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第一章 导论1

1.1 热光伏发电的重要性1

1.1.1 能源方面1

1.1.2 技术方面1

1.2 太阳能光伏和热光伏电池转换效率对比2

1.2.1 太阳能光伏发电2

1.2.2 热光伏3

1.3 热光伏系统文献5

1.4 发展历史5

1.5 通用型热光伏系统的能量平衡和效率7

第一部分 单个组件17

第二章 辐射器（发射器）17

2.1 概述17

2.2 辐射器的热稳定性17

2.3 宽频陶瓷辐射器19

2.3.1 氧化物基陶瓷20

2.3.2 非氧化物基陶瓷20

2.4 基于过渡金属氧化物的选择性辐射器21

2.4.1 f-过渡金属氧化物22

2.4.2 d-过渡金属氧化物22

2.4.3 光学厚辐射器22

2.4.4 光学薄辐射器24

2.5 金属辐射器25

2.5.1 材料选择25

2.5.2 微结构和纳米结构27

2.6 其他新型辐射器材料和理念28

2.7 总结28

第三章 滤波器37

3.1 概述37

3.2 腔体内的绝缘体材料（隔热罩）39

3.2.1 晶体材料40

3.2.2 非晶材料（玻璃）41

3.3 频率选择表面（FSS）滤波器44

3.4 透明导电氧化物（TCO）滤波器45

3.5 全介质滤波器46

3.6 金属-介质滤波器47

3.7 复合介质-TCO滤波器47

3.8 其他滤波器概念48

3.9 总结48

第四章 光伏电池57

4.1 概述57

4.2 光伏电池理论57

4.2.1 伏安特性58

4.2.2 暗饱和电流密度59

4.2.3 收集效率61

4.2.4 电压因子62

4.2.5 填充因子63

4.2.6 理想的光伏电池相关效率65

4.3 制造技术和外延生长66

4.4 光伏电池的光谱控制设计68

4.4.1 前表面滤波器（FSFs）68

4.4.2 背反射器（BSRs）和埋层反射器68

4.5 Ⅳ族半导体69

4.5.1 硅（Si）69

4.5.2 锗（Ge）69

4.5.3 硅-锗（SiGe）70

4.6 Ⅲ-Ⅴ族半导体70

4.6.1 锑化镓（GaSb）70

4.6.2 铟镓砷（InGaAs）72

4.6.3 锑砷化铟镓（InGaAsSb）73

4.7 其他材料与方面73

4.7.1 串联电池73

4.7.2 可供选择的半导体，电池设计和概念74

4.7.3 光伏电池效率的测试76

4.7.4 光伏电池冷却76

4.7.5 辅助电子元件77

4.8 总结77

第二部分 系统95

第五章 热传递理论和系统建模95

5.1 概述95

5.2 热传导96

5.3 对流热传递97

5.4 辐射98

5.4.1 辐射的吸收98

5.4.2 辐射的发射99

5.4.3 表面的辐射相互作用101

5.4.4 热光伏空腔内的辐射传热102

5.4.5 参与介质的辐射传热103

5.4.6 折射率增强的辐射传热105

5.5 复合传热模式105

5.6 总结106

第六章 空腔设计和光学控制111

6.1 概述111

6.2 最终效率和功率密度（上限）112

6.2.1 太阳能光伏转换112

6.2.2 未采用光谱控制的热光伏转换系统113

6.2.3 采用光谱控制的热光伏转换系统114

6.2.4 小 结118

6.3 热光伏空腔的布置119

6.3.1 镜面使用最小化结构120

6.3.2 配备镜面的管状与平面结构121

6.3.3 空腔内的准直仪和聚光器122

6.3.4 通过电介质中全内反射实现辐射引导123

6.4 隔热设计123

6.4.1 隔热材料123

6.4.2 反射隔热设计125

6.5 热光伏相关的新概念126

6.5.1 热光子126

6.5.2 介电光子聚光127

6.5.3 微型发电机128

6.5.4 黑体泵浦激光129

6.5.5 热光伏与其他转换器级联129

6.6 总结130

第七章 其他发电技术评述143

7.1 概述143

7.2 热机发电机143

7.2.1 内燃发电机144

7.2.2 外燃发电机145

7.3 电化学电池145

7.3.1 一次性电池和蓄电池（电池）145

7.3.2 第三代电池（燃料电池）147

7.4 热-电直接转换器148

7.4.1 热电式转换器149

7.4.2 碱金属热-电转换器（AMTEC）150

7.4.3 热离子转换器152

7.5 太阳能光伏电池系统153

7.6 热光伏的总结、讨论和比较153

第八章 热光伏发电机的应用163

8.1 概述163

8.1.1 热 源163

8.1.2 热光伏应用的文献163

8.1.3 应用评估的假设165

8.2 核能发电机169

8.2.1 核热源169

8.2.2 核能的应用169

8.3 太阳能发电机170

8.3.1 太阳能热源170

8.3.2 太阳能的应用173

8.4 燃烧发电机176

8.4.1 燃烧热源176

8.4.2 燃烧应用：便携式电源181

8.4.3 燃烧应用：不间断电源182

8.4.4 燃烧应用：远程供电183

8.4.5 燃烧应用：交通部门186

8.4.6 燃烧应用：热电联产189

8.5 余热回收发电机194

8.5.1 余热来源194

8.5.2 余热应用：自供电加热194

8.5.3 余热应用：工业高温过程196

8.6 总结199