《太阳能电池基础与应用》课程教学大纲.doc

《太阳能电池基础与应用》课程教学大纲

课程编号课程性质：专业方向课

适合专业：新能源科学与工程

先修课程：高等数学、大学物理、固体物理导论、材料科学基础

开设学期：第六学期

考核方式：考试

总学时数：54

学分：3

（一）课程教学目标

本课程是为新能源科学与工程专业的学生开设的专业方向课之一，教学目标在于培养学生对太阳能电池的结构、设计有一个基本的了解，掌握太阳能电池的结构、设计与性能之间的关系。通过系统学习半导体基础理论及光伏电池的基本原理，结合该领域的进展，全面深入地了解各种太阳能电池的结构及其工艺特色和技术发展，为后续专业类相关课程及日后企业工作打下坚实的理论基础。

（二）课程的目的与任务

本课程是从社会发展和生态保护以及能源需求角度出发，阐述利用太阳能的必然性与重要性。通过讲授各种太阳能电池的结构及其工艺特色和技术发展，使学生全面掌握光伏应用电力系统，常规应用及应用示例，全面了解微电子学在未来能源领域中开发应用的途径，为后续相关课程及将来的科学研究与技术开发打下基础。

（三）理论教学的基本要求

通过学习半导体基础理论及光伏电池的基本原理。结合该领域的进展，全面深入地学习常规晶体硅电池，Ⅲ-Ⅴ族化合物电池；另外还要了解CIGS电池，CdTe电池，硅基薄膜电池，染料敏化电池，有机电池等各种不同薄膜电池的光伏材料、电池结构及其工艺特色和技术发展等相关知识，为进一步学习后续课程打下坚实的基础。

（四）实践教学要求（包括但不限于以下内容）

无。

（五）教学学时分配数

章次

各章名称

总学时

学时分配

讲课

实验

上机

课外

小计

第一章

绪论

2

2

2

第二章

光伏原理基础

8

8

8

第三章

晶体硅太阳电池

6

6

6

第四章

高效Ⅲ-Ⅴ族化合物太阳电池

6

6

6

第五章

硅基薄膜太阳电池

8

8

8

第六章

铜铟镓硒薄膜太阳电池

6

6

6

第七章

染料敏化太阳电池

8

8

8

第八章

光伏器件的测试与应用

6

6

6

第九章

高效电池新概念

4

4

4

总计

54

54

54

（六）大纲内容

第一章绪论

教学目的：通过讲解，使学生明确太阳能电池课程的研究对象、研究方法、研究目的，以及与当代能源需求的联系等。

教学要求：

了解本课程的性质、任务和教学目标

重点理解光伏发电的意义所在

掌握光伏发电的历史与现状。

教学内容：

1.1课程简介

1.2光伏发电：人类能源的希望

1.3光伏发电的历史与现状

1.4本课程考核要求与主要内容概况

教学提示：使学生通过调研相关文献，加深对光伏发电的意义的理解。

教学重点和难点：光伏发电的基本概念，光伏发电的历史和现状。

学法指导：注重相关文献资料的收集和阅读。

小结：本章引入了光伏发电的基本概念，是全书的基础内容。

授课方式：讲授和课堂讨论

第二章光伏原理基础

教学目的：使学生理解光伏发电的原理，掌握太阳电池的基本工作原理以及性能表征等内容。

教学要求：

掌握半导体中电子态与能带结构之间的关系。

了解半导体中杂质与缺陷带来的影响。

重点理解pn结伏安特性，太阳电池性能表征，以及太阳电池效率分析等。

了解器件模拟的意义。

教学内容：

2.1半导体基础

2.2半导体pn结基础

2.3太阳电池基础

2.4太阳电池器件模拟

教学提示：本章注重基本概念和基本原理的讲解，要让学生掌握基本公式的推导，理解和记忆。

教学重点和难点：

半导体中电子能带结构，非平衡载流子的产生与复合机理，pn结的伏安特性研究，太阳电池性能表征以及效率分析，器件模拟的意义，硅基薄膜电池的电学和光学模拟等。

学法指导：注意半导体基础中基本概念的理解，对一些基本公式要记忆推导，对太阳电池的性能表征和效率分析，以及效率损失分析要理解掌握，对器件模拟的意义要了解。

小结：本章重点讲述了半导体基础以及太阳电池的基础，以及太阳电池器件模拟的意义。

授课方式：讲授和课堂讨论

第三章晶体硅太阳电池

教学目的：使学生了解晶体硅太阳电池技术的发展以及高效电池的产业化进程。

教学要求：

理解早期的太阳电池，传统的太阳电池的基本原理。

重点掌握晶体硅太阳电池的工作原理，黑体电池，表面钝化的基本原理。

了解晶体硅太阳电池技术的发展。

了解高效电池的产业化。

教学内容：

3.1晶体硅太阳电池技术的发展

3.2黑体电池

3.3PERL电池设计

3.4高效电池的产业化

教学提示：本章中有很多类型太阳电池的基本原理介绍，要让学生按照原理分类记忆。

教学重点和难点：背面场的基本概念，紫电池和黑体电池的基本原理，表片钝化的基本原理以及PERL电池的设计理念，丝网印刷电池和掩埋栅太阳电池的基本原理等。

学法指导：本章概念和原理众多，要分类理解记忆。

小结：本章重点讲述了晶体硅太阳电池的发展和分