10《太阳能电池》教学大纲

..专业.整理.黄淮学院《太阳能电池》课程教学大纲一、课程编码及课程名称：课程编码：3321320514课程名称：太阳能电池 SolarCells二、学时及学分总学时数：72，其中，讲授学时：54，试验学时：18。 学分：4三、适用专业及开设学期适用专业：物理学〔本科〕开设学期：7学期四、课程的性质、目标和任务本课程是本专业的选修课，属于任选课程，为后面太阳能光伏技术的实训实践、设计打下根底，在课程中，要向学生介绍太阳能电池的根本工作原理和设计，结合目前承受的电池制造工艺和马上实施的改进工艺，以及在应用这些电池的系统设计中的重要考虑，使学生对太阳能电池有个全面的了解。本课程不但要给学生介绍阳光的性质、构成电池半导体材料的有关性质以及这两者之间的相互作用，还要简要论述太阳能电池设计中的重要因素、现行的电池制造工艺以及将来可能的工艺。五、课程教学的根本要求通过教学，应使学生系统把握太阳能电池的根本学问，根本了解太阳能电池的工作原理，并能够进展简洁的应用。六、课程教学内容第一章太阳能电池和太阳光〔1学时〕〔一〕本章教学目的和要求了解太阳能电池的进展概况，了解太阳常数、日照强度、太阳的视运动等根本的太阳光方面的学问。〔二〕教学内容引言太阳能电池进展概况阳光的物理来源太阳常数地球外表的日照强度直接辐射和漫射辐射太阳的视运动日照数据小结〔三〕重点与难点重点：太阳光的相关参数和学问难点太阳光的根本参数其次章半导体的特性〔1学时〕〔一〕本章教学目的和要求了解晶体的构造和取向，禁带宽度的的概念，电子和空穴的相关学问，载流子浓度等半导体相关的参数和性能。〔二〕教学内容引言晶体构造和取向禁带宽度允许能态的占有几率电子和空穴电子和空穴的动力学允许态的能量密度电子和空穴的密度族半导体的键模型族和Ⅴ族掺杂剂载流子浓度掺杂半导体中费米能级的位置其他类型杂质的影响载流子的传输小结〔三〕重点与难点重点：电子和空穴的动力学难点：掺杂半导体的学问和性质第三章产生、复合及器件物理学的根本方程〔1学时〕〔一〕本章教学目的和要求了解光与半导体的相互作用，把握光的吸取、复合过程，把握半导体器件物理学的根本方程。〔二〕教学内容引言光与半导体的相互作用光的吸取复合过程半导体器件物理学的根本方程小结〔三〕重点与难点重点：半导体器件物理学的根本方程难点：光的吸取、复合过程第四章p-n结二极管〔1学时〕〔一〕本章教学目的和要求p-n，把握载流子入注、集中流、暗特性等相关概念和学问，把握太阳能电池的输出参数，了解有限电池尺寸对i0的影响。〔二〕教学内容引言p-n结的静电学结电容载流子注入准中性区内的集中流暗特性光照特性太阳能电池的输出参数有限电池尺寸对i0的影响小结〔三〕重点与难点重点：p-n结的静电学难点：载流子入注、集中流、暗特性等相关概念和学问第五章效率的极限、损失和测量〔10学时〕〔一〕本章教学目的和要求把握效率的极限，了解温度对太阳能电池的影响，把握效率损失、效率测量等学问。〔二〕教学内容引言效率的极限温度的影响效率损失效率测量小结〔三〕重点难点重点：效率损失、效率测量等学问难点：温度对太阳能电池的影响第六章标准硅太阳能电池工艺〔10学时〕〔一〕本章教学目的和要求了解由砂复原为冶金级硅的方法，了解冶金级硅提纯为半导体级硅的方法，了解硅太阳能电池的生产工艺，生疏太阳能电池封装成太阳能电池组件的方法。〔二〕教学内容引言由砂复原为冶金级硅冶金级硅提纯为半导体级硅半导体级多晶硅转变为单晶硅片单晶硅片制成太阳能电池太阳能电池封装成太阳能电池组件能量收支结算小结〔三〕重点与难点重点：硅太阳能电池的生产工艺难点：硅提纯的方法第七章硅电池工艺的改进〔10学时〕〔一〕本章教学目的和要求了解硅电池工艺的改进方法。〔二〕教学内容引言太阳能电池级硅硅片电池的制造和互联候选工厂的分析小结〔三〕重点与难点重点：太阳能电池硅的改进方法难点：太阳能电池的制造和互联第八章硅太阳能电池的设计〔10学时〕〔一〕本章教学目的和要求了解硅太阳能电池设计之前的相关条件，了解衬底的掺杂、顶层的限制、上电极的设计方法等，了解光学设计和光谱响应等有关电池设计的相关学问。〔二〕教学内容引言主要考量衬底的掺杂反面场顶层的限制上电极的设计光学设计光谱响应小结〔三〕重点与难点重点：上电极的设计难点：光学设计和光谱响应第九章其他器件构造〔2学时〕〔一〕本章教学目的和要求了解一些常见器件的构造和根本工作原理。〔二〕教学内容引言同质结半导体异质结金属-半导体异质结有用的低电阻接触mis太阳能电池小结〔三〕重点与难点重点：金属-半导体异质结难点：光电化学电池第十章其他半导体〔1学时〕〔一〕本章教学目的和要求了解其他几种半导体的原理、构造和性能。〔二〕教学内容引言(pc-si)(a-si)砷化镓太阳能电池cu2s/cds太阳能电池小结〔三〕重点与难点重点：非晶硅难点：砷化镓太阳能电池第十一章聚光型系统〔1学时〕〔一〕本章教学目的和要求了解聚光器的性质，了解固定式和定期调整式聚光器的原理，了解聚光电池的设计和超高效率系统。〔二〕教学内容引言抱负聚光器固定式和定期调整式聚光器跟踪式聚光器聚光电池的设计超高效率系统小结〔三〕重点与难点重点：固定式和定期调整式聚光器难点：聚光电池的设计第十二章光伏系统的组成与应用〔4学时〕〔一〕本章教学目的和要求了解能量的储存方法，了解功率调整装置和光伏系统的组成与应用。〔二〕教学内容引言能量的储存功率调整装置光伏应用小结〔三〕重点与难点重点：光伏系统的组成与应用难点：功率调整装置第十三章独立光伏系统的设计〔2学时〕〔一〕本章教学目的和要求了解太阳能电池组件的性能，了解蓄电池的性能，了解功率掌握、光伏水泵等学问，把握系统规模的制定。〔二〕教学内容引言太阳能电池组件的性能蓄电池性能功率掌握系统规模的制定光伏水泵小结〔三〕重点与难点重点：系统规模的制定难点：太阳能电池组件的性能第十四章住宅用和集中型光伏电力系统〔自学〕〔一〕本章教学目的和要求了解住宅用和集中型光伏电力系统的特点。〔二〕教学内容引言住宅用系统集中型发电站小结〔三〕重点与难点重点：住宅用系统难点：集中型发电站七、本课程与其它课程的关系前期课程：半导体物理、物理后期课程：太阳能工程等八、教学时数安排《太阳能电池》课程教学时数安排表章次各章标题名称讲授试验实践章次各章标题名称讲授试验实践争论、习题课等学学时学时学时时第一章太阳能电池和太阳光1其次章半导体的特性18第三章产生、复合及器件物理学的根本方程 1第四章p-n结二极管1第五章效率的极限、损失和测量10第六章标准硅太阳能电池工艺10第七章硅电池工艺的改进10第八章硅太阳能电池的设计10第九章其他器件构造2第十章其他半导体1第十一章聚光型系统1第十二章光伏系统的组成与应用4第十三章独立光伏系统的设计210第十四章住宅用和集中型光伏电力系统合计自学5418九、试验内容与学时安排《太阳能电池》课程试验教学一览表试验类型〔验序号工程名称学时证、综合、设是否为开放试验备注计〕1四探针法测量材料的电阻率4综合否2四探针法测量材料的薄层电阻4综合否3独立光伏系统的设计10设计否合计18十、推举教材及参考书〔一〕推举教材：《、》，MartinA.Green编,上海交通大学出版社，20231版。〔二〕参考书：《太阳能电池根底与应用》，熊绍珍、朱美芳编，科学出版社，20231版；《太阳能光伏电池及其应用》，滨川圭弘编，科学出版社，20231版。十一、主要教学方法与教学条件要求本课程是一门技术根底课，在教学过程中应精讲多练,讲练结合；突出根本概念、基本理论和根本方法；充