太阳能物理

译者序
原书前言
第1章绪论
1．1太阳能
1．2走向后石油时代
1．3其他可再生能源
1．3．1水力发电
1．3．2风力发电
1．3．3生物质和生质能
1．3．4浅层地热能
1．3．5深层地热能
1．4太阳光伏基础
1．4．1现代太阳电池的诞生
1．4．2太阳电池的相关概念
1．4．3太阳电池的类型
1．4．4能量平衡
1．5物理范畴之外
1．5．1太阳能与经济
1．5．2太阳能与和平
1．5．3世界各地的太阳能热水器
1．5．4光伏：趋向电网平价
习题
第2章太阳辐射特性
2．1光作为电磁波
2．1．1麦克斯韦方程
2．1．2矢量势
2．1．3电磁波
2．1．4平面波
2．1．5光的偏振
2．1．6电子在电场和磁场中的运动
2．2光学薄膜
2．2．1相对电介质常数和折射率
2．2．2能量守恒和P0ynting矢量
2．2．3菲涅尔公式
2．3黑体辐射
2．3．1 Rayleigh-Jeans定律
2．3．2普朗克公式和斯特藩-玻尔兹曼定律
2．4光电效应和光子概念
2．4．1爱因斯坦的光子理论
2．4．2 Millikan的实验验证
2．4．3波粒二象性
2．5爱因斯坦的黑体方程推导
习题
第3章太阳能起源
3．1太阳的基本参数
3．1．1距离
3．1．2质量
3．1．3半径
3．1．4发射功率
3．1．5表面温度
3．1．6元素组成
3．2 Kelvin-Helmholtz时间尺度
3．3太阳能的来源
3．3．1 p-p链
3．3．2碳链
3．3．3太阳的内部结构
习题
第4章跟踪太阳光
4．1地球自转：纬度和经度
4．2天球
4．2．1坐标变换：直角坐标系
4．2．2坐标变换：球面三角法
4．3基于太阳时的处理
4．3．1黄赤交角和太阳赤纬
4．3．2日出时间与日落时间
4．3．3任意表面上的直接太阳辐射
4．3．4每日直接太阳辐射能量
4．3．5 24节气
4．4基于标准时的处理
4．4．1恒星时和太阳时
4．4．2太阳的赤经
4．4．3起源于黄赤交角的时差
4．4．4远日点和近日点
4．4．5起源于地球轨道离心率的时差
4．4．6时间方程
4．4．7太阳的赤纬
4．4．8太阳的日行迹
习题
第5章太阳光与地球的相互作用
5．1辐射与物质的相互作用
5．1．1吸收率、反射率和透射率
5．1．2发射率和基尔霍夫定律
5．1．3 Bouguer-Lambert-Beer定律
5．2太阳光与大气层的相互作用
5．2．1 AM1．5的日射光谱辐照度
5．2．2年均日照图
5．2．3晴朗指数
5．2．4直射和漫射太阳辐射
5．3渗透到地球的太阳能
习题
第6章太阳能热力学
6．1定义
6．2热力学第一定律
6．3热力学第二定律
6．3．1卡诺循环
6．3．2热力学温度
6．3．3熵
6．4热力学函数
6．4．1自由能
6．4．2焓
6．4．3吉布斯(Gibbs)自由能
6．4．4化学势
6．5理想气体
6．6地源热泵和空调
6．6．1原理
6．6．2性能系数
6．6．3蒸气压缩热泵和制冷机
6．6．4地热交换器
习题
第7章量子跃迁
7．1量子力学的基本概念
7．1．1量子态：能级和波函数
7．1．2动态变量和运动方程
7．1．3一维势阱
7．1．4氢原子
7．2多电子原子系统
7．2．1单电子近似
7．2．2量子态的直接观测
7．2．3分子的量子态：HOMO和LUMO
7．2．4纳米晶体的量子态
7．3黄金法则
7．3．1周期性扰动的时变微扰
7．3．2连续光谱的黄金法则
7．3．3细致平衡原理
7．4与光子的交互作用
习题
第8章pn结
8．1半导体
8．1．1导体、半导体和绝缘体
8．1．2电子和空穴
8．1．3 p型和n型半导体
8．2 pn结的形成
8．3 pn结分析
8．3．1偏置电压效应
8．3．2过剩少数载流子的寿命
8．3．3 pn结电流
8．3．4 Shockley方程
习题
第9章半导体太阳电池
9．1基本概念
9．1．1电能产生
9．1．2太阳电池方程
9．1．3最大功率和填充因子
9．2 Shockley-Queisser极限
9．2．1效率上限
9．2．2载流子复合时间的影响
9．2．3细致平衡处理
9．2．4额定效率
9．2．5shockley-Queisser效率极限
9．2．6 AM1．5辐射的效率极限
9．3无辐射复合过程
9．3．1俄歇复合
9．3．2陷阱态复合
9．3．3表面态复合
9．4抗反射涂层
9．4．1矩阵法
9．4．2单层抗反射涂层
9．4．3双层抗反射涂层
9．5晶体硅太阳电池
9．5．1纯硅的生产
9．5．2太阳电池设计和处理
9．5．3模块组装
9．6薄膜太阳电池
9．6．1 CdTe太阳电池
9．6．2 CIGS太阳电池
9．6．3非晶硅薄膜太阳电池
9．7叠层太阳电池
习题
第10章太阳能电化学
10．1光合作用的物理学
10．1．1叶绿素
10．1．2 ATP：生物界的通用储能单元
10．1．3 NADPH和NADP+
10．1．4卡尔文循环
lO．1．5 C4植物与C3植物
10．1．6叶绿体
10．1．7光合作用的效率
10．2人工光合作用
10．3转基因藻类
10．4染料敏化太阳电池
10．5双层有机太阳电池
习题
第11章太阳热能
11．1早期太阳热能应用
11．2太阳能集热器
11．2．1选择性吸收表面
11．2．2平板太阳能集热器
11．2．3全玻璃真空管太阳能集热器
11．2．4热管式太阳能集热器
11．2．5高压真空管太阳能集热器
11．3太阳能热水器
11．3．1具有热管式太阳能集热器的系统
11．3．2具有承压热交换器的系统
11．3．3具有独立热交换水箱的系统
11．4太阳热发电
11．4．1抛物面槽式聚光器
11．4．2定日镜和中央接收器
11．4．3抛物面碟状聚光器和Stirling发动机
11．4．4太阳能的组合集成
11．4．5线性菲涅尔反射聚光器
习题
第12章能量存储
12．1显热存储
12．1．1 水
12．1．2固体显热存储材料
12．1．3合成油与填充床
12．2相变存储
12．2．1水．冰系统
12．2．2石蜡和其他有机材料
12．2．3盐水合物
12．2．4 PCM封装
12．3蓄电池
12．3．1蓄电池的电化学
12．3．2铅酸蓄电池
12．3．3镍氢蓄电池
12．3．4锂电池
12．3．5锂的矿产资源
12．4太阳能和电动汽车
习题
第13章阳光建筑
13．1早期太阳能建筑
13．1．1古代太阳能建筑
13．1．2中国农村房屋的整体结构
13．2建筑材料
13．2．1热阻
13．2．2比热阻
13．2．3热导系数：U值
13．2．4热质
13．2．5玻璃窗
13．3整体设计举例
13．4太阳能社区的土地利用
习题
附录
附录A能量单位转换
附录B球面三角学
B．1球面三角形
B．2余弦公式
B．3正弦公式
B．4公式C
习题
附录C量子力学基础
C．1谐振子
C．2角动量
C．3氢原子
附录D粒子统计
D．1麦克斯韦一玻尔兹曼统计
D．2费米-狄拉克统计
附录E AM1．5参考太阳光谱
符号列表
参考文献