太陽電池の基礎と応用

太陽電池の基礎と応用

シリコンから有機・量子ナノまで 
著者名 山口 真史
Martin A. Green
大下 祥雄
小島 信晃
発行元 丸善出版
発行年月日 2010年07月
判型 A5 210×148
ページ数 242ページ
ISBN 978-4-621-08211-9
Cコード 3055
NDCコード 549
ジャンル 物理学 >  応用物理
電気・電子・情報工学

内容紹介

ドイツの気候変動審議会が報告した「2100年の世界エネルギービジョン」によると、2100年には、世界のエネルギーの約7割が、太陽電池を用いた太陽光発電を含む太陽発電で賄われるだろうと予想されている。一方、こうした大きな期待や将来の人類文明の持続的発展への貢献のためには、太陽電池のさらなる高性能化、低コスト化、長寿命化、応用技術などに関する研究開発を含め様々な努力が必要なことは言うまでもない。本書では、重要度が一層増してくる太陽電池について、その基礎から先端応用にいたるまでの全体像について懇切丁寧に解説。この分野をリードする研究者による待望のテキスト。

目次

第1章 太陽電池と太陽光
 1.1 はじめに
 1.2 太陽電池開発の概要
 1.3 太陽光の物理的起源
 1.4 太陽定数
 1.5 地球表面での太陽強度
 1.6 直達光と散乱光
 1.7 太陽の見かけの運動
 1.8 太陽日射データ
 1.9 まとめ
第2章 半導体の基礎特性
 2.1 はじめに
 2.2 結晶構造と方位
 2.3 禁制帯
 2.4 許容状態の占有確率
 2.5 電子と正孔
 2.6 電子と正孔の動力学
 2.7 状態密度
 2.8 電子密度と正孔密度
 2.9 IV族半導体の結合モデル
 2.10 III族,V族のドーパント不純物
 2.11 キャリア密度
 2.12 ドープした半導体におけるフェルミ準位の位置
 2.13 他の不純物の効果
 2.14 キャリア輸送
 2.15 まとめ
第3章 デバイス物理の基礎
 3.1 はじめに
 3.2 半導体と光の相互作用
 3.3 光の吸収
 3.4 再結合過程
 3.5 半導体素子物理の基礎方程式
 3.6 まとめ
第4章 p-n接合ダイオード
 4.1 はじめに
 4.2 p-n接合の静電学
 4.3 接合容量
 4.4 キャリア注入
 4.5 擬中性領域中での拡散電流
 4.6 暗状態における特性
 4.7 光照射下におけるダイオードの特性
 4.8 太陽電池の出力を表すパラメータ
 4.9 太陽電池の有限のサイズがI0に与える影響
 4.10 まとめ
第5章 変換効率の限界と損失
 5.1 はじめに
 5.2 効率限界
 5.3 温度の効果
 5.4 効率損失
 5.5 効率測定
 5.6 まとめ
第6章 結晶シリコン太陽電池
 6.1 はじめに
 6.2 結晶シリコン太陽電池の構造
 6.3 結晶シリコン太陽電池の製造方法
 6.4 結晶シリコン太陽電池の高効率化技術
 6.5 シリコン結晶評価
 6.6 その他最近の動向
 6.7 まとめ
第7章 薄膜シリコン太陽電池
 7.1 アモルファスシリコンの特徴
 7.2 光学的特性
 7.3 電気的特性
 7.4 光劣化
 7.5 アモルファスシリコン太陽電池の構造
 7.6 アモルファスシリコン太陽電池の作製方法
 7.7 最近の動向
 7.8 まとめ
第8章 II-IV族およびカルコパイライト化合物太陽電池
 8.1 はじめに
 8.2 CIS,CdTeおよびII-VI族化合物半導体の物性
 8.3 化合物多結晶薄膜の物性と太陽電池特性
 8.4 CIGS系太陽電池の構造,作成方法と太陽電池特性
 8.5 CdTe太陽電池の構造,作成方法と太陽電池特性
 8.6 II-VI族化合物およびCIGS系太陽電池の課題
第9章 高効率III-V族太陽電池の基礎
 9.1 はじめに
 9.2 III-V族化合物半導体の基礎物性とIII-V族化合物太陽電池の特徴
 9.3 多接合構造太陽電池高効率化の基礎
第10章 III-V族多接合および集光型太陽電池
 10.1 はじめに
 10.2 多接合太陽電池の高効率化の可能性
 10.3 多接合太陽電池の高効率化
 10.4 低コスト化を狙った集光型太陽電池
 10.5 III-V族多接合および集光型太陽電池の将来展望
第11章 有機系薄膜太陽電池
 11.1 はじめに
 11.2 有機薄膜太陽電池
 11.3 色素増感太陽電池
第12章 量子ナノ構造太陽電池
 12.1 はじめに
 12.2 半導体量子構造の電子状態
 12.3 多重量井戸構造太陽電池,量子ドット超格子構造太陽電池
 12.4 中間バンド型太陽電池
 12.5 ホットキャリア型太陽電池,マルチエキシトン生成(MEG)型太陽電池
 12.6 まとめ
第13章 太陽電池技術の将来展望
 13.1 はじめに
 13.2 太陽電池の市場展望
 13.3 各種太陽電池の技術開発課題
 13.4 太陽電池生産技術の展望
 13.5 太陽電池および太陽光発電の今後の展望
【付録1】物理定数
【付録2】シリコンの主な物性値
【付録3】数式に出てくる記号一覧

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