本書體現了作者對于太瓦級太陽能光伏的一些絆腳石和瓶頸的觀點。原材料的可獲取性，太陽電池制造過程的能量消耗，太陽能電力的存儲，到了壽命終點的太陽能組件的回收，都有可能阻止或者嚴重地延緩太陽能光伏的規模化。在簡單地討論當前太陽電池技術的現狀、物理和制造之后，本書盡最大可能定量地分析了太瓦級太陽能光伏中的這些絆腳石和瓶頸。本書也討論了一些解決上述絆腳石和瓶頸的令人深思的想法。
本書面向的主要是對能源具有普遍的興趣同時具有少量技術背景的讀者。本書讀者最好具有科學或者工程的本科學位，但并不需要是太陽能光伏的專家。
太陽能電力要成為我們生活中的重要的能源來源，光伏的使用規模必須達到幾十乃至幾百太瓦（峰值）。太陽能光伏所需要的規模產生了許多在其他半導體技術中未曾遇到的絆腳石和瓶頸。本書中絆腳石是指那些如果不解決將會阻止太陽能光伏達到太瓦級水平的問題。瓶頸是指在太陽能光伏中我們希望克服但是在無法解決的情況下可以容忍的困難。效率和成本是瓶頸問題，采用現有產業化太陽電池技術要達到太瓦級水平還存在著更多的基本限制。 本書體現了作者對于太瓦級太陽能光伏的一些絆腳石和瓶頸的觀點。原材料的可獲取性，太陽電池制造過程中的能量消耗，太陽能電力的存儲，到了壽命終點的太陽能組件的回收，都有可能阻止或者嚴重地延緩太陽能光伏的規模化。在簡單地討論當前太陽電池技術的現狀、物理和制造之后，本書盡**可能定量地分析了太瓦級太陽能光伏中的這些絆腳石和瓶頸。本書也討論了一些解決上述絆腳石和瓶頸的令人深思的想法。
陶萌博士現在是亞利桑那州立大學電子、計算機和能源工程學院的教授。他在江西冶金學院獲得冶金本科學位，在浙江大學獲得材料科學與工程碩士學位，在伊利諾伊大學厄巴納-香檳分校獲得材料科學與工程博士學位。他的職業生涯中有9年在浙江大學硅材料國家重點實驗室工作,并且在德克薩斯大學阿靈頓分校電子工程系擔任教授10年。他現在的研究涵蓋了在太瓦級太陽能光伏中的許多課題，包括地球中高豐度的材料作為薄膜電池中的光吸收層和透明電極；采用地球中高豐度的鋁替代晶體硅太陽電池中的銀電極；太陽能級硅和晶體硅組件回收中高能效的電化學提純；用于太陽能電力存儲的太陽能電力電解。他的研究工作展示了無表面態的Si(100)表面，從而實現了硅上創紀錄的低和高的肖特基勢壘。他的研究工作也為多種化學氣相沉積過程的生長行為開發了一致的可預測的模型。他在位于紐約奧爾巴尼的SEMATECH下的美國光伏制造聯盟的建立中起了重要作用。自2006年以來他一直是美國電化學學會21世紀光伏研討會的組織者。宋偉杰博士現在是中國科學院寧波材料技術與工程研究所研究員，他在清華大學化學系獲得化學本科和物理化學博士學位。在日本物質材料研究機構從事四年半博士后研究后進入中國科學院工作。他現在的研究涵蓋了薄膜太陽電池和太陽電池共性技術中的許多課題，包括低成本薄膜電池原材料；高效薄膜電池光管理；透明導電薄膜電極技術；光伏玻璃減反射膜技術；光伏分布式和離網式應用技術。迄今為止他在國際期刊發表研究論文110多篇，授權中國發明專利30多項。
原書前言
關于作者
關于譯者
第1章重大的能源挑戰1
1.1太陽能3
1.2本書范圍5
參考文獻6
第2章太陽能光伏現狀7
2.1轉換效率7
2.2成本10
2.3市場14
參考文獻17
第3章太陽電池的物理19
3.1太陽電池的分類19
3.2太陽電池的工作原理21
3.2.1太陽電池中的光吸收21
3.2.2太陽電池中的電荷分離24
3.3太陽電池中的損耗機制27
3.3.1光學損耗28
3.3.2復合損耗31
3.3.3電阻損耗35
3.4太陽電池參數38
參考文獻40
第4章晶體硅太陽電池和組件的制造41
4.1多晶硅原料41
4.2單晶硅片43
4.3晶體硅太陽電池和組件45
4.4硅片制造的替代工藝48
4.5太陽能光伏的主要問題初探50
參考文獻52
第5章太瓦級太陽能光伏的絆腳石53
5.1太瓦級太陽能光伏的要求53
5.1.1材料要求54
5.1.2器件要求56
5.1.3現有電池技術的缺點56
5.2原材料的可獲取性57
5.2.1碲化鎘58
5.2.2銅銦鎵硒59
5.2.3晶體硅59
5.2.4薄膜硅60
5.2.5材料可獲取性總結61
5.3原材料的年產量62
5.4晶體硅太陽電池和組件的能量消耗63
5.5太瓦級太陽能光伏的其他絆腳石66
5.5.1太陽能電力的存儲66
5.5.2太陽能組件的回收67
參考文獻69
第6章太瓦級太陽能光伏之路70
6.1太瓦級晶體硅太陽能光伏70
6.1.1銀前電極的替代71
6.1.2硅片的低能耗生產74
6.1.3硅錠的快速低損耗切割77
6.2太瓦級薄膜太陽能光伏78
6.2.1薄膜硅太陽能光伏79
6.2.2硅之后的薄膜太陽能光伏80
6.3太陽能電力的太瓦級存儲84
參考文獻88
第7章結語90
參考文獻92
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