氣候變化是當(dāng)今人類(lèi)社會(huì)面臨的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)之一。開(kāi)發(fā)和利用可再生能源，以擺脫對(duì)化石燃料的依賴(lài)，并降低二氧化碳排放量，已經(jīng)成為全球的共識(shí)。我國(guó)已明確提出在2030年前實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰，2060年實(shí)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(guó)太陽(yáng)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(guó)家，對(duì)從事太陽(yáng)能電池生產(chǎn)、設(shè)計(jì)與應(yīng)用的專(zhuān)業(yè)人才的需求也不斷增加。近年來(lái)，太陽(yáng)能電池技術(shù)取得了顯著的進(jìn)步。硅太陽(yáng)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(yáng)能電池已獲得商業(yè)化應(yīng)用。有機(jī)太陽(yáng)能電池、鈣鈦礦太陽(yáng)能電池以及疊層太陽(yáng)能電池等新型太陽(yáng)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(duì)不同類(lèi)型的太陽(yáng)能電池的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)，均要求相關(guān)人員深入理解太陽(yáng)能電池的工作原理，并掌握其基本設(shè)計(jì)方法。因此，本書(shū)主要圍繞太陽(yáng)能電池的原理和設(shè)計(jì)展開(kāi)，全書(shū)共分為11章，從內(nèi)容上可分為4個(gè)部分：1）太陽(yáng)能電池的發(fā)展的歷史、現(xiàn)狀和未來(lái)趨勢(shì)（第1章）。2）太陽(yáng)能電池的工作原理及相關(guān)物理基礎(chǔ)（第2～4章）。3）太陽(yáng)能電池及組件的設(shè)計(jì)方法與表征技術(shù)（第5～8章）。4）太陽(yáng)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(yáng)能電池的發(fā)展歷史、發(fā)展現(xiàn)狀、存在的問(wèn)題及發(fā)展方向。第2）部分主要介紹了太陽(yáng)能電池的相關(guān)物理基礎(chǔ)知識(shí)及太陽(yáng)能電池的工作原理，包括光與半導(dǎo)體的基本性質(zhì)、太陽(yáng)輻射、PN結(jié)形成的機(jī)理、光伏效應(yīng)、太陽(yáng)能電池的工作原理、光生載流子的生成與分離過(guò)程、太陽(yáng)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(shū)的重點(diǎn)內(nèi)容。本部分全面系統(tǒng)地介紹了太陽(yáng)能電池的光學(xué)與電學(xué)損失的主要來(lái)源、影響因素以及優(yōu)化的手段，太陽(yáng)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(yáng)能電池技術(shù)，太陽(yáng)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(wèn)題。此外，本部分針對(duì)太陽(yáng)能電池的表征方法，詳細(xì)介紹了I�睼曲線測(cè)試、量子效率測(cè)試、瞬態(tài)光電測(cè)試、載流子壽命與遷移率測(cè)試，太陽(yáng)能電池電致發(fā)光成像技術(shù)等多種測(cè)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(yáng)能電池的設(shè)計(jì)與優(yōu)化。第4）部分主要介紹了不同類(lèi)型太陽(yáng)能電池的材料和制備技術(shù)，包括晶體硅太陽(yáng)能電池，非晶硅、銅銦鎵硒和碲化鎘等薄膜太陽(yáng)能電池，染料敏化、有機(jī)、量子點(diǎn)、鈣鈦礦和非鉛鈣鈦礦等新型太陽(yáng)能電池，并分別介紹了相關(guān)材料的特性及太陽(yáng)能電池制備工藝與流程，本部分的內(nèi)容涵蓋了常見(jiàn)的太陽(yáng)能電池種類(lèi)。本書(shū)的第1、2、5、8章由李禎編寫(xiě)，第3、6章由李燦編寫(xiě)，第4章由宋霖編寫(xiě)，第7章由肖傳曉編寫(xiě)，第9、10、11章由佟宇和王昆編寫(xiě)。本書(shū)的編寫(xiě)還得到了郅沖陽(yáng)、萬(wàn)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(shū)的編寫(xiě)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(shū)中疏漏、欠妥之處在所難免，懇請(qǐng)廣大讀者批評(píng)指正。編者