氣候變化是當(dāng)今人類社會面臨的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)之一。開發(fā)和利用可再生能源，以擺脫對化石燃料的依賴，并降低二氧化碳排放量，已經(jīng)成為全球的共識。我國已明確提出在2030年前實現(xiàn)碳達(dá)峰，2060年實現(xiàn)碳中和的宏偉目標(biāo)。在此背景下，以光伏為代表的新能源在一次能源結(jié)構(gòu)中的占比將逐步提高。我國太陽能電池產(chǎn)量和裝機(jī)容量均位居世界第一，已經(jīng)成為光伏領(lǐng)域的領(lǐng)軍國家，對從事太陽能電池生產(chǎn)、設(shè)計與應(yīng)用的專業(yè)人才的需求也不斷增加。近年來，太陽能電池技術(shù)取得了顯著的進(jìn)步。硅太陽能電池結(jié)構(gòu)不斷迭代更新。非晶硅和碲化鎘等薄膜太陽能電池已獲得商業(yè)化應(yīng)用。有機(jī)太陽能電池、鈣鈦礦太陽能電池以及疊層太陽能電池等新型太陽能電池不斷獲得技術(shù)突破，展現(xiàn)出巨大的應(yīng)用前景。對不同類型的太陽能電池的設(shè)計和開發(fā)，均要求相關(guān)人員深入理解太陽能電池的工作原理，并掌握其基本設(shè)計方法。因此，本書主要圍繞太陽能電池的原理和設(shè)計展開，全書共分為11章，從內(nèi)容上可分為4個部分：1）太陽能電池的發(fā)展的歷史、現(xiàn)狀和未來趨勢（第1章）。2）太陽能電池的工作原理及相關(guān)物理基礎(chǔ)（第2～4章）。3）太陽能電池及組件的設(shè)計方法與表征技術(shù)（第5～8章）。4）太陽能電池材料及制備技術(shù)（第9～11章）。第1）部分詳細(xì)介紹了太陽能電池的發(fā)展歷史、發(fā)展現(xiàn)狀、存在的問題及發(fā)展方向。第2）部分主要介紹了太陽能電池的相關(guān)物理基礎(chǔ)知識及太陽能電池的工作原理，包括光與半導(dǎo)體的基本性質(zhì)、太陽輻射、PN結(jié)形成的機(jī)理、光伏效應(yīng)、太陽能電池的工作原理、光生載流子的生成與分離過程、太陽能電池的主要性能參數(shù)及影響因素等，本部分內(nèi)容為后面章節(jié)奠定了基礎(chǔ)。第3）部分是本書的重點內(nèi)容。本部分全面系統(tǒng)地介紹了太陽能電池的光學(xué)與電學(xué)損失的主要來源、影響因素以及優(yōu)化的手段，太陽能電池的理論效率極限，突破S�睶極限的途徑以及疊層太陽能電池技術(shù)，太陽能電池組件化技術(shù)，封裝技術(shù)及組件應(yīng)用中效率衰減的重要問題。此外，本部分針對太陽能電池的表征方法，詳細(xì)介紹了I�睼曲線測試、量子效率測試、瞬態(tài)光電測試、載流子壽命與遷移率測試，太陽能電池電致發(fā)光成像技術(shù)等多種測試表征技術(shù)。本部分的內(nèi)容可以指導(dǎo)讀者進(jìn)行太陽能電池的設(shè)計與優(yōu)化。第4）部分主要介紹了不同類型太陽能電池的材料和制備技術(shù)，包括晶體硅太陽能電池，非晶硅、銅銦鎵硒和碲化鎘等薄膜太陽能電池，染料敏化、有機(jī)、量子點、鈣鈦礦和非鉛鈣鈦礦等新型太陽能電池，并分別介紹了相關(guān)材料的特性及太陽能電池制備工藝與流程，本部分的內(nèi)容涵蓋了常見的太陽能電池種類。本書的第1、2、5、8章由李禎編寫，第3、6章由李燦編寫，第4章由宋霖編寫，第7章由肖傳曉編寫，第9、10、11章由佟宇和王昆編寫。本書的編寫還得到了郅沖陽、萬志、杜黎明、張尚宸和廖祥宇等同學(xué)的幫助，在此表示感謝。此外，本書的編寫參考了相關(guān)文獻(xiàn)，在此向原作者表示衷心的感謝！由于編者水平有限，書中疏漏、欠妥之處在所難免，懇請廣大讀者批評指正。編者