的摻雜
1.4.1 本征半導體
1.4.2 摻雜半導體
1.4.3 雜質能級的計算
1.5 載流子分佈
1.5.1 費米分佈
1.5.2 玻耳茲曼分佈
1.6 載流子濃度
1.7 載流子的產生與複合
1.7.1 載流子的產生
1.7.2 載流子的複合
1.8 載流子輸運
1.8.1 載流子連續性方程
1.8.2 載流子的擴散和漂移
參考文獻
2 半導體接觸
2.1 半導體pn結
2.1.1 pn結的形成
2.1.2 pn結中的空間電荷區
2.1.3 pn結的能帶
2.1.4 pn結的電流電壓特性
2.1.5 pn結擊穿
2.2 半導體異質結
2.2.1 異型異質結
2.2.2 同型異質結
2.3 金屬半導體接觸
2.3.1 金屬半導體接觸勢壘
2.3.2 半導體表面態
2.3.3 金屬半導體接觸的電流輸運理論
2.3.4 整流接觸與歐姆接觸
2.4 其他半導體接觸
2.4.1 n+p+隧穿結
2.4.2 有機半導體材料異質結
2.5 太陽能電池的分類
參考文獻
3 太陽能電池基本原理
3.1 太陽光譜與太陽輻射
3.2 光照下的pn結
3.2.1 光照下pn結的電流電壓特性
3.2.2 光照下pn結的量子效率譜
3.2.3 pn結各參數對量子效率的影響
3.3 表徵太陽能電池的主要參數
3.4 太陽能電池的效率極限
3.4.1 太陽能電池極限效率的計算
3.4.2 太陽能光譜對太陽能電池極限效率的影響
3.4.3 半導體帶隙與太陽能電池極限效率
3.5 太陽能電池的其他結構
3.5.1 異質結太陽能電池
3.5.2 p.i.n結太陽能電池
3.6 太陽能電池元件和系統
3.7 太陽能電池原理小結
參考文獻
4 晶體矽太陽能電池
4.1 晶體矽太陽能電池的基本結構
4.2 晶體矽材料的性質
4.3 晶體矽太陽能電池設計
4.3.1 太陽能電池中半導體材料的摻雜
4.3.2 太陽能電池中基區與發射區的厚度
4.3.3 太陽能電池表面
4.3.4 電極
4.3.5 光吸收
4.4 晶體矽太陽能電池的製造
4.4.1 晶體矽的製備
4.4.2 結的形成
4.4.3 前表面鈍化與減反射層沉積
4.4.4 表面接觸的製作
4.5 多晶矽太陽能電池
4.6 其他結構晶體矽太陽能電池
4.6.1 背面點接觸太陽能電池
4.6.2 HIT太陽能電池
參考文獻
5 矽薄膜太陽能電池
5.1 引言
5.2 材料的性質和製備
5.2.1 非晶矽薄膜材料的性質與製備
5.2.2 微晶矽薄膜材料的性質和製備
5.2.3 多晶矽薄膜材料的性質和製備
5.3 器件設計
5.3.1 非晶矽及微晶矽太陽能電池結構
5.3.2 多晶矽薄膜太陽能電池結構設計
參考文獻
6 碲化鎘光伏電池
6.1 碲化鎘電池介紹
6.2 碲化鎘電池發展歷史
6.3 碲化鎘的物理化學性質
6.4 碲化鎘薄膜沉積
6.4.1 Cd和Te2蒸氣在表面的冷凝/反應
6.4.2 Cd和Te離子在表面的電化反應
6.4.3 前驅物表面反應
6.5 碲化鎘薄膜電池結構
6.5.1 窗口層
6.5.2 CdTe 吸收層和CdCl2處理
6.5.3 CdS/CdTe 互擴散
6.5.4 背接觸
6.5.5 碲化鎘電池的表徵與分析
6.6 碲化鎘組件
6.7 碲化鎘薄膜電池展望
參考文獻
7 銅銦鎵硒光伏電池
7.1 銅銦鎵硒光伏電池基本情況介紹
7.2 銅銦鎵硒的材料性質
7.2.1 結構與成分
7.2.2 光學性質和電子結構
7.2.3 電學性質
7.2.4 表面和晶界
7.2.5 襯底效果
7.3 銅銦鎵硒的沉積方法
7.3.1 襯底和鈉加入
7.3.2 背接觸
7.3.3 共蒸發Cu（InGa）Se
7.3.4 預製層反應工藝
7.3.5 其他沉積方法
7.4 銅銦鎵硒電池器件製備
7.4.1 化學水浴沉積（CBD）
7.4.2 介面效應
7.4.3 其他沉積方法
7.4.4 其他緩衝層
7.4.5 透明導電層
7.4.6 高阻窗口層
7.4.7 器件完成
7.5 銅銦鎵硒電池的性能評價
7.5.1 光生電流
7.5.2 複合
7.5.3 Cu（InGa）Se2/CdS介面
7.5.4 寬頻隙和漸變帶隙器件
7.6 銅銦鎵硒電池的量產問題
7.6.1 工藝和設備
7.6.2 元件製造
7.6.3 組件行為和穩定性
7.6.4 生產成本
7.6.5 環境問題
7.7 銅銦鎵硒電池技術展望
參考文獻
8 有機光伏電池
8.1 有機和高分子光伏效應的原理
8.1.1 有機材料的光電回應過程
8.1.2 有機/高分子材料的光伏過程
8.2 有機和高分子光伏電池的演化和類型
8.2.1 有機單層光伏電池（肖特基電池）
8.2.2 雙層施主/受主異有機質結光伏電池（唐氏電池）
8.2.3 體異質結有機光伏電池
8.2.4 N型納米顆粒/納米棒與p型高分子複合型光伏電池
8.2.5 雙連續有序納米結構有機光伏電池（BONS）
8.2.6 串聯結構的有機光伏電池
8.2.7 “理想”高效有機光伏電池
8.3 有機和高分子光伏電池的製備和表徵
8.3.1 有機和高分子光伏電池的製備和穩定性
8.3.2 OPV產業的現狀和挑戰
8.3.3 小結和展望
參考文獻
9 染料敏化太陽能電池
9.1 染料敏化太陽能電池基本原理
9.1.1 染料敏化太陽能電池背景介紹
9.1.2 染料敏化太陽能電池工作機理
9.2 染料敏化太陽能電池的結構與材料
9.2.1 TCO 電極
9.2.2 金屬氧化物半導體
9.2.3 染料（光敏劑）
9.2.4 氧化還原電解質
9.2.5 對電極
9.2.6 封裝材料
9.3 染料敏化太陽能電池的發展與應用
9.3.1 染料敏化太陽能電池的穩定性
9.3.2 染料敏化太陽能電池的商業使用
9.3.3 染料敏化太陽能電池組件的工業生產
9.3.4 纖維狀染料敏化太陽能電池
參考文獻
10 高效新概念太陽能電池
10.1 太陽能電池效率分析
10.2 疊層太陽能電池
10.3 中間帶太陽能電池
10.4 上轉換器和下轉換器
10.5 熱載流子太陽能電池
10.5.1 熱載流子能量分析
10.5.2 熱載流子太陽能電池結構
10.6 碰撞電離太陽能電池
10.7 熱光伏太陽能電池和熱光子轉換器
參考文獻
11 光伏元件在發電系統中的應用
11.1 光伏組件自身成本及其對BOS的影響
11.2 光伏元件對系統發電量的影響
11.2.1 光伏元件結構對系統發電量的影響
11.2.2 系統中光伏元件的一致性對系統發電量的影響
11.2.3 光伏元件類型對系統發電量的影響
11.3 光伏組件的安全性
11.4 光伏組件能量回收期
11.5 光伏組件的回收
11.6 光伏發電系統的經濟性
