《光伏原理与技术》课程教学大纲

《光伏原理与技术》课程教学大纲课程代码：课程中文名称:光伏原理与技术课程英文名称：PhotovoltaicPrinciplesandTechnology课程性质：限选课程学分数：2.5学分课程学时数：40学时授课对象：电子科学与技术专业本课程的前导课程：半导体物理基础，薄膜物理与技术一、课程简介《光伏原理与技术》课程主要培养电子科技专业的本科生，成为在光伏领域里掌握相关基础理论原理和系统技术应用能力的工程技术人才，使得学生可以胜任光伏技术领域内的新材料新技术的研发、设计、质量测试以及基本生产和管理等方面工作。本课程所涉及到的专业技术内容有：太阳与太阳能简介、太阳能电池原理、晶硅太阳能电池的制备、硅薄膜太阳能电池的制备与应用，化合物薄膜太阳电池以及太阳电池应用系统等。学生通过该课程后，应具备以下专业技术能力：了解光伏太阳能电池发展历史，理解太阳能发电原理和特点，掌握太阳能电池硅板的工艺制备流程，掌握太阳能电池玻璃的工艺制备流程，掌握太阳能电池薄膜的制备，掌握太阳能电池的组件设计等能力。二、教学基本内容和要求第一章太阳与太阳能简介主要教学内容：（1）、太阳能简介；（2）、太阳辐射；（3）、太阳能应用；（4）、太阳电池的发展。教学要求：1）、了解太阳能简介和应用。2）、掌握太阳辐射特征。重点：了解太阳能简介和应用，了解太阳电池的发展方向。难点：掌握太阳辐射特征。第二章太阳电池原理主要教学内容：（1）、半导体简介；（2）、电子-空穴对；（3）、P-N结；（4）、P-N结的能带结构；（5）、太阳电池的特点；（6）、太阳电池的分类等。教学要求：1）、了解太阳电池的特点。2）、了解太阳电池的分类。3）、掌握电子-空穴对，P-N结以及P-N结的能带结构等光伏原理。重点：掌握电子-空穴对，P-N结，P-N结的能带结构等光伏原理知识。难点：理解光照下的P-N结电流方程。第三章晶硅太阳电池主要教学内容：（1）、晶硅太阳电池生产的一般工艺；（2）、晶硅太阳电池生产线设备；（3）、影响太阳效率的因素及改进方法；（4）、太阳电池组件的结构和生产。教学要求：1）、掌握晶硅太阳电池生产的一般工艺。2）、理解影响太阳电池效率的因素及改进方法。3）、掌握太阳电池组件的结构，生产工艺和生产设备。重点：掌握晶硅太阳电池生产的工艺：硅片的清洗、制绒、扩散、等离子边缘刻蚀，和烧结等。难点：掌握提高电池效率的因素和方法，掌握太阳电池组件的生产工艺和生产设备。第四章硅薄膜太阳电池主要教学内容：（1）、ZAO透明导电薄膜的特性；（2）、ZAO透明导电薄膜的研究现状及制备方法；（3）、磁控溅射的物理过程、操作程序和特点；（4）、影响TCO薄膜性能的主要因素；（5）、硅薄膜太阳电池的生产等。教学要求：1）、了解ZAO透明导电薄膜的特性和研究现状及制备方法。2）、掌握磁控溅射镀膜的物理过程和特点。3）、掌握非晶硅太阳电池的结构和制备方法和制备设备。重点：掌握ZAO透明导电薄膜的性能特征，掌握磁控溅射制备ZAO透明导电薄膜的操作程序，掌握TCO薄膜的性能指标分析。难点：掌握磁控溅射ZAO透明导电薄膜的操作程序、性能表征。第五章化合物薄膜太阳电池主要教学内容：（1）、化合物薄膜太阳电池简介；（2）、CdTe薄膜太阳电池；（3）、CIGS薄膜太阳能电池等。教学要求：1）、了解化合物薄膜太阳电池历史和发展现状；2）、掌握CdTe薄膜材料性能和制备工艺；3）、掌握CIGS薄膜材料性能和制备工艺；4）、理解CdTe薄膜太阳电池和CIGS薄膜太阳能电池的结构与特点重点：掌握CdTe薄膜材料性能和制备工艺、掌握CIGS薄膜材料性能和制备工艺难点：理解CdTe薄膜太阳电池和CIGS薄膜太阳能电池的结构与特点。第六章太阳电池多晶硅主要教学内容：（1）、太阳电池材料的对比；（2）、太阳电池多晶硅的现状；（3）、硅及冶金硅；（4）、化学法太阳电池多晶硅。教学要求：1）、了解太阳电池材料的硅材料和薄膜材料的特征。2）、了解太阳电池硅材料的概括和生产。3）、掌握太阳电池多晶硅的制备工艺。重点：掌握太阳电池硅材料的概括和生产。难点：掌握西门子法、锌还原法和硅烷法制备多晶硅材料的原理和工艺。第七章太阳电池应用系统主要教学内容：（1）、独立型太阳电池系统；（2）、太阳电池用蓄电池；（3）、太阳电池组件的容量设计；（4）、控制器；（5）、并网型发电系统；（6）、光伏组件；（7）、混合型发电系统；（8）、光伏建筑一体化。教学要求：1）、了解独立太阳电池发电系统的特点、基本组成。2）、了解太阳电池用蓄电池，太阳电池组件的容量设计。3）、了解并网型发电系统，光伏组件，混合型发电系统，光伏建筑一体化。重点：掌握太阳电池用蓄电池、太阳电池组件的容量设计、独立太阳电池系统控制器，光伏组件、混合型发电系统、光伏建筑一体化等。难点：掌握并网系统电路的组成及总体设计三、实验教学内容及基本要求无四、教学方法与手段光伏原理与技术这门课程主要采用讲授法、讨论法、练习法等方法进行教学。教学手段采用多媒体教学方式为主，多种教学方式为辅。五、教学学时分配章节与内容课时作业量备注第一章太阳与太阳能简介2学时1讲课2学时第二章太阳电池原理12学时2讲课10学时练习2学时第三章晶硅太阳电池6学时1讲课6学时第四章硅薄膜太阳电池6学时1讲课5学时练习1学时第五章化合物薄膜太阳电池6学时1讲课5学时练习1学时第六章太阳电池多晶硅4学时1讲课4学时第七章太阳电池应用系统4学时1讲课4学时合计40学时8讲课36学时练习4学时六、考核方式与成绩评定标准1、考核方法:平时成绩加期末考试成绩综合评定2、成绩评定：期末试卷考核成绩