太阳能电池技术电科 课程教学大纲

【太阳能电池技术】【SolarCellTechnology】一、基本信息课程代码：【2080241】课程学分：【3】面向专业：【电子科学与技术】课程性质：【专业专业限选课◎】开课院系：【机电学院电子工程系】使用教材：教材【太阳能原理与技术、施钰川、西安交通大学出版社、2010.07第1版】参考书目【太阳能电池基础与应用、熊绍珍、科学出版社2009.10第1版】【太阳能光伏技术与应用、沈文忠、上海交通大学出版社2013.10第1版】【薄膜太阳能电池、\o"（比）波特曼斯，（俄）阿尔希波夫主编，高扬译"波特曼斯（比）、\o"上海交通大学出版社"上海交通大学出版社2014.08】【薄膜太阳能电池、\o"肖旭东，杨春雷"肖旭东、\o"肖旭东，杨春雷"杨春雷\o"科学出版社有限责任公司"科学出版社2017.05】课程网站网址：/course/CSLG-1001753006先修课程：【电路分析基础2080022（3）】二、课程简介《太阳电池技术》课程是一门专业技术课程，在全球矿物能源日益枯竭的情况下，太阳能光伏发电作为一种清洁可再生的能源，受到世界各国的高度重视，并迅速发展成一门新兴产业。我国政府对其开发应用同样寄以厚望并大力扶持。通过对本课程的学习，可以使学生获得太阳能电池行业相关的基本知识，为后续的工作做一个知识储备。本课程的主要任务是掌握太阳能电池产业中的制造技术、测试技术，以及太阳能电池产品的简单设计和基本应用，其涉及到的知识点主要有太阳电池的光生伏特的原理、光伏产业链与太阳电池工艺、电池与组件测试、储能、光伏发电系统等内容，为今后从事光电技术行业的工作打下扎实的理论基础，电子技术与太阳能电池知识的结合也可扩展出一些新的就业机会，从而扩展学生的就业面。三、选课建议本课程面向电子科学与技术的高年级本科生授课。四、课程与专业毕业要求的关联性专业毕业要求关联LO11：理解他人的观点，尊重他人的价值观，能在不同场合用书面或口头形式进行有效沟通。LO21：能根据需要确定学习目标，并通过搜集信息、分析信息、讨论、实践、质疑、创造等方法来实现学习目标LO31：能够应用本专业知识进行设计计算●LO32：能够应用计算机辅助工具进行智能电子产品及系统的设计、仿真和调试LO33：具备本专业工程问题的逻辑分析能力●LO34：嵌入式系统应用及控制能力LO35：能够综合本专业知识，进行系统级智能设备和网络的测试，常见问题分析和维护LO41：遵守纪律、守信守责；具有耐挫折、抗压力的能力LO51：同群体保持良好的合作关系，做集体中的积极成员；勇于从不同角度思考问题，勇于提出新设想LO61：能在学习、工作中应用信息技术解决问题LO71：愿意服务他人、服务企业、服务社会；为人热忱，富于爱心，懂得感恩●LO81：具有基本的外语表达沟通能力与跨文化理解能力五、课程学习目标/课程预期学习成果序号课程预期学习成果课程目标教与学方式评价方式1LO311能解释与本专业相关的设计计算知识与理论1、能够将太阳能电池发电的基本理论与太阳能电池的实际生产过程中的各个细节相结合，掌握生产工艺中的薄膜厚度控制计算方法与优化改进措施，掌握太阳能电池转换效率的计算方法；掌握电池表面的反射率的计算；掌握太阳能电池组件的中各参数的计算。讲课、提问习题，考试2LO331能在电子电路原理和实际调试等方面进行合理的逻辑分析2、能在太阳能电池工艺流程、封装、测试，组件的匹配及优化等方面进行合理的逻辑分析。讲课、提问回答问题3LO714具有爱护环境的意识和与自然和谐相处的环保理念。3、能有环保的意识，多关注社会中的环境问题，同时也关注各企业为社会提供的环保产品的安装应用情况，以及环保企业的发展情况。讲课自主阅读自我评估六、课程内容单元知识点能力要求教学难点1.太阳辐射（4课时理论）1.知道太阳能电池的应用领域和发展状况；L12.知道太阳辐射光谱及地表辐照；L13.知道大气的吸收、散射和反射作用；L14.理解可收受的辐射量的计算方法。L21.能够识别不同的光谱曲线。2.能够估算地表接受到的太阳辐射量。1.估算地表接受到的太阳辐射量光-电转换（8课时理论、6课时实践）1.理解半导体的光学特性；L22.理解p-n结的工作原理和光照特性，根据光照特性评价电池性能的优劣；L23.综合半导体光学性质与p-n结的关系，来分析和优化太阳能电池的膜层结构。L4，L51.能够计算电池表面的反射率。2.能够计算电池材料能够吸收太阳光子的波长吸收范围。3.能够画出太阳能电池的等效电路图。4.能够画负载特性曲线并寻找最大功率点。4.能够计算太阳能电池的效率。5.能够说出提高太阳能电池效率的方法1.计算太阳能电池的效率。2.计算电池材料能够吸收太阳光子的波长吸收范围。太阳电池材料和工艺（14课时理论）1.理解太阳能电池片的生产制备流程，学会分析电池片在生产过程中会遇到的问题；L2，L42.理解太阳能电池组件的主要工艺流程及其关键生产环节，分析组件在制备过程中会遇到的问题；L2，L43.综合行业中的高效太阳能电池特点，分析提高晶硅太阳能电池效率的有效途径；L4，L54.评价行业中的高效太阳能电池的市场前景L65.理解非晶硅太阳能电池的结构及特性，以及市场的发展状况；L26.分析CdTe、CIGS、GaAs、DSSC等薄膜太阳能电池的结构、特性，企业生产状况，及研究现状和行业发展趋势。L41.能够运用太阳能电池的相关原理提出电池片和电池组件在生产过程中的优化措施。2.能够掌握主流的高效晶硅太阳能电池的结构3能够通过查找资料来评估不同种类太阳能电池的市场前景。1.太阳能电池片的生产制备流程2.主流的高效晶硅太阳能电池的结构特点太阳电池测试（4课时理论、2课时实践）1.理解标准光源的特点及模拟器光学特性；L2

2.理解测试原理及电性测试条件；L2

3.理解太阳电池片的性能测试参数和太阳电池组件的测试步骤，分析测试数据。L21.能够掌握太阳能电池测试的主要参数。2.能够使用太阳能电池效率测试仪进行效率测试并分析数据。1.太阳能电池测试的主要参数以及数据分析。5.储能（6课时理论）1.理解铅酸蓄电池的充放电特性及参数指标；L22.理解铅酸蓄电池、镍氢蓄电池、锂电池等常用电池的优缺点；L23.理解超级电容器的结构及其工作原理及工业发展现状；L24.理解锂离子电池的结构及其工作原理及工业发展现状L21.能够了解不同蓄电池的种类特点，能够搜寻其工业发展现状的信息1.铅酸蓄电池的充放电特性及参数指标PV发电系统（4课时理论）1.理解PV系统的分类及基本构成；L22.理解PV系统设计方法及流程，评价设计系统的优劣。L2，L51.能够进行简单的分布式光伏系统的设计计算1.分布式光伏系统的设计计算七、课内实验名称及基本要求序号实验名称主要内容实验时数实验类型备注11太阳能电池的暗伏安特性测量用实验箱测出单晶硅、多晶硅、非晶硅3种太阳能电池组件在无光照时的暗伏安特性，并画出曲线2验证型22开路电压、短路电流与光强关系测量用实验箱测出单晶硅、多晶硅、非晶硅3种太阳能电池组件的开路电压、短路电流与光强关系并画出曲线2验证型33太阳能电池输出特性实验用实验箱测出单晶硅、多晶硅、非晶硅3