优质课教案(电池材料)

优质课教案优质课教案 电池材料电池材料 课时授课计划科目太阳能电池材料授课教师授课日期xx 5 25授课类 型新课授课班级09C4授课形式多媒体教学课题光生伏特效应教材依 据太阳能电池材料洛阳工科中等专业学校教学设想 1 教具多媒体课件 2 方法演示法体会光伏发电的过程合作探究法 教学目的1 1 知识与技能 1 理解本征吸收的概念以及条件 2 理解光生伏特效应的概念 3 掌握光生伏特效应的原理 2 过程与方法 1 通过演示使学生直观的理解发生本征吸收的过程 2 通过演示使学生理解并掌握光生伏特效应的过程和原理 3 情感 态度与价值观通过本节的学习使学生们认识到学习的内容是与日常 生活密切相关的 掌握一些基本的知识可以更好的提高人生的价值 为社会创造更大的财富 教学重点 1 本征吸收概念以及要发生本征吸收的条件 2 光生伏特效应的原理和过程教学难点 1 光生伏特效应的原理和过程教学准备教材 教案教学方法讲授法 合作探究法课时授课计划1 课堂组织1分钟教学过程考勤2 复习旧课 导入新课2分钟问 1 半导体材料里有几种载流子 分别是什么 2 n型SI掺入的杂质是什么 里边的多子和少子分别是什么 3 PN结的特点 PN结里载流子有几种运动 分别是什么 4 导入新课2 分钟 3 讲授新课35分钟 一 光照射到物体表面 1 光射到物体上时 一部分光被物体反射 一部分光被物体吸收 如 果物体是透明的 还有一部分光透过物体 不同的物体 对不同色光的反射 吸收以及透过的程度是不一样的 2 由图可知 入射光100 反射光a 折射光b 提问 那半导体的厚 度增加 是不是吸收的光也多了 3 半导体材料的吸收系数较大 能够强烈的吸收光的能量 被吸收 的光能 使材料中原子最外层的某些电子跃迁 多媒体演示 二 本征吸收以有其它吸收的产生过程 1 如果发生在导带或价带上 并没有产生多余的非平衡载流子 电子和空穴 只是与晶格交换了能量 最终光能转换热能 2 如果吸收的能量大于半导体的禁带宽度 就有可能是电子从价带 跃迁到导带从而产生电子 空穴对 这种吸收称为本征吸收 多媒体演示 三 非平衡载流子的产生和光电导现象 1 在一定温度下 没有光照时 在一块N型半导体中电子和空穴的浓 度分别为N0和P0 提问 N0和P0什么关系 2 当用适当的光照射该半导体 只要光子的能量大于半导体的禁带 宽度 光子就能把电子从价带激发到导带上去 产生电子 空穴对 导带比平衡时多出一部电子 N 价带比平衡时多出一部分空 穴 P N和 P就是非平衡载流子浓度 总的载流子浓度增加 电导 率增大 称为半导体材料的光电导现象 提问 N和 P什么关系 四 光生伏特效应的定义 1 早在1839年 法国科学家贝克雷尔就发现 光照能使半导体材料 的不同部位之间产生电位差 这种现象后来被称为 光生伏特效应 简称 光伏效应 定义 半导体在受到光照时产生电动势的现象光伏发电定义 利用半 导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术 这种技术的关键元件是太阳能电池 五 掺P的N SI的能带模型以及在太阳光下的变化 提问 1 杂质能级所处的位置 2 杂质能级电子电离后原子带什么电 3 杂质能级电子特性 1 在晶体中电子的数目总是与核电荷数相一致 所以P型硅和N型硅 对外部来说是电中性的 如将P型硅或N型硅放在阳光下照射 仅是被加热 外部看不出变化 尽管通过光的能量电子从化学键中被释放 由此产生电子 空穴对 但是很短的时间内 在 S范围内 电子又被捕获 即电子 和空穴复合 多媒体演示 六 P N结光生伏特效应的原理和过程 1 如果光线照射在太阳能电池上并且光在界面层被吸收 具有足够 能量的光子能够在P型硅和N型硅中将电子从共价键中激发 以致产 生电子 空穴对 界面层附近的电子和空穴在复合之前 将通过空间电荷的电场作用 被互相分离 电子向带正电的N区和空穴向带负电的P区运动 2 通过界面层的电荷分离 将在P区和N区之间产生一个向外的可测 试的电压 此时可在硅片的两边加上电极并接入电压表 对晶体硅太阳能电池来说 开路电压的典型数值为0 5 0 6V 多媒体演示 4 归纳总结3分钟 一 半导体材料的吸收系数较大 能够强烈吸收光的能量 二 要发生本征吸收 光能必须大于半导体的禁带宽度 三 除了本征吸收外还有其它吸收 四 半导体的光电导现象 五 光生伏特效应的定义 六 掺P的N SI的能带模型以及在太阳光下的变化 七 P N结光生伏特效应的原理和过程5 布置作业2分钟课后习题板书设计 一 光照射到物体表面教学板书设计 1 光射到物体上时 一部分光被物体反射 一部分光被物体吸收 如 果物体是透明联的 还有一部分光透过物体 2 光能的一部分可以被物体吸收 3 入射光100 反射光a 折射光b 4 半导体材料的吸收系数较大 能够强烈的吸收光的能量 二 本征吸收以有其它吸收的产生过程 1 如果发生价带上 并没有产生多余的非平衡载流子 最终光能转 换热能 2 如果吸收的能量大于半导体的禁带宽度 就有可能是电子从价带 跃迁到导带从而产生电子 空穴对 这种吸收称为本征吸收 三 非平衡载流子的产生和光电导现象 2 当用适当的光照射该半导体产生电子 空穴对 导带比平衡时多出一部电子 N 价带比平衡时多出一部分空 穴 P N和 P就是非平衡载流子浓度 总的载流子浓度增加 电导 率增大 称为半导体材料的光电导现象 四 光生伏特效应的定义 1 定义 半导体在受到光照时产生电动势的现象光伏发电定义 光能 直接转变为电能的一种技术 关键元件是太阳能电池 五 掺P的N SI的能带模型以及在太阳光下的变化 1 在阳光下照射 通过光的能量电子从化学键中被释放 产生电子 空穴对 很短的时间内 在 S范围内 电子又被捕获 即电子和空 穴 复合 仅是被加热 外部看不出变化 2 光生伏特效应原