太瓦級太陽能光伏 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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[美] 陶萌著宋偉傑譯 著

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齣版社： 機械工業齣版社

ISBN：9787111520146

商品編碼：10102365533

齣版時間：2016-01-01

作  者:(美)陶萌 著;宋偉傑 譯 著作 定  價:48 齣 版 社:機械工業齣版社 齣版日期:2016年01月01日 頁  數:92 裝  幀:平裝 ISBN:9787111520146 ●原書前言
●關於作者
●關於譯者
●第1章  重大的能源挑戰
●1.1 太陽能
●1.2 本書範圍
●參考文獻
●第2章  太陽能光伏現狀
●2.1 轉換效率
●2.2 成本
●2.3 市場
●參考文獻
●第3章  太陽電池的物理
●3.1 太陽電池的分類
●3.2 太陽電池的工作原理
●3.2.1 太陽電池中的光吸收
●3.2.2 太陽電池中的電荷分離
●3.3 太陽電池中的損耗機製
●3.3.1 光學損耗
●3.3.2 復閤損耗
●部分目錄

內容簡介

《太瓦級太陽能光伏－－絆腳石和機會》體現瞭作者陶萌對於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，太陽電池製造過程的能量消耗，太陽能電力的存儲，到瞭壽命終點的太陽能組件的迴收，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、物理和製造之後，本書盡優選可能定量地分析瞭太瓦級太陽能光伏中的這些絆腳石和瓶頸。本書也討論瞭一些解決上述絆腳石和瓶頸的令人深思的想法。
本書麵嚮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。本書讀者優選具有科學或者工程的本科學位，但並不需要是太陽能光伏的專傢。
(美)陶萌 著;宋偉傑 譯 著作 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年在浙江大學矽材料國傢重點實驗室工作，並且在德薩斯大學阿靈頓分校電子工程係擔任教授10年。他現在的研究涵蓋瞭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矽太陽電池中的銀電極；太陽能級矽和晶體矽組件迴收中高能效的電化學提純；用於太陽能電力存儲的太陽能電力電解。他的研究工作展示瞭無錶麵態的Si（100）錶麵，從而等 原書前言
    本書嘗試提供太陽能光伏較為全麵的圖景。它超YUE瞭諸如太陽電池物理、製造、成本和效率等通常討論的關於太陽能光伏的話題。本書想為“什麼是阻礙太陽能光伏未來成為能源的重要組成部分”這一問題提供一些深入的思考。換句話說，太陽能光伏在我們未來的能源結構中會扮演多重要的角色？這當然不是一個簡單的任務，特彆是對於一個作者來說。讀者將會發現，本書包含的問題多於答案。
    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産生瞭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剋服但是在無法解決的情況下可以容忍的睏難。效率和成本是瓶等

聚焦傳統能源轉型與全球能源治理的深度探析 《能源矩陣重構：化石燃料、核能與智能電網的未來圖景》 本書導言： 在人類文明高速發展的今天，能源已成為驅動社會進步、決定國傢競爭力的核心要素。然而，我們正站在一個關鍵的十字路口：如何在全球氣候變化壓力、地緣政治衝突加劇以及技術快速迭代的背景下，確保能源供應的穩定、經濟與環境可持續性？本書並非聚焦於新興可再生能源的某一種特定技術路徑，而是以宏大、審慎的視角，對當前全球能源結構中的三大支柱——化石燃料（煤炭、石油、天然氣）、核能，以及支撐未來能源體係高效運行的智能電網與儲能技術——進行一次徹底、深入的梳理與批判性分析。 本書旨在為政策製定者、能源行業高管、戰略研究人員以及關注全球宏觀經濟與環境議題的讀者，提供一個全麵、多維度的能源生態係統觀察框架。我們摒棄瞭單純的技術樂觀主義或末日悲觀論，力圖在復雜的現實製約中，探尋最務實、最負責任的能源轉型路徑。 --- 第一部分：化石燃料的“黃昏”與“殘陽紅”——結構性依賴與轉型壓力 本部分深入剖析瞭煤炭、石油和天然氣在過去兩個世紀中對全球工業化和生活水平提升所起的決定性作用，同時也毫不留情地揭示瞭其固有的不可持續性。 第一章：煤炭的生命周期審視 這一章詳細考察瞭全球煤炭儲量、開采成本（包括環境外部成本）以及不同地區（如亞洲的工業化腹地與歐美成熟市場）的煤電結構差異。重點分析瞭“超超臨界”與“先進燃煤技術”在減排潛力上的理論極限。我們沒有討論太陽能光伏的效率提升，而是著重分析瞭碳捕集、利用與封存（CCUS）技術在經濟可行性、長期安全性及規模化部署上麵臨的工程、法律與社會阻力。本書認為，CCUS並非能源轉型的終極救贖，而是在特定工業場景中延緩結構性調整的過渡工具。同時，詳細比較瞭無煙煤、褐煤等不同煤種的燃燒特性與汙染物排放差異。 第二章：石油與地緣政治的交織 石油是現代交通和石化工業的血液。本章的重點是分析“後廉價石油時代”的特徵。我們探討瞭非常規油氣（如頁岩油、油砂）的開采對地質結構、水資源利用和甲烷泄漏的影響。更重要的是，本書利用曆史案例，分析瞭OPEC+決策機製的演變、戰略石油儲備（SPR）的政治功能，以及能源供應鏈中對狹窄海峽（如霍爾木茲海峽）的過度依賴所帶來的係統性風險。我們關注的是如何通過能源效率提升和交通電氣化（非光伏驅動）來降低需求，而非僅關注替代能源的供給側變化。 第三章：天然氣——“過渡燃料”的悖論 天然氣因其相對較低的碳排放強度，被廣泛視為銜接煤炭與零碳能源的橋梁。本章對天然氣的“過渡性”提齣瞭質疑。深入研究瞭液化天然氣（LNG）貿易的復雜性，包括其對全球物流和定價機製的重塑。重點分析瞭天然氣開采和運輸過程中不可避免的甲烷（CH4）泄漏問題——甲烷作為短期強效溫室氣體的影響力，如何抵消瞭其在燃燒階段的減排收益。本書強調，對天然氣基礎設施的長期鎖定投資，可能會阻礙更徹底的能源轉型決策。 --- 第二部分：核能的再評估——安全、成本與下一代反應堆技術 在零碳基荷電力的爭論中，核能始終占據核心地位。本部分擯棄瞭對輻射恐慌的渲染，專注於核能的工程經濟學、安全管理和未來技術路綫。 第四章：傳統核能的成本麯綫與社會接受度 本章詳細對比瞭第三代核反應堆（如AP1000、EPR）的實際建設周期、超支情況以及其與傳統火力發電站的度電成本（LCOE）分析。探討瞭核電站選址、公眾聽證會機製以及退役成本的準確核算問題。我們分析瞭法國、韓國、中國等主要核電大國的不同發展模式及其對國傢能源獨立的意義。 第五章：小型模塊化反應堆（SMR）的潛力與挑戰 SMR被視為解決傳統核電高成本和長工期的潛在方案。本章從工程物理角度審視瞭SMR的固有安全特性，如非能動安全係統。然而，本書也批判性地指齣瞭SMR麵臨的監管障礙、供應鏈成熟度不足以及燃料循環（特彆是高豐度低濃縮鈾，HALEU）的供應瓶頸。這些挑戰使得SMR的商業化前景，遠比理論模型展示的更為復雜。 第六章：乏燃料管理與核不擴散 核燃料後處理和乏燃料地質處置是核能可持續性的終極難題。本章詳述瞭“再處理”與“一次通過循環”的經濟與安全權衡。對地質處置庫的選址爭議、長期監測技術及潛在的跨代際責任問題進行瞭深入探討。此外，還分析瞭核技術擴散風險與國際原子能機構（IAEA）的監管框架。 --- 第三部分：電網的神經係統——智能化、韌性與跨區域互聯 無論電力來源如何，最終都需要一個可靠的傳輸分配網絡。本部分聚焦於支撐現代電網運行的關鍵基礎設施的進化。 第七章：電網的數字化轉型與網絡安全 現代電力係統正從集中式、單嚮流嚮分布式、雙嚮流轉變。本章的核心是“電網韌性”（Grid Resilience）。詳細分析瞭智能電錶、先進計量基礎設施（AMI）的部署如何提升電網的實時感知能力，以及由此帶來的網絡攻擊麵擴大問題。我們探討瞭工業控製係統（ICS）的安全標準、電磁脈衝（EMP）防禦策略，以及如何設計能夠抵禦極端天氣或惡意攻擊的自愈閤電網架構。 第八章：大規模儲能技術：化學電池之外的選擇 在討論電網靈活性時，儲能是關鍵。本書對鋰離子電池的資源依賴性、能量密度局限性、以及熱失控風險進行瞭客觀評估。重點轉嚮瞭非化學儲能方案的工程潛力，包括： 1. 壓縮空氣儲能（CAES）：地質構造要求與效率衰減分析。 2. 重力儲能：模塊化、場地適應性及能量迴收機製。 3. 飛輪儲能：在電能質量調控與短時高功率輸齣中的不可替代性。 第九章：跨區域輸電的經濟地理學與政策壁壘 構建超級電網以平衡區域負荷是提高整體效率的途徑之一。本章分析瞭特高壓直流輸電（HVDC）技術的優勢及其在長距離傳輸中的損耗控製。然而，更具挑戰性的是跨省、跨國電網互聯所麵臨的監管碎片化、電價機製不統一、以及電網所有權結構的政治經濟學難題。本書強調，技術可行性常常被製度壁壘所阻礙。 --- 結論：能源治理的係統性思維 本書總結認為，全球能源係統正經曆一場痛苦的“去中心化”與“再集成”的復雜過程。任何單一技術的突破都無法解決係統的結構性問題。真正的能源安全與可持續性，依賴於對化石燃料的負責任退齣、核能的審慎定位、以及電網基礎設施的智能化升級三者之間復雜的政策協調與技術集成能力。本書為讀者提供瞭一個清晰的地圖，以導航這場宏大而緊迫的能源矩陣重構。

評分☆☆☆☆☆

這本書的排版和圖錶設計是我接觸過的技術書籍裏最具有藝術性的之一。每一張流程圖都像是精心繪製的工程藍圖，綫條流暢，邏輯清晰，即便麵對極其復雜的半導體器件結構，也能通過巧妙的透視圖讓你大緻把握其工作原理。作者在論述過程中引用的曆史文獻和專利介紹也做得非常細緻，很多早期探索者的努力被重新挖掘齣來，讀起來有一種穿越時空與先賢對話的奇妙感覺。我特彆欣賞它對“失敗的嘗試”的客觀記錄，沒有一味地歌頌成功，而是坦誠地分析瞭那些因為成本或穩定性問題而被淘汰的方案，這讓整本書的論述顯得異常的平衡和可信。不過，語言風格上，它太過依賴於嚴謹的學術術語，即便是需要進行類比解釋的地方，也常常使用一些我無法理解的物理概念來打比方，導緻我在閱讀一些關鍵章節時，需要頻繁地查閱其他基礎教材來輔助理解。這更像是一本為同行準備的“進階交流手冊”，而非麵嚮廣大愛好者的普及讀物。

評分☆☆☆☆☆

這本厚厚的書剛拿到手時，我就被它紮實的裝幀和那種沉甸甸的“專業感”鎮住瞭。封麵設計得非常大氣，那種深邃的藍色調，讓人聯想到廣闊的天空和無垠的能源潛力。我本來是對新興技術抱有一點點好奇的普通讀者，翻開目錄纔發現，這哪裏是科普讀物，簡直是一部詳盡的工程學百科全書。它對材料科學的探討深入到瞭納米級彆，我一個外行光是看到那些晶體結構圖和能帶理論的推導，就已經開始頭暈目眩瞭。作者顯然是位深諳此道的專傢，他對光伏轉換效率的瓶頸分析得入木三分，提齣瞭好幾種我聞所未聞的新型復閤材料解決方案。遺憾的是，對於我這種隻關心“裝瞭之後電費能省多少”的實用主義者來說，前幾章的理論深度實在有些“勸退”。我期待的更多是一些麵嚮實際應用和經濟效益的案例分析，而不是如此密集的物理化學公式。不過，對於想要深入研究這個領域的研究生或者工程師而言，這本書無疑是一座金礦，它提供的參照數據和實驗方法論，絕對是業界頂尖水平的參考資料。整體而言，這本書的學術價值無可置疑，但對普通讀者的友好度，可以說是直綫下降。

評分☆☆☆☆☆

我花瞭整整一個周末的時間來啃這本書，老實說，收獲是巨大的，但精神上的消耗也同樣巨大。這本書的特點是“全麵”到令人發指的程度，它不僅涵蓋瞭光吸收層的物理機製，還深入到電荷傳輸層的界麵修飾、封裝材料的熱應力管理，甚至對清洗維護的自動化方案都有所涉及。給我最大的啓發是關於大規模儲能集成方麵的討論，作者提齣瞭一種結閤熱能和電能協同優化的新型集成係統概念，這個思路非常新穎，讓我開始重新審視現有的能源存儲模式。遺憾的是，這種深入到極緻的細節描述，使得全書的重點有些過於分散。有時候，我感覺自己像是在走一個極其復雜的迷宮，雖然每一步都有詳盡的地圖標注，但導航的終點卻總是在迷宮的深處，而不是直接的齣口。對於想要快速掌握某個特定技術點的讀者來說，可能需要花費大量時間在厚厚的章節間進行篩選，缺乏一個清晰的脈絡指引。

評分☆☆☆☆☆

這本書的價值，我認為主要體現在其思想的深度而非操作的簡易性上。它迫使我跳齣瞭“太陽能就是裝闆子”的簡單認知，深入思考光電效應背後的量子力學基礎，以及在極端環境下材料會如何錶現。作者在探討未來發展方嚮時，筆鋒犀利地指齣瞭當前産業化進程中存在的“卡脖子”技術，特彆是對高純度材料製備過程中的環境影響和成本控製提齣瞭極具挑戰性的要求。我印象最深的是其中關於“柔性光伏”在極端氣候下耐久性的分析，那部分的論證邏輯嚴密，數據詳實，讓人不得不正視現有技術推廣的局限性。然而，這本書的結構組織，非常像一篇超長的博士論文，它更傾嚮於展示研究的廣度和深度，而不是提供清晰的閱讀路徑。對於初次接觸這個領域的讀者來說，這本書的門檻高得令人望而卻步，它需要的不僅是時間，更是一種紮實的數理基礎和對前沿科學持續探索的熱情。它是一份獻給未來學者的地圖，而不是給今天旅行者的指南。

評分☆☆☆☆☆

說實話，我帶著一種近乎“尋寶”的心態買瞭這本書，期待能找到一些關於傢庭分布式能源的“秘籍”或者“快速入門指南”。然而，這本書的敘事節奏非常緩慢，它更像是在為未來的某個宏大項目打地基，而不是直接交付成品。書裏用瞭大量的篇幅去論證為什麼我們需要跳齣現有的矽基技術框架，轉而探索鈣鈦礦、量子點這些“下一代”技術。這種宏觀的戰略眼光是值得肯定的，它展現瞭作者對能源未來的深刻洞察和批判性思維。書中對全球能源政策和市場波動的分析部分，倒是寫得非常精彩，充滿瞭對當前能源結構脆弱性的擔憂，讓我這個隻關注技術的讀者也開始思考更深層次的社會經濟影響。但當我真正想知道如何挑選閤適的逆變器、如何進行最優化的係統布局時，這些實操性的內容卻被一筆帶過，似乎作者認為這些“細節”不值得浪費墨水。這種取捨讓我感到有些失落，就好比買瞭一輛超級跑車的說明書，結果裏麵一半是空氣動力學原理，一半是哲學思辨，唯獨油箱蓋怎麼打開沒講清楚。