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《太阳能电池材料》课程教学大纲

大纲主撰人：xxx大纲审核人：xxx

一、课程基本情况

课程代码：101145223202

课程名称（中/英文）：太阳能电池材料/SolarCellMaterials

课程类别：专业方向特色课程

学分：3

总学时：48

理论学时：36

实验学时：12

适用专业：材料物理

适用对象：本科

先修课程：半导体物理与器件，材料研究与测试方法，固体物理，材料物理

教学环境：多媒体教室/实验室

开课学院：材料科学与工程学院

二、课程简介

1.课程任务与目的

《太阳能电池材料》讲述了太阳电池的结构与光电转换原理、太阳能电池材料的种类、性能特点和制备技术、薄膜太阳能电池的应用以及聚合物太阳能电池及其面临的主要挑战等内容。通过本课程的学习，使学生掌握主要太阳能电池材料的制备技术与性能特点及其工程应用，建立理论联系实际的思维方法。在学习半导体物理基础知识时，介绍最近的中美贸易战，传达“核心技术是国之重器”，激发学生夯实专业基础，培养学生的爱国主义精神、工匠精神、探索精神；在学习硅太阳能电池的制造过程时，介绍中国企业通过不断的技术创新和努力，逐渐在全球硅太阳能电池市场中占据重要地位，培养学生的民族自豪感和科技报国的情怀；在学习化合物半导体太阳能电池的研究进展时，介绍科研工作者在面对技术难题时坚持不懈、勇于探索，克服了材料制备、器件工艺等方面的诸多困难，才有了现在的科研成果，鼓励学生在学习和研究中要有不怕困难、持之以恒的精神；在学习有机太阳能电池材料时，介绍其来源丰富且成本较低，有助于减少对传统能源的依赖，推动能源的可持续利用，培养学生的环保意识和对社会可持续发展的责任感；在学习染料敏化太阳能电池材料时，介绍染料敏化太阳能电池是科学家们经过长期观察和研究，深入理解光合作用的机制，并将其原理应用于太阳能电池中研制而成的，培养学生对自然的探索精神和创新思维。

2.对接培养的岗位能力

要求学生熟悉太阳能电池制造工艺流程及工作原理，具有一定的光伏材料研发、生产及检测能力，能够从事硅片、电池片、组件等光伏相关的技术工作；在面对实际生产和应用中的问题时，具备创新意识与创新能力，能够运用所学知识和经验，提出创新性的解决方案。

三、课程教学目标

1.课程对毕业要求的支撑

[毕业要求指标点2.4]能运用材料物理基本原理，借助文献研究，并从可持续发展的角度分析材料制备与加工过程的影响因素和质量控制指标，获得有效结论。

[毕业要求指标点4.4]能够选择使用信息技术工具软件，对新能源材料领域的复杂工程问题中的数据进行整理，对试验结果进行关联、分析和解释，并通过信息综合手段获得合理有效结论。

[毕业要求指标点7.2]能够站在环境和社会可持续发展的角度思考新能源材料制备与加工等领域工程实践的可持续性，对太阳能电池和锂离子电池的性能进行分析，并评价产品周期中可能对人类和环境造成的损害和隐患。

[毕业要求指标点10.2]了解太阳能光伏和锂离子电池等新能源材料领域的国际发展趋势、研究热点，理解和尊重世界不同语言、文化的差异性和多元化。

2.课程教学目标

对应毕业要求指标点，具体内容如下

教学目标1：掌握太阳能电池用硅材料、化合物薄膜半导体、有机太阳能电池材料和染料敏化电池材料的特点、基本性质、制备原理及制备工艺流程。能够应用太阳能材料专业知识的基本原理，对太阳能材料制备与加工进行识别、表达和分析，以获得有效结论。(支撑毕业要求指标点2.4)

教学目标2：培养学生选择、应用太阳能电池材料的能力，具备材料研发设计和改性能力，能够设计针对光伏工程问题的解决方案，设计满足特定需求的系统或工艺流程，了解国际研究热点、发展趋势。为学生从事太阳能电池相关的工作奠定坚实的基础。(支撑毕业要求指标点10.2)

教学目标3：根据掌握的太阳能电池材料的测试实验方法及相关的基本原理，能够针对光伏工程领域的复杂工程问题设计实验，并对实验数据进行采集、处理和解释，得到合理有效结论。(支撑毕业要求指标点4.4)

教学目标4：了解全球环境和可持续发展面临的问题，理解环境保护和可持续发展与光伏工程实践的关系。培养学生具有良好的工程职业道德及责任心。(支撑毕业要求指标点7.2)

四、教学课时安排

（一）学时分配

主题或知识点

教学内容

总学时

学时

完成课程

教学目标

讲课

实验

实践

主题或知识点1

太阳能电池物理基础

16

8

8

0

1,4

主题或知识点2

硅基太阳能电池材料及制备技术

14

10

4

0

1,2,3,4

主题或知识点3

化合物半导体太阳能电池材料及制备技术

8

8

0

0

1,2,3,4

主题或知识点4

有机太阳能电池材料及其应用

6

6

0

0

1,3,4

主题或知识点5

染料敏化太阳能电池材料及其应用

4

4

0

0

1,3,4

合计

48