有什么书里面讲解所有 金属的物理化学性质？

作者：赵中伟,任鸿九

出版社：中南大学出版社

内容简介

本数据手册是为提取冶金工作者选编的。全书共10部分, 分别收集了包括全部重有色金属、贵金属、稀散金属以及铁、锰、铝、钙、镁、硅、砷，及与能源有关的碳、氢、氧等元素和无机化合物的性质数据。书中前7部分属化学冶金基础, 包括有关物理化学性质、 热力学数据、水溶液中的热力学数据、氧化还原电势数据、元素的氧化态与氧化还原电势的关系以及电位-pH图；第8部分为物理冶金基础——状态图。最后两部分则为与新能源有关的超导和半导体的特性数据, 和太阳能电池材料的光学性能。

全书内容丰富, 取材有一定的新颖性和实用性。本书可作为大、中、职业院校冶金工程专业与环境工程专业师生的工具书, 也可供相关专业的科技人员和管理人员参考。

目录

1 铅锌及其共伴生元素的物理化学性质导论

1.1 铅锌及其共伴生元素在元素周期表中的位置

1.1.1 铅锌及其共伴生元素在元素周期表中的位置

1.1.2 铅锌及其共伴生元素的丰度和克拉克值

1.2 铅锌及其共伴生元素的主要物理化学性质简表

1.3 铅锌及其共伴生元素的物理性质

1.3.1 电子层结构

1.3.2 极化率

1.3.3 熔点、熔化焓、沸点、汽化焓

1.3.4 磁化率

1.3.5 不同温度下的蒸气压

1.3.6 不同温度下的密度、表面张力、黏度

1.3.7 铅锌的放射性同位素

1.4 铅锌及其共伴生元素的化学性质

1.4.1 电离能

1.4.2 粒子半径

1.4.3 电子亲和能

1.4.4 离子势

1.4.5 元素电负性

1.4.6 标准氧化还原电势

2 铅锌及其共伴生元素无机化合物的物理性质

2.1 无机化合物的物理性质简表

2.2 熔化焓、汽化焓

2.3 黏度

2.4 介电常数

2.5 不同温度下无机化合物在纯水中的溶解度

2.6 溶度积

2.7 热导率

2.8 水的各种数据

2.9 空气的热力学数据

2.10 氮的热物理数据

2.11 某些电解质的溶解热焓

2.12 HF、HCl、HBr、HI溶液的摩尔电导率

2.13 酸、碱、盐溶液的活度系数

2.14 部分纯金属和合金的电阻率

2.15 离子晶体的晶格焓和多原子离子的热化学半径

2.16 元素和无机化合物的磁化率

2.17 无机液体的折射率

3 铅锌及其共伴生元素和化合物的标准热力学数据

3.1 美国科学技术数据委员会有关铅锌及其共伴生元素和化合物的部分热力学数据

3.2 有关元素和无机化合物的部分标准热力学数据

4 化学势图及不同温度下的部分热化学数据

4.1 化学势图

4.1.1 氧势图

4.1.2 硫势图

4.1.3 氯化物的△Gθ—T图和氧化物的氯化反应△Gθ一r图

4.1.4 硫化物焙烧反应过程的氧势一硫势图

4.1.5 硫化矿熔炼过程的M—S—O系氧势一硫势图

4.2 不同温度下部分物质的热化学数据

5 水溶液体系的热力学数据

6 水溶液中有关电极反应的标准氧化还原电势

6.1 标准氧化还原电势

6.2 元素的氧化状态与氧化还原电势的关系

7 E—pH图（普巴图）

7.1 铅锌及其共伴生元素与H2O的二元系E—pH图

7.2 某些伴生元素的三元系E—pH图（25℃）

8 状态图

8.1 水的状态图

8.2 碳的状态图

8.3 纯金属的晶体结构

8.4 同素异构转变

8.5 纯金属的状态图

8.6 二元系状态图概况

8.7 铜合金的状态图（二元系、三元系及四元系）

8.8 铅合金的状态图（二元系）

8.9 锌合金、铁合金以及镍合金等的状态图

8.10 锍系和渣系的状态图

8.11 碱法炼铅系统的状态图

（PbS—Na2S—Na2S04一NaOH系）

9 超导和半导体的特性数据

9.1 超导（Superconductivity）

9.1.1 超导体的基本性质

9.1.2 BCS理论

9.1.3 部分元素和超导体的超导特性和Te值

9.2 半导体（Semiconductor）

9.2.1 材料的电学性能

9.2.2 原子在半导体中的扩散数据

10 太阳能电池材料的光学性能

10.1 新能源和太阳能的直接应用

10.2 光电转换材料的工作原理

10.3 太阳能电池发展的三次技术革新浪潮

10.4 单晶硅电池的光学性能

10.5 太阳能薄膜电池的光学性能

主要参考文献

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4月份开始新能源板块掀起了一波上涨大潮，一众个股纷纷创新高，捷佳伟创也不遑多让，年初至今涨幅超过177%，近一年涨幅超过2倍。最近国盛证券发布了公司的深度研报，本文以读者视角来了解下捷佳伟创这家公司。

捷佳伟创成立于2007年6月，2018年8月在创业板上市，公司位于深圳市坪山区，现有员工2143人，公司董事长余仲与副总经理左国军、董事梁美珍为公司控股股东和实际控制人，三人为一致行动人。公司主营业务为晶体硅太阳能电池片生产设备的研发、制造和销售，产品包括单/多晶制绒设备、管式扩散氧化退火炉、酸抛光及碱抛光设备、管式等离子体沉积炉、智能自动化设备、全自动丝网印刷设备等六大产品系列。公司不仅为客户提供晶硅电池片生产设备，还提供晶硅电池"交钥匙工程"系统解决方案、晶体硅电池智能制造车间系统以及晶体硅电池丝网印刷线，目前客户覆盖晶科能源、天合光能、隆基股份等国内外绝大多数电池厂商，市占率超过50%：

近几年受行业快速发展，公司业绩呈高增长，2019年营业收入与归母净利润分别为25.27亿元、3.82亿元，同比增长69.3%和24.7%，业绩增长明显。2020年上半年公司通过分批复工、协助供应商恢复生产等措施，确保公司2月份开始有序复工生产，设备验收确认收入大幅增加，上半年公司实现营收18.93亿元，同比增长55.4%；实现归母净利润2.49亿元，同比增长8.11%。同时公司还持续加强新设备研发与技术创新，不断加大市场开拓力度，巩固公司市场领先地位。

2020年9月29日捷佳伟创发布《2020年度向特定对象发行A股股票预案》，计划向特定对象发行募集资金总额不超过约25亿元，用于超高效太阳能电池装备产业化项目和先进半导体装备研发项目，项目稳步推进后将新增年产25GW Perc+高效新型电池湿法设备，新增25GW HJT超高效新型电池的湿法设备以及单层载板式非晶半导体薄膜CVD产能，并新增年产50套HJT电池镀膜设备。同时公司加大半导体设备投入，专注于Cassette-Less刻蚀设备和单晶圆清洗设备技术改进与研发、立式炉管低压CVD设备、立式炉管低压ALD设备及立式炉管HK ALO/HFO2工艺设备技术的改进与研发：

2019年以来各大硅片厂商相继推出大硅片产品，隆基股份推出166尺寸硅片，中环股份推出210尺寸硅片。2020年以来隆基股份、晶澳和晶科能源组成182联盟并推行182尺寸硅片，光伏硅片尺寸逐步从过去的主流M2、G1硅片向更大尺寸发展。

从光伏的生产工艺来说，硅片后端的电池片和组件环节的生产流程是按片进行生产，单片硅片功率的增加，有助于降低单位的生产成本。从电池片产线来看，每条产线的产能由产线出片速率和每片功率所决定。随着硅片面积的增加，产线上单品功率得到明显提升，从而有助于摊销掉和硅片面积无关的其他固定成本，从而降低非硅成本。因此硅片大型化推动电池片和组件端降低成本。

在2020年SNEC展会上各家组件厂商在基于大尺寸电池片封装的技术上相继推出600W、700W以上高功率组件，电池片大型化趋势明显。

大尺寸电池片渗透率提升催生电池片产线升级需求并催生电池片迎来新一轮扩产高峰，甚至或将加速部分老产线淘汰退出市场。目前存量产线进行小幅更改后可以兼容166硅片，但对182和210硅片而言改造幅度较大，因此新投产电池片产线将选择向下兼容的方式适配182和210硅片。PV InfoLink预计2020年182尺寸和210尺寸电池片产能分别为33GW和18GW，预计到2021年182尺寸和210尺寸硅片产能有望达到79GW和67GW，其中新增产能分别为46GW和49GW：

在技术创新上电池片同样正在完成从P型向N型跨越。2018年以来随着PERC电池片技术推出，单晶硅片转换效率优势更加明显，电池片厂商主动向单晶PERC产线转移，单晶逐步完成对多晶的替代。

相比于P型，N型单晶硅主要在单晶中掺磷，N型材料中的杂质对少子空穴的捕获能力低于P型材料中杂质对少子电子的捕获能力，相同电阻率的N型硅片的少子寿命比P型硅片高出1-2个数量级，达到毫秒级。

从技术路线发展来看，P型电池片转换效率存在瓶颈，P型向N型转换势在必行。目前N型电池片技术主要包括N-Pert、TopCon、异质结和IBC四大技术方向，机理与半导体接近，因此随着电池制备技术升级，光伏电池工艺逐步向半导体工艺升级：

PERC技术是在常规的BSF电池基础上进行背面钝化层和激光开槽，目前单晶PERC电池片最早转换效率为24.06%，但考虑到量产环节中的损耗，PERC的平均量产效率在22.5%左右，传统PERC转换效率提升空间存在瓶颈。

根据《后PERC时代高效晶硅电池量产技术路线探讨》，除了工艺上的优化，还可通过优化制绒技术研发、电流一维传输机制、背面TopCon加载、选择性透过技术结构加载和优化金属化-细栅线技术等对PERC电池结构进行升级。ISFH研究表明采用钝化接触电池结构如TopCon可使得此类电池极限效率提升至28.2%-28.7%，高于异质结的27.5%和PERC的24.5%，非常接近晶体硅太阳能电池极限效率29.43%。目前捷佳伟创积极布局PERC+技术，相关技术钝化设备研发已进入工艺验证阶段。

TopCon生产流程分为9步，分别为硅片制绒清洗、扩散制结、湿法刻蚀、隧道结制备、离子注入、退火和湿化学清洗、ALD沉积氧化铝、PECVD 沉积氮化硅膜、丝网印刷等工序。其中大部分设备可以和PERC+SE产线共用，只需要额外增加硼扩散、LPCVD沉积（隧道结制备环节）、离子注入（或者扩散装备）和去绕镀清洗环节设备，便可以实现设备的升级，目前龙头厂商PERC产线均留有一定设备空间，有助于产线改造升级。

根据TaiyangNews报道，捷佳伟创LPCVD设备已经完成测试，设备与海外厂商相比主要差异不大，随着设备国产化推进，TopCon产线投资成本有望大幅下降：

异质结通常以N型晶体硅做衬底，宽带隙的非晶硅做发射极，具备双面对称结构。电池正表面空穴通过高掺杂P型非晶硅构成空穴传输层；电池背面电子通过高掺杂N型非晶硅构成电子传输层，光生载流子在吸收材料中产生并只能从电池一个表看流出，实现两者分离：

异质结电池片具有转换效率高、生产环节简单、将本空间大、发电增益等优势，目前日本松下和美国Solarcity公司已经布局，产能均达到1GW左右。国内钧石产能达到600MW。在制造工艺中TCO沉积在异质结电池沉积工艺后半部分，通过沉积TCO膜作为减反层和横向运载流子至电极的导电层，一般TCO沉积在PVD设备中通过溅射方式完成。捷佳伟创选择的是反应等离子RPD技术，和双面进行薄膜沉积的PVD路线相比采用自下而上的单侧沉积技术，关键设备是等离子q：

2020年9月捷佳伟创完成新一代HJT关键量产设备RPD5500A的装配调试，新型RPD设备具有离子轰击小、穿透率高等特点，在同等条件下采用新型RPD镀膜的HJT技术装备和工艺方案，相比现有常规HJT装备和工艺，高出至少0.6%的效率增益。如果配合新一代靶材技术和工艺，会带来更高的效率增益、更低的电子共振吸收、更好的长波透光率和更优秀的导电性。此外公司二合一PAR5500设备即将推出，有望大幅降低设备成本。

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