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《太阳能光伏学》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：101145123201
课程名称（中/英文）：太阳能光伏学/SolarPhotovoltaic
课程类别：专业方向特色课程
学分：2.5
总学时：40
理论学时：40
实验/实践学时：0
适用专业：材料物理
适用对象：本科
先修课程：大学物理、半导体物理与器件、材料物理、固体物理
教学环境：多媒体教室
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
《太阳能光伏学》是材料物理专业的一门专业方向特色课程。主要介绍了太阳能光伏发电的基本概念和原理、硅太阳能电池的主要性能参数、太阳能电池的结构和生产工艺流程等。此外，还讲述了太阳能光伏发电系统的组成和其他相关设备，全面地阐述了太阳能光伏发电系统的设计和应用，了解光伏组件全周期、全流程的成本构成，理解其中涉及的工程管理与经济决策问题。在本课程绪论环节，将加入中国太阳能利用的发展历史，并与同期世界发达国家的太阳能技术发展进行横向对比，起到激发学生强烈的为国争光，投入经济建设一线建功立业的爱国主义情怀。在本课程并网太阳能发电系统设计环节，介绍国家的中远期新能源发展目标，激发学生勇于创新、服务祖国的理想信念。
2.对接培养的岗位能力
通过本课程的学习，使学生掌握太阳能电池的基本制备技术、表征手段及光伏系统的设计，了解光伏系统在国民经济各领域中的应用；能够进行基本的太阳能电池性能测试及太阳能电池组件封装，并具备太阳能光伏系统优化设计的技能。
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3.2]能对太阳能光伏和锂离子电池等新能源材料相关单元（部件）的特定需求进行设计，并通过图纸、报告或实物等形式呈现。
[毕业要求指标点3.3]能够进行材料制备工艺流程或光伏电站/储能系统的设计，并在设计过程中体现创新意识。
[毕业要求指标点3.4]在设计过程中能够考虑公共健康与安全、节能减排与环境保护、法律与伦理、以及社会与文化等制约因素。
[毕业要求指标点11.2]了解新能源材料领域工程及产品全周期、全流程的成本构成，理解其中涉及的工程管理与经济决策问题。
2.课程教学目标
对应毕业要求，具体内容如下：
教学目标1：使学生掌握太阳能光伏发电的基本原理，通过理解太阳能电池的组成材料和结构，熟悉太阳能电池的工艺流程；掌握太阳能电池性能测试相关参数及测试方法，具备进行太阳能电池生产及性能测试的实际操作能力。（支撑毕业要求的指标点3.2）
教学目标2：通过全面学习太阳能电池系统的组成结构，掌握太阳能光伏发电系统的基本设计规律，具备太阳能光伏系统优化设计的技能，能综合运用所学的知识分析和解决简单的太阳能光伏系统优化设计问题。（支撑毕业要求的指标点3.3）
教学目标3：使学生能够在太阳能光伏系统设计过程中考虑健康与安全、节能减排与环境保护、法律与伦理、以及社会与文化等制约因素。（支撑毕业要求的指标点3.4）
教学目标4：使学生了解太阳能电池生产和太阳能光伏发电系统建设安装过程的成本构成，能够理解其中涉及的工程管理与经济决策问题。（支撑毕业要求的指标点11.2）
四、教学课时安排
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1
太阳能及其利用概述
2
2
1、3
主题2
太阳能电池的工作原理及其特性
8
8
1、2、4
主题3
太阳能电池组件的制备及其结构
8
8
1、2、3、4
主题4
独立太阳能发电系统的结构及设计
10
10
2、3、4
主题5
并网太阳能发电系统的结构及设计
12
12
2、3、4
合计
40
40
五、教学内容及教学设计
主题1太阳能及其利用概述
1.教学内容
能源概述及能源的供需现状；太阳辐射的光谱特点及太阳能资源的分布状况；太阳能的利用方式及太阳能光伏发电的优缺点；近代人类利用太阳能的历程及当前世界及中国太阳能光伏产业的发展状况。
2.教学重点
教学重点是太阳能的利用方式及太阳能光伏发电的优缺点。
3.教学难点
教学难点是太阳辐射的性质以及太阳辐射光谱的分布。
4.教学方案设计
采用多媒体课堂授课，授课过程中同时采用问题讨论式、案例式、启发式等教学方法。介绍中国太阳能利用的发展历史，并与同期世界发达国家的太阳能技术发展进行横向对比，起到激发学生强烈的为国争光，投入经济建设一线建功立业的爱国主义情怀。
主题2太阳能电池的工作原理及其特性
1.教学内容
半导体的特性及其能带结构、P-N结的形成、光伏效应和太阳能电池的工作原理；太阳能电池的电特性及外特性、太阳能电池伏安特性测试原理及光谱响应测试原理；太阳能电池的标准测试条件和伏安特性测试步骤及光谱响应测试步骤。
2.教学重点
教学重点是PN结的光伏
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