太瓦级太阳能光伏 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

作  者:(美)陶萌 著;宋伟杰 译 著作 定  价:48 出 版 社:机械工业出版社 出版日期:2016年01月01日 页  数:92 装  帧:平装 ISBN:9787111520146 ●原书前言
●关于作者
●关于译者
●第1章  重大的能源挑战
●1.1 太阳能
●1.2 本书范围
●参考文献
●第2章  太阳能光伏现状
●2.1 转换效率
●2.2 成本
●2.3 市场
●参考文献
●第3章  太阳电池的物理
●3.1 太阳电池的分类
●3.2 太阳电池的工作原理
●3.2.1 太阳电池中的光吸收
●3.2.2 太阳电池中的电荷分离
●3.3 太阳电池中的损耗机制
●3.3.1 光学损耗
●3.3.2 复合损耗
●部分目录

内容简介

《太瓦级太阳能光伏－－绊脚石和机会》体现了作者陶萌对于太瓦级太阳能光伏的一些绊脚石和瓶颈的观点。原材料的可获取性，太阳电池制造过程的能量消耗，太阳能电力的存储，到了寿命终点的太阳能组件的回收，都有可能阻止或者严重地延缓太阳能光伏的规模化。在简单地讨论当前太阳电池技术的现状、物理和制造之后，本书尽优选可能定量地分析了太瓦级太阳能光伏中的这些绊脚石和瓶颈。本书也讨论了一些解决上述绊脚石和瓶颈的令人深思的想法。
本书面向的主要是对能源具有普遍的兴趣同时具有少量技术背景的读者。本书读者优选具有科学或者工程的本科学位，但并不需要是太阳能光伏的专家。
(美)陶萌 著;宋伟杰 译 著作 陶萌，博士，现在是亚利桑那州立大学电子、计算机和能源工程学院的教授。他在江西冶金学院获得冶金本科学位，在浙江大学获得材料科学与工程硕士学位，在伊利诺伊大学厄巴纳－香槟分校获得材料科学与工程博士学位。他的职业生涯中有9年在浙江大学硅材料国家重点实验室工作，并且在德萨斯大学阿灵顿分校电子工程系担任教授10年。他现在的研究涵盖了在太瓦级太阳能光伏中的许多课题，包括地球中高丰度的材料作为薄膜电池中的光吸收层和透明电极；采用地球中高丰度的铝替代晶体硅太阳电池中的银电极；太阳能级硅和晶体硅组件回收中高能效的电化学提纯；用于太阳能电力存储的太阳能电力电解。他的研究工作展示了无表面态的Si（100）表面，从而等 原书前言
    本书尝试提供太阳能光伏较为全面的图景。它超YUE了诸如太阳电池物理、制造、成本和效率等通常讨论的关于太阳能光伏的话题。本书想为“什么是阻碍太阳能光伏未来成为能源的重要组成部分”这一问题提供一些深入的思考。换句话说，太阳能光伏在我们未来的能源结构中会扮演多重要的角色？这当然不是一个简单的任务，特别是对于一个作者来说。读者将会发现，本书包含的问题多于答案。
    太阳能电力要成为我们生活中的重要的能源来源，光伏的使用规模必须达到几十乃至几百太瓦（峰值）。太阳能光伏所需要的规模产生了许多在其他半导体技术中未曾遇到的绊脚石和瓶颈。本书中绊脚石是指那些如果不解决将会阻止太阳能光伏达到太瓦级水平的问题。瓶颈是指在太阳能光伏中我们希望克服但是在无法解决的情况下可以容忍的困难。效率和成本是瓶等

聚焦传统能源转型与全球能源治理的深度探析 《能源矩阵重构：化石燃料、核能与智能电网的未来图景》 本书导言： 在人类文明高速发展的今天，能源已成为驱动社会进步、决定国家竞争力的核心要素。然而，我们正站在一个关键的十字路口：如何在全球气候变化压力、地缘政治冲突加剧以及技术快速迭代的背景下，确保能源供应的稳定、经济与环境可持续性？本书并非聚焦于新兴可再生能源的某一种特定技术路径，而是以宏大、审慎的视角，对当前全球能源结构中的三大支柱——化石燃料（煤炭、石油、天然气）、核能，以及支撑未来能源体系高效运行的智能电网与储能技术——进行一次彻底、深入的梳理与批判性分析。 本书旨在为政策制定者、能源行业高管、战略研究人员以及关注全球宏观经济与环境议题的读者，提供一个全面、多维度的能源生态系统观察框架。我们摒弃了单纯的技术乐观主义或末日悲观论，力图在复杂的现实制约中，探寻最务实、最负责任的能源转型路径。 --- 第一部分：化石燃料的“黄昏”与“残阳红”——结构性依赖与转型压力 本部分深入剖析了煤炭、石油和天然气在过去两个世纪中对全球工业化和生活水平提升所起的决定性作用，同时也毫不留情地揭示了其固有的不可持续性。 第一章：煤炭的生命周期审视 这一章详细考察了全球煤炭储量、开采成本（包括环境外部成本）以及不同地区（如亚洲的工业化腹地与欧美成熟市场）的煤电结构差异。重点分析了“超超临界”与“先进燃煤技术”在减排潜力上的理论极限。我们没有讨论太阳能光伏的效率提升，而是着重分析了碳捕集、利用与封存（CCUS）技术在经济可行性、长期安全性及规模化部署上面临的工程、法律与社会阻力。本书认为，CCUS并非能源转型的终极救赎，而是在特定工业场景中延缓结构性调整的过渡工具。同时，详细比较了无烟煤、褐煤等不同煤种的燃烧特性与污染物排放差异。 第二章：石油与地缘政治的交织 石油是现代交通和石化工业的血液。本章的重点是分析“后廉价石油时代”的特征。我们探讨了非常规油气（如页岩油、油砂）的开采对地质结构、水资源利用和甲烷泄漏的影响。更重要的是，本书利用历史案例，分析了OPEC+决策机制的演变、战略石油储备（SPR）的政治功能，以及能源供应链中对狭窄海峡（如霍尔木兹海峡）的过度依赖所带来的系统性风险。我们关注的是如何通过能源效率提升和交通电气化（非光伏驱动）来降低需求，而非仅关注替代能源的供给侧变化。 第三章：天然气——“过渡燃料”的悖论 天然气因其相对较低的碳排放强度，被广泛视为衔接煤炭与零碳能源的桥梁。本章对天然气的“过渡性”提出了质疑。深入研究了液化天然气（LNG）贸易的复杂性，包括其对全球物流和定价机制的重塑。重点分析了天然气开采和运输过程中不可避免的甲烷（CH4）泄漏问题——甲烷作为短期强效温室气体的影响力，如何抵消了其在燃烧阶段的减排收益。本书强调，对天然气基础设施的长期锁定投资，可能会阻碍更彻底的能源转型决策。 --- 第二部分：核能的再评估——安全、成本与下一代反应堆技术 在零碳基荷电力的争论中，核能始终占据核心地位。本部分摈弃了对辐射恐慌的渲染，专注于核能的工程经济学、安全管理和未来技术路线。 第四章：传统核能的成本曲线与社会接受度 本章详细对比了第三代核反应堆（如AP1000、EPR）的实际建设周期、超支情况以及其与传统火力发电站的度电成本（LCOE）分析。探讨了核电站选址、公众听证会机制以及退役成本的准确核算问题。我们分析了法国、韩国、中国等主要核电大国的不同发展模式及其对国家能源独立的意义。 第五章：小型模块化反应堆（SMR）的潜力与挑战 SMR被视为解决传统核电高成本和长工期的潜在方案。本章从工程物理角度审视了SMR的固有安全特性，如非能动安全系统。然而，本书也批判性地指出了SMR面临的监管障碍、供应链成熟度不足以及燃料循环（特别是高丰度低浓缩铀，HALEU）的供应瓶颈。这些挑战使得SMR的商业化前景，远比理论模型展示的更为复杂。 第六章：乏燃料管理与核不扩散 核燃料后处理和乏燃料地质处置是核能可持续性的终极难题。本章详述了“再处理”与“一次通过循环”的经济与安全权衡。对地质处置库的选址争议、长期监测技术及潜在的跨代际责任问题进行了深入探讨。此外，还分析了核技术扩散风险与国际原子能机构（IAEA）的监管框架。 --- 第三部分：电网的神经系统——智能化、韧性与跨区域互联 无论电力来源如何，最终都需要一个可靠的传输分配网络。本部分聚焦于支撑现代电网运行的关键基础设施的进化。 第七章：电网的数字化转型与网络安全 现代电力系统正从集中式、单向流向分布式、双向流转变。本章的核心是“电网韧性”（Grid Resilience）。详细分析了智能电表、先进计量基础设施（AMI）的部署如何提升电网的实时感知能力，以及由此带来的网络攻击面扩大问题。我们探讨了工业控制系统（ICS）的安全标准、电磁脉冲（EMP）防御策略，以及如何设计能够抵御极端天气或恶意攻击的自愈合电网架构。 第八章：大规模储能技术：化学电池之外的选择 在讨论电网灵活性时，储能是关键。本书对锂离子电池的资源依赖性、能量密度局限性、以及热失控风险进行了客观评估。重点转向了非化学储能方案的工程潜力，包括： 1. 压缩空气储能（CAES）：地质构造要求与效率衰减分析。 2. 重力储能：模块化、场地适应性及能量回收机制。 3. 飞轮储能：在电能质量调控与短时高功率输出中的不可替代性。 第九章：跨区域输电的经济地理学与政策壁垒 构建超级电网以平衡区域负荷是提高整体效率的途径之一。本章分析了特高压直流输电（HVDC）技术的优势及其在长距离传输中的损耗控制。然而，更具挑战性的是跨省、跨国电网互联所面临的监管碎片化、电价机制不统一、以及电网所有权结构的政治经济学难题。本书强调，技术可行性常常被制度壁垒所阻碍。 --- 结论：能源治理的系统性思维 本书总结认为，全球能源系统正经历一场痛苦的“去中心化”与“再集成”的复杂过程。任何单一技术的突破都无法解决系统的结构性问题。真正的能源安全与可持续性，依赖于对化石燃料的负责任退出、核能的审慎定位、以及电网基础设施的智能化升级三者之间复杂的政策协调与技术集成能力。本书为读者提供了一个清晰的地图，以导航这场宏大而紧迫的能源矩阵重构。