《太阳能光伏技术》课程教学大纲（本科）

1、太阳能光伏技术(Solar Photovoltaic Technology)课程代码：学分：3学时：45 (其中：课堂教学学时：45实验学时：上机学时：课程实践学时：)先修课程：工程热力学、传热学、流体力学适用专业：新能源、热能、工程热物理专业3年级学生教材：太阳能发电-光伏能源系统，Stefan Krauter等，机械工业出版社，2008年5月第1版一、课程性质与课程目标(一)课程性质太阳能光伏技术是新能源专业的一门专业必修课程。它建立在数学、工程热力 学、传热学、流体力学等课程知识的基础上，是对这些相关课程中一些基本理论的具体 应用。也为进一步了解并应用新能源打下了基础。(二)课程目标.

2、了解世界范围内各种传统能源现状及能源危机，以及包括太阳能在内的各种新能 源的现状；.理解太阳能光伏技术中的各种主要方式及其研究和应用现状；.熟练掌握太阳能光伏利用中，各种收集能量和储存能量装置的设计和安装；.掌握光伏设计中的各种计算方法。二课程内容与教学要求第一章太阳能简介1、教学内容(1)本课程的性质、研究对象与方法、目的、任务；21世纪能源问题及可再生能源解决方案；(3)全球的太阳能资源及利用现状。2、基本要求了解本课程的性质、研究对象与方法、任务；了解能源危机和可再生能源利用的现状；了解太阳能资源。第二章太阳能资源1、教学内容(4)来自太阳照射的能量、太阳和地球之间的几何关系；(5)能量

3、受体的方向性以及采集可靠的太阳能信息对太阳能技术的工程设计、运 行和管理的重要性。2、基本要求熟悉太阳能的来源，太阳能对地球的辐射方式以及如何采集太阳能的各种信息。第三章 工程学基础：半导体物理学、热力学 传热学和流体力学1、教学内容(1)描述太阳能光伏利用中基本原理的半导体物理基础；(2)光伏电池生产和使用中的热力学、传热学和流体力学问题。2、基本要求熟练掌握各种基础学科中的一些基础知识，并应用于太阳能光伏设计。第四章半导体与P-N结1、教学内容太阳能电池是由半导体材料制造而成的。目前，硅材料的技术最为成熟。半导体材 料的电学特性通常可以采用两种模型来解释，分别是化学键模型和能带模型，本章就

4、简 要介绍这两种模型。2、基本要求使学生了解半导体相关知识，包括：P-N结、半导体的种类、光吸收和复合。 为后面介绍太阳能光伏电池原理打下基础。第五章太阳能电池的特性1、教学内容硅太阳能电池是有P型和N型硅材料连接组成的二极管设备。照射到电池上的光可 呈现多种不同的情形。为了尽可能将太阳能电池的能量转换效率最大化，必须设计使之 得到最大的直接吸收和反射后的吸收。2、基本要求使学生了解太阳能电池特性相关知识，包括：光照的影响、光谱响应、温度影响。 为后面理解光伏电池效率影响因素打下基础。第六章太阳能电池的制备流程1、教学内容装片一制绒一化学清洗一扩散一刻蚀一去磷硅玻璃一PECVD 一丝网印刷一烧

5、结一分类检测一包装2、基本要求使学生了解太阳能电池的组成、工作原理、各个制造工序。第七章光伏发电1、教学内容了解日照度、运行温度、倾斜角度等对光伏发电的影响。2、基本要求掌握影响光伏发电效率的影响因素和基本原理。三本课程开设的实验项目编号实验项目名称学时类型要求支撑的课程目标四、学时分配及教学方法章（按序填写）教学形式及学时分配主要教学方法支撑的课程目标课堂 教学实 验上 机课程 实践小 计第一章太阳能 简介33课堂讲授了解太阳能第二章太阳 能资源44课堂讲授了解太阳能资源第三章工程 学基础：半导体 物理学、热力 学、传热学和流 体力学66课堂讲授掌握基础课程第四章半导 体与P-N结88课堂讲

6、授掌握太阳电池基本 原理第五章太阳 能电池的特性88课堂讲授掌握太阳电池特性第六章太阳 能电池的制备 流程88课堂讲授掌握太阳电池制备 方法第七章光伏 发电88课堂讲授掌握光伏发电影响 因素和原理合计4545五、课程考核考核形式考核要求考核权重备注期末考试闭卷70%项目设计独立或分组完成项目20%课堂表现签到和听课认真程度10%六、参考书目及学习资料. Stefan Krauter等，太阳能发电-光伏能源系统，机械工业出版社，2008年. Robert Foster et al. SOLAR ENERGY Renewable Energy and the Environment,人民 邮电出版社，2010.钱伯章，太阳能技术与应用，科学出版社，2010.邓长生