光伏电池原理与工艺（Q）课程教学大纲.docx

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1、光伏电池原理与工艺 (Q) 课程教学大纲(Principle and Process of Photovoltaic Cells)一、课程概况课程代码：2303111学 分： 3学 时：48 (其中：讲授学时44,课内实验学时4 )先修课程： 材料科学基础，半导体物理，大学物理适用专业： 新能源科学与工程教 材 ：太阳能电池材料、制造、检测技术,翁敏航主编，科学出版社，出版时间2013.04课程归口： 光电工程学院课程的性质与任务： 本课程是新能源科学与工程专业的一门专业必修课。使学生通过学习 获得光伏电池的基础知识，具体包括太阳辐射的特性、半导体材料与P-N 结基础、太阳能电池 原理、晶硅电

2、池、非晶硅电池、化合物薄膜电池等光伏电池的特点及制备工艺原理。了解我国 及世界的光伏技术发展现状和趋势以及我国的新能源发展政策法规等。为学生今后从事新能源科学与工程设计特别是光伏相关行业的工程应用与管理工作打下重要的基础。二、课程目标目标1.通过学习光伏电池原理与工艺的理论知识，掌握光伏电池基本类型和发展现状，并查找相关文献资料对光伏行业发展趋势进行分析研究。目标2.在课程教学中，能够根据目标进行相关的调研设计。教会学生自主确定工程设计目标与任务，引导启发学生主动培养创新能力的意识。毕业要求指标点课程目标目标1目标2毕业要求1-1毕业要求2-1毕业要求4-144三、课程内容及要求( 一 )概论

3、介绍可再生能源的意义以及发展太阳能电池的必要性，了解太阳光谱、太阳能辐射以及各种太阳能电池种类、技术概论与目前的市场评价，掌握太阳能电池的研究及发展现状。(二)太阳能电池的半导体物理基础了解半导体材料、晶体结构与能带结构、电子传输性质，本征半导体与非本征半导体、半 导体结，理解半导体与光的相互作用，载流子复合过程，半导体器件物理学的基本方程，半导体 p-n结构与特性，半导体异质结，肖特基结。(三)太阳能电池的基本原理、损失与测定掌握太阳能电池基本工作原理、效率损失、电性能参数、等效电路、电池效率的测定环境，串联电阻与并联电阻的来源。(四)结晶硅太阳能电池器件与制造工艺掌握多晶硅原料制造技术、单

4、晶硅片制造技术、多晶硅片制造技术、晶硅太能电池的种类 与结构、电池制备工艺以及电池的设计，掌握太阳能电池组件封装、电路设计，相同特性的电池、非相同特性的电池组件的特性。(五)非晶硅薄膜太阳能电池了解非晶硅薄膜太阳能电池的发展背景，掌握非晶硅材料的结构与特性，非晶硅材料的光 致衰退现象，非晶硅薄膜硅太阳能电池的结构、制备与特性，非晶硅薄膜太阳能电池的封装技术。(六)前瞻硅基薄膜太阳能电池了解结晶硅薄膜太阳能电池的发展背景，掌握结晶硅薄膜电池的种类、制备技术，微晶硅薄膜、多晶硅薄膜的制备技术，大面积硅基薄膜制备技术，硅基薄膜太阳能电池的发展趋势。(七)染料敏化太阳能电池了解染料敏化太阳能电池的发展

5、历史，掌握染料敏化太阳能电池的基本组成、工作原理与制备，染料敏化太阳能电池的研究重点与专利探讨，以及国际研发现状。(八)化合物太阳能电池掌握化合物半导体，碲化镉太阳能电池，铜铟硒太阳能电池，-V 族太阳能电池聚光太阳能电池的基本原理、机构与制备工艺，以及未来发展趋势。教学内容与课程目标的对应关系及学时分配如表所示。45序号教学内容支撑的课程目 标支撑的毕业要求 指标点讲授 学时实验 学时1概论目标1、21-122太阳能电池的半导体物理基础目标1、21-1、2-163太阳能电池的基本原理损失与 测定目标1、21-1、2-1824结晶硅太阳能电池器件与制造 工艺目标24-1625非晶硅薄膜太阳能电

6、池目标21-1、2-1、4-166前瞻硅基薄膜太阳能电池目标21-1、2-1、4-147染料敏化太阳能电池目标22-148化合物太阳能电池目标21-1、2-18合计44四、课内实验(实践)序号项目名称内容要求学时数1太 阳 能 电 池 I-V特性及其 转 换 效 率 测 试，电池组件的输出特性太阳能电池片的输出电压特性、短路 电流特性，电流-电压特性曲线，及 最大输出功率、填充因子测试与计 算。掌握太阳能电池片的电流-电压特性、功率-电压特性测试方法。测试方法22太阳能电池板 串、并联开路 电压、短路电 流的测试太阳能电池片各种串、并联连接方式 组成组件的转换效率测量，开路电 压、短路电流与光

7、强的关系、P-V特 性测试以及暗I-V特性测试。掌握太阳能电池片串、并联连接方式对组件性能的影响。2合 计4五 、课程实施(一)教学方法与教学手段6. 采用板书与多媒体相结合教学模式7. 采用仿真软件将电路原理演示给学生8. 布置课堂联系，让学生当堂完成9. 部分内容可以让学生自学完成，然后进行课堂讨论10.课后安排答疑时间(二)课程实施与保障主要教学环节质量要求461备课(1)掌握本课程教学大纲内容，严格按照教学大纲要求进行课程教学内容的组织。(2)熟悉教材各章节，借助专业书籍资料，并依据教学大纲编写授课计 划，编写每次授课的教案。教案内容包括章节标题、教学目的、教法设 计、课堂类型、时间分

8、配、授课内容、课后作业、教学效果分析等方面。 (3)根据各部分教学内容，构思授课思路、技巧，选择合适的教学方法。2讲授(1)要点准确、推理正确、条理清晰、重点突出，能够理论联系实际熟练地解答和讲解例题。(2)采用多种教学方式(如启发式教学、案例分析教学、讨论式教学、 多媒体示范教学等),注重培养学生发现、分析和解决问题的能力。(3)能够采用现代信息技术辅助教学。(4)表达方式应能便于学生理解、接受，力求形象生动，使学生在掌握知识的过程中，保持较为浓厚的学习兴趣。3作业布置与批改学生必须完成规定数量的作业，作业必须达到以下基本要求：(1)按时按量完成作业，不缺交，不抄袭。(2)书写规范、清晰。(

9、3)解题方法和步骤正确。教师批改和讲评作业要求如下：(1)学生的作业要按时全部批改，并及时进行讲评。(2)教师批改和讲评作业要认真、细致，按百分制评定成绩并写明日期。 (3)学生作业的平均成绩应作为本课程总评成绩中平时成绩的重要组成部分。4课外答疑为了解学生的学习情况，帮助学生更好地理解和消化所学知识、改进学 习方法和思维方式，培养其独立思考问题的能力，任课教师需每周安排一定时间进行课外答疑与辅导。5成绩考核本课程考核的方式为闭卷笔试。考试采取教考分离，监考由学院统一安排。有下列情况之一者，总评成绩为不及格：(1)缺交作业次数达1/3以上者。(2)缺课次数达本学期总授课学时的1/3以上者。(3

10、)课程目标小于0.6。六、课程考核(一)课程考核包括期末考试、平时成绩等，期末考试采用采用闭卷考试方式。(二)课程成绩=平时成绩50%+期末考试成绩50%。具体内容和比例如表所示。成绩组成考核/评价环节权重考核/评价细则对应的毕业 要求指标点47平时成绩平时作业20%课后完成课后习题，主要考核学生对每节课知 识点的复习、理解和掌握程度，计算全部作业 的平均成绩。计分形式以百分制。1-1、2-1实验成绩15完成2个实验，主要考核学生应用基础知识进 行验证及设计实验，并对实验结果进行分析与评价的能力。每个实验按百分制分别给出预 习、操作和实验报告的成绩，平均后得到该实 验的成绩。2-1课堂练习15

11、%在每章内容进行中或结束后，以随机的形式， 随堂测试1-3题，主要考核学生课堂的听课效 果和课后及时复习消化本章知识的能力，计分 形式为百分制。1-1、2-1期末考试期末考试卷面成绩50%试卷题型包括填空题、选择、分析简答题等 以卷面成绩的50%计入课程总成绩。1-1、2-1、4-1(三)所有课程目标均需大于等于0.6,否则总评成绩不及格，需要补考或重修。每个课程目标达成度计算方法如下：式中： Ai=平时成绩占总评成绩的权重x 课程目标i 在平时成绩中的权重，Bi=期末成绩占总评成绩的权重课程目标i在期末成绩中的权重。七、有关说明( 一 )持续改进本课程根据学生作业、课堂讨论、实验环节、平时考核情况和学生、教学督导等反馈，及 时对教学中不足之处进行改进，并在下一轮课程教学中改进提高，确保相应毕业要求指标点达 成。(二)参考书目及学习资料1. 翁敏航，太阳能电池材料、制造、检测技术,科学出版社，20132. 杨德仁，太阳能电池材料,化学工业出版社，20103 . ( 澳 ) Martin A.Green,太阳电池一工作原理、工艺与系统应用,上海交通大学出 版社，2010484. 赵富鑫，魏彦章主编，太阳电池及其应用,国防工业出版社，19855. 安其霖，曹国琛等编，太阳电池原理与工艺,上海科学技术出版社，19846.(澳)伟纳姆等编，狄大卫等译，应用光伏学,上海交大出版社，2008