太陽能電池技術(shù)電科 課程教學(xué)大綱

【太陽能電池技術(shù)】【SolarCellTechnology】一、基本信息課程代碼：【2080241】課程學(xué)分：【3】面向?qū)I(yè)：【電子科學(xué)與技術(shù)】課程性質(zhì)：【專業(yè)專業(yè)限選課◎】開課院系：【機(jī)電學(xué)院電子工程系】使用教材：教材【太陽能原理與技術(shù)、施鈺川、西安交通大學(xué)出版社、2010.07第1版】參考書目【太陽能電池基礎(chǔ)與應(yīng)用、熊紹珍、科學(xué)出版社2009.10第1版】【太陽能光伏技術(shù)與應(yīng)用、沈文忠、上海交通大學(xué)出版社2013.10第1版】【薄膜太陽能電池、\o"（比）波特曼斯，（俄）阿爾希波夫主編，高揚(yáng)譯"波特曼斯（比）、\o"上海交通大學(xué)出版社"上海交通大學(xué)出版社2014.08】【薄膜太陽能電池、\o"肖旭東，楊春雷"肖旭東、\o"肖旭東，楊春雷"楊春雷\o"科學(xué)出版社有限責(zé)任公司"科學(xué)出版社2017.05】課程網(wǎng)站網(wǎng)址：/course/CSLG-1001753006先修課程：【電路分析基礎(chǔ)2080022（3）】二、課程簡介《太陽電池技術(shù)》課程是一門專業(yè)技術(shù)課程，在全球礦物能源日益枯竭的情況下，太陽能光伏發(fā)電作為一種清潔可再生的能源，受到世界各國的高度重視，并迅速發(fā)展成一門新興產(chǎn)業(yè)。我國政府對其開發(fā)應(yīng)用同樣寄以厚望并大力扶持。通過對本課程的學(xué)習(xí)，可以使學(xué)生獲得太陽能電池行業(yè)相關(guān)的基本知識，為后續(xù)的工作做一個(gè)知識儲備。本課程的主要任務(wù)是掌握太陽能電池產(chǎn)業(yè)中的制造技術(shù)、測試技術(shù)，以及太陽能電池產(chǎn)品的簡單設(shè)計(jì)和基本應(yīng)用，其涉及到的知識點(diǎn)主要有太陽電池的光生伏特的原理、光伏產(chǎn)業(yè)鏈與太陽電池工藝、電池與組件測試、儲能、光伏發(fā)電系統(tǒng)等內(nèi)容，為今后從事光電技術(shù)行業(yè)的工作打下扎實(shí)的理論基礎(chǔ)，電子技術(shù)與太陽能電池知識的結(jié)合也可擴(kuò)展出一些新的就業(yè)機(jī)會，從而擴(kuò)展學(xué)生的就業(yè)面。三、選課建議本課程面向電子科學(xué)與技術(shù)的高年級本科生授課。四、課程與專業(yè)畢業(yè)要求的關(guān)聯(lián)性專業(yè)畢業(yè)要求關(guān)聯(lián)LO11：理解他人的觀點(diǎn)，尊重他人的價(jià)值觀，能在不同場合用書面或口頭形式進(jìn)行有效溝通。LO21：能根據(jù)需要確定學(xué)習(xí)目標(biāo)，并通過搜集信息、分析信息、討論、實(shí)踐、質(zhì)疑、創(chuàng)造等方法來實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)目標(biāo)LO31：能夠應(yīng)用本專業(yè)知識進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算●LO32：能夠應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助工具進(jìn)行智能電子產(chǎn)品及系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、仿真和調(diào)試LO33：具備本專業(yè)工程問題的邏輯分析能力●LO34：嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用及控制能力LO35：能夠綜合本專業(yè)知識，進(jìn)行系統(tǒng)級智能設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)的測試，常見問題分析和維護(hù)LO41：遵守紀(jì)律、守信守責(zé)；具有耐挫折、抗壓力的能力LO51：同群體保持良好的合作關(guān)系，做集體中的積極成員；勇于從不同角度思考問題，勇于提出新設(shè)想LO61：能在學(xué)習(xí)、工作中應(yīng)用信息技術(shù)解決問題LO71：愿意服務(wù)他人、服務(wù)企業(yè)、服務(wù)社會；為人熱忱，富于愛心，懂得感恩●LO81：具有基本的外語表達(dá)溝通能力與跨文化理解能力五、課程學(xué)習(xí)目標(biāo)/課程預(yù)期學(xué)習(xí)成果序號課程預(yù)期學(xué)習(xí)成果課程目標(biāo)教與學(xué)方式評價(jià)方式1LO311能解釋與本專業(yè)相關(guān)的設(shè)計(jì)計(jì)算知識與理論1、能夠?qū)⑻柲茈姵匕l(fā)電的基本理論與太陽能電池的實(shí)際生產(chǎn)過程中的各個(gè)細(xì)節(jié)相結(jié)合，掌握生產(chǎn)工藝中的薄膜厚度控制計(jì)算方法與優(yōu)化改進(jìn)措施，掌握太陽能電池轉(zhuǎn)換效率的計(jì)算方法；掌握電池表面的反射率的計(jì)算；掌握太陽能電池組件的中各參數(shù)的計(jì)算。講課、提問習(xí)題，考試2LO331能在電子電路原理和實(shí)際調(diào)試等方面進(jìn)行合理的邏輯分析2、能在太陽能電池工藝流程、封裝、測試，組件的匹配及優(yōu)化等方面進(jìn)行合理的邏輯分析。講課、提問回答問題3LO714具有愛護(hù)環(huán)境的意識和與自然和諧相處的環(huán)保理念。3、能有環(huán)保的意識，多關(guān)注社會中的環(huán)境問題，同時(shí)也關(guān)注各企業(yè)為社會提供的環(huán)保產(chǎn)品的安裝應(yīng)用情況，以及環(huán)保企業(yè)的發(fā)展情況。講課自主閱讀自我評估六、課程內(nèi)容單元知識點(diǎn)能力要求教學(xué)難點(diǎn)1.太陽輻射（4課時(shí)理論）1.知道太陽能電池的應(yīng)用領(lǐng)域和發(fā)展?fàn)顩r；L12.知道太陽輻射光譜及地表輻照；L13.知道大氣的吸收、散射和反射作用；L14.理解可收受的輻射量的計(jì)算方法。L21.能夠識別不同的光譜曲線。2.能夠估算地表接受到的太陽輻射量。1.估算地表接受到的太陽輻射量光-電轉(zhuǎn)換（8課時(shí)理論、6課時(shí)實(shí)踐）1.理解半導(dǎo)體的光學(xué)特性；L22.理解p-n結(jié)的工作原理和光照特性，根據(jù)光照特性評價(jià)電池性能的優(yōu)劣；L23.綜合半導(dǎo)體光學(xué)性質(zhì)與p-n結(jié)的關(guān)系，來分析和優(yōu)化太陽能電池的膜層結(jié)構(gòu)。L4，L51.能夠計(jì)算電池表面的反射率。2.能夠計(jì)算電池材料能夠吸收太陽光子的波長吸收范圍。3.能夠畫出太陽能電池的等效電路圖。4.能夠畫負(fù)載特性曲線并尋找最大功率點(diǎn)。4.能夠計(jì)算太陽能電池的效率。5.能夠說出提高太陽能電池效率的方法1.計(jì)算太陽能電池的效率。2.計(jì)算電池材料能夠吸收太陽光子的波長吸收范圍。太陽電池材料和工藝（14課時(shí)理論）1.理解太陽能電池片的生產(chǎn)制備流程，學(xué)會分析電池片在生產(chǎn)過程中會遇到的問題；L2，L42.理解太陽能電池組件的主要工藝流程及其關(guān)鍵生產(chǎn)環(huán)節(jié)，分析組件在制備過程中會遇到的問題；L2，L43.綜合行業(yè)中的高效太陽能電池特點(diǎn)，分析提高晶硅太陽能電池效率的有效途徑；L4，L54.評價(jià)行業(yè)中的高效太陽能電池的市場前景L65.理解非晶硅太陽能電池的結(jié)構(gòu)及特性，以及市場的發(fā)展?fàn)顩r；L26.分析CdTe、CIGS、GaAs、DSSC等薄膜太陽能電池的結(jié)構(gòu)、特性，企業(yè)生產(chǎn)狀況，及研究現(xiàn)狀和行業(yè)發(fā)展趨勢。L41.能夠運(yùn)用太陽能電池的相關(guān)原理提出電池片和電池組件在生產(chǎn)過程中的優(yōu)化措施。2.能夠掌握主流的高效晶硅太陽能電池的結(jié)構(gòu)3能夠通過查找資料來評估不同種類太陽能電池的市場前景。1.太陽能電池片的生產(chǎn)制備流程2.主流的高效晶硅太陽能電池的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)太陽電池測試（4課時(shí)理論、2課時(shí)實(shí)踐）1.理解標(biāo)準(zhǔn)光源的特點(diǎn)及模擬器光學(xué)特性；L2

2.理解測試原理及電性測試條件；L2

3.理解太陽電池片的性能測試參數(shù)和太陽電池組件的測試步驟，分析測試數(shù)據(jù)。L21.能夠掌握太陽能電池測試的主要參數(shù)。2.能夠使用太陽能電池效率測試儀進(jìn)行效率測試并分析數(shù)據(jù)。1.太陽能電池測試的主要參數(shù)以及數(shù)據(jù)分析。5.儲能（6課時(shí)理論）1.理解鉛酸蓄電池的充放電特性及參數(shù)指標(biāo)；L22.理解鉛酸蓄電池、鎳氫蓄電池、鋰電池等常用電池的優(yōu)缺點(diǎn)；L23.理解超級電容器的結(jié)構(gòu)及其工作原理及工業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀；L24.理解鋰離子電池的結(jié)構(gòu)及其工作原理及工業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀L21.能夠了解不同蓄電池的種類特點(diǎn)，能夠搜尋其工業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀的信息1.鉛酸蓄電池的充放電特性及參數(shù)指標(biāo)PV發(fā)電系統(tǒng)（4課時(shí)理論）1.理解PV系統(tǒng)的分類及基本構(gòu)成；L22.理解PV系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法及流程，評價(jià)設(shè)計(jì)系統(tǒng)的優(yōu)劣。L2，L51.能夠進(jìn)行簡單的分布式光伏系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算1.分布式光伏系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算七、課內(nèi)實(shí)驗(yàn)名稱及基本要求序號實(shí)驗(yàn)名稱主要內(nèi)容實(shí)驗(yàn)時(shí)數(shù)實(shí)驗(yàn)類型備注11太陽能電池的暗伏安特性測量用實(shí)驗(yàn)箱測出單晶硅、多晶硅、非晶硅3種太陽能電池組件在無光照時(shí)的暗伏安特性，并畫出曲線2驗(yàn)證型22開路電壓、短路電流與光強(qiáng)關(guān)系測量用實(shí)驗(yàn)箱測出單晶硅、多晶硅、非晶硅3種太陽能電池組件的開路電壓、短路電流與光強(qiáng)關(guān)系并畫出曲線2驗(yàn)證型33太陽能電池輸出特性實(shí)驗(yàn)用實(shí)驗(yàn)箱測出單晶硅、多晶硅、非晶硅3