1023S02039-太阳能光伏技术-2023版人才培养方案教学大纲.docx

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ADDINCNKISM.UserStyle《太阳能光伏技术》课程教学大纲

（理论课程）

一、课程基本信息

课程号

1023S02039

开课单位

物理科学与技术学院

课程名称

（中文）太阳能光伏技术

（英文）SolarPhotovoltaicTechnology

课程性质

选修

考核类型

考查

课程学分

2

课程学时

34

课程类别

专业发展课程（专业拓展课）

先修课程

普通物理、半导体物理、固体物理

适用专业（类）

应用物理学

二、课程描述及目标

（一）课程简介

《太阳能光伏技术》本课程是为应用物理学专业本科生开设的专业发展课。本课程主要以课堂授课为主，辅以《太阳能光伏技术实践》实践课程，旨在通过理论教学与实践操作训练，使学生掌握半导体光伏器件的基础知识、光伏器件的工作原理，具备从事光伏行业科研与高新技术工作基本能力，并为学习后继专业课程、从事半导体光伏研究和工程技术工作打下坚实的理论基础。

本课程内容的中心和重点：

1.太阳电池的发展历程；太阳电池的分类、特点和划分方法。

2.光伏极限转换效率，载流子生成，光伏器件工作原理。

3.半导体材料基础：能带结构，载流子分布，载流子产生与复合，载流子输运性质；pn结的伏安特性，太阳电池效率分析与效率损失分析。

4.晶体硅太阳电池基本结构与原理。

5.薄膜太阳电池的基本结构与原理。

6.太阳能光伏发电系统中的作用及其工作原理。

（二）教学目标

通过本课程学习，主要使学生系统地掌握太阳能光伏技术原理、光电转换过程、性能测试方法分析过程中的基本物理现象与概念，基本的物理模型、机理和规律。具备光伏学领域基本的分析和解决实际问题的能力，为以后从事材光伏相关领域工作和学习打下良好的基础。

课程目标1：了解太阳电池的发展历程；太阳电池的分类。理解光伏极限转换效率。掌握半导体中能带结构，载流子分布，载流子产生与复合，pn结的伏安特性，太阳电池效率分析与效率损失分析。掌握晶体硅太阳电池基本结构与原理，太阳电池输出性能参数，砷化镓、非晶硅、CIGS和CdTe等薄膜太阳电池的基本结构和原理。理解太阳能光伏发电系统中的作用及其工作原理，学会太阳能光伏发电系统的设计方法，并能解决实际问题。

课程目标2：具备综合应用知识和解决问题的基本能力，具备一定的创造性思维能力、科学研究能力和创新能力；

课程目标3：学会使用科学思维方法，具备科学精神、创新意识，具有一定的材料工程技术素养。

课程目标4：具备良好的心理素质，全球意识和团队协作精神。

三、课程目标对毕业要求的支撑关系

毕业要求指标点

课程目标

权重

1-1：专业知识：具有科学的世界观，较系统和完整地掌握物理学的基本理论、基本知识

和基本技能以及所需的数学、计算机、电工电子学等方面的基础知识。对物理学相关专业方向前沿、发展动态、应用前景有所了解；

1-2：特色专业知识：掌握发光与显示、红外物理、光电传感的基础知识和理论，熟悉相关技术的应用前景，掌握分析方法/应用技术。

课程目标1

60%

2-2：应用知识的能力：具有综合应用知识、解决问题的基本能力、实验和工程实践能力、计算机及信息技术应用能力。

课程目标2

10%

2-3：创新能力：具有一定的创造性思维能力、科学研究能力、技术创新和开发能力。

课程目标3

10%

3-1：专业素质：具有科学思维方法、科学精神、创新意识，具有一定的技术创新和应用意识及工程技术素养。

课程目标3

10%

3-2：人文素质：具有良好的文化素养、艺术素养、现代意识、全球意识、团队精神。

课程目标4

10%

四、教学方式与方法

以课堂讲授为主，辅助多媒体教学、演示实验教学等。在课堂讲授中能充分利用多种媒体教学设施及课堂演示实验的辅助作用，课后有条件的情况下充分利用现有实验设备进行演示实验，通过理论和实践相结合的方式指导学生进行学习、实验，体现出教学内容系统化、教学方法科学化、学习空间立体化、教学手段现代化、以及评价体系客观性和教学过程符合认知规律。

五、教学重点与难点

（一）教学重点

半导体材料的基础知识，半导体pn结，太阳能光电转原理，晶体硅太阳电池工作原理与制备方法，非晶硅薄膜太阳电池，GaAs基太阳电池，CIGS薄膜太阳电池，CCdTe薄膜太阳电池，光伏电流电压（I-V）特性测试技术、量子效率测试技术和少子寿命分析技术。

（二）教学难点

太阳能光电转换机理，半导体pn结，太阳电池测试方法，光伏系统的设计及其应用。

六、教学内容、基本要求与学时分配

序号

教学内容

基本要求

学时

教学

方式

对应课程目标

1

绪论

第1章太阳能电池的特性

1.1太阳能电池发展简史；1.2光伏效应；1.3电池片、组件和系统；1.4太阳能电池的特性

通过绪论的讲述，使学生对该课程有一个整体的了解，掌握太阳能电池的定义，