《太陽(yáng)能電池方向?qū)I(yè)綜合實(shí)驗(yàn)》課程教學(xué)大綱

《太陽(yáng)能電池方向?qū)I(yè)綜合實(shí)驗(yàn)》教學(xué)大綱一、課程基本信息課程名稱(chēng)太陽(yáng)能方向?qū)I(yè)綜合實(shí)驗(yàn)課程編號(hào)330020096課程性質(zhì)必修課課程類(lèi)別集中實(shí)踐環(huán)節(jié)開(kāi)課單位新材料與化學(xué)工程學(xué)院授課學(xué)期第7學(xué)期學(xué)分/學(xué)時(shí)4/4周實(shí)施方式綜合實(shí)驗(yàn)適用專(zhuān)業(yè)新能源材料與器件是否雙語(yǔ)否先修課程物理化學(xué)、材料科學(xué)基礎(chǔ)、半導(dǎo)體物理與器件、電化學(xué)原理、材料研究與測(cè)試方法、電化學(xué)研究方法等。后續(xù)課程畢業(yè)實(shí)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）二、課程簡(jiǎn)介專(zhuān)業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)課程是新能源材料與器件專(zhuān)業(yè)的集中實(shí)踐教學(xué)。通過(guò)專(zhuān)業(yè)綜合性實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生掌握相關(guān)的實(shí)驗(yàn)方法，了解各種儀器設(shè)備的結(jié)構(gòu)及工作原理，掌握實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理方法，分析各種實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與工藝過(guò)程的因果關(guān)系，并使學(xué)生熟悉相關(guān)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，從而加深對(duì)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)及專(zhuān)業(yè)課程中有關(guān)理論的理解。使學(xué)生有初步設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力及一定的科研能力，為將來(lái)從事新能源材料與器件的生產(chǎn)、開(kāi)發(fā)及管理打下良好的基礎(chǔ)。三、課程目標(biāo)及對(duì)畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)的支撐（一）課程目標(biāo)通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生達(dá)到以下目標(biāo)：課程目標(biāo)1：了解染料敏化太陽(yáng)能電池的發(fā)展趨勢(shì)，培養(yǎng)學(xué)生的家國(guó)情懷，引導(dǎo)學(xué)生樹(shù)立正確的職業(yè)觀、專(zhuān)業(yè)觀，引導(dǎo)學(xué)生將所學(xué)知識(shí)和技能轉(zhuǎn)化為內(nèi)在德行和素養(yǎng)，將學(xué)生個(gè)人發(fā)展與國(guó)家發(fā)展結(jié)合起來(lái)；染料敏化太陽(yáng)能電池的革新，是在不斷地修正與拓展中完成，引導(dǎo)學(xué)生有創(chuàng)新精神，不要固定已有的思維模式；辯證分析每一種分析方法、測(cè)試技術(shù)以及儀器結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)，使學(xué)生了解工匠精神，讓學(xué)生從內(nèi)心深處建立社會(huì)責(zé)任意識(shí)和對(duì)職業(yè)的敬畏感，理解“熱愛(ài)本職、敬業(yè)奉獻(xiàn)”是大國(guó)工匠精神的源動(dòng)力。課程目標(biāo)2：掌握染料敏化太陽(yáng)能電池的工作原理和特點(diǎn)、掌握原材料及設(shè)備的選取，電池的制備工藝設(shè)計(jì)。掌握染料敏化太陽(yáng)能電池的生產(chǎn)工藝對(duì)光電轉(zhuǎn)換效率性能的影響。利用染料敏化太陽(yáng)能電池的基本理論，分析、評(píng)價(jià)和解決太陽(yáng)能電池工程制備、組裝實(shí)際過(guò)程和問(wèn)題。了解染料敏化太陽(yáng)能電池的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)；了解太陽(yáng)能電池行業(yè)的職業(yè)道德和規(guī)范，幫助學(xué)生樹(shù)立社會(huì)責(zé)任感。課程目標(biāo)3：能夠根據(jù)所查染料敏化太陽(yáng)能電池的文獻(xiàn)資料，設(shè)計(jì)針相關(guān)染料敏化太陽(yáng)能電池實(shí)驗(yàn)方案，分析影響染料敏化太陽(yáng)能電池性能的影響因素，能夠通過(guò)實(shí)驗(yàn)獲得較好的染料敏化太陽(yáng)能電池的制備工藝條件，考慮社會(huì)、健康、安全以及環(huán)境等因素。課程目標(biāo)4：能夠基于材料科學(xué)原理并采用科學(xué)方法對(duì)新能源材料與器件開(kāi)發(fā)過(guò)程的復(fù)雜工程問(wèn)題進(jìn)行研究，包括設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、分析與表征、并通過(guò)信息綜合得到合理有效的結(jié)論，并能夠在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中體現(xiàn)創(chuàng)新意識(shí)，能夠就復(fù)雜新能源材料與器件工程問(wèn)題與業(yè)界同行及社會(huì)公眾進(jìn)行有效溝通和交流，包括撰寫(xiě)報(bào)告和設(shè)計(jì)文稿、陳述發(fā)言、清晰表達(dá)或回應(yīng)指令，并具備一定的國(guó)際視野，能夠在跨文化背景下進(jìn)行溝通和交流。課程目標(biāo)對(duì)畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)的支撐課程目標(biāo)支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)畢業(yè)要求課程目標(biāo)1指標(biāo)點(diǎn)8.1：具有良好的思想素質(zhì)和社會(huì)道德。指標(biāo)點(diǎn)8.2具有正確的世界觀和人生觀。8-職業(yè)規(guī)范課程目標(biāo)2指標(biāo)點(diǎn)：2.3：具有應(yīng)用材料科學(xué)的基本原理，并通過(guò)文獻(xiàn)研究對(duì)新能源材料與器件領(lǐng)域內(nèi)復(fù)雜問(wèn)題進(jìn)行識(shí)別、分析、表達(dá)，以獲得有效結(jié)論的能力。指標(biāo)點(diǎn)：8.3具有社會(huì)責(zé)任感。畢業(yè)要求2.問(wèn)題分析畢業(yè)要求8.職業(yè)規(guī)范課程目標(biāo)3指標(biāo)點(diǎn)6.2：了解新能源材料與器件實(shí)踐及解決方案的社會(huì)制約因素，能夠合理分析與評(píng)價(jià)新能源材料與器件實(shí)踐和復(fù)雜工程問(wèn)題解決方案對(duì)社會(huì)、健康、安全、法律以及文化等方面的影響。指標(biāo)點(diǎn)9.3：具有技術(shù)團(tuán)隊(duì)的構(gòu)建、運(yùn)行、協(xié)調(diào)和負(fù)責(zé)的能力。畢業(yè)要求6.工程與社會(huì)畢業(yè)要求9.個(gè)人和團(tuán)隊(duì)課程目標(biāo)4指標(biāo)點(diǎn)3.1：針對(duì)新能源材料與器件等復(fù)雜工程問(wèn)題，具有設(shè)計(jì)滿(mǎn)足特定需求的新能源材料與器件生產(chǎn)過(guò)程系統(tǒng)、操作單元或工藝流程的能力，并能夠在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中體現(xiàn)創(chuàng)新意識(shí)。指標(biāo)點(diǎn)4.3：掌握新能源材料與器件基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的基本原理和方法，能對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、處理和分析，并通過(guò)信息綜合得到合理有效的結(jié)論。指標(biāo)點(diǎn)9.3：具有技術(shù)團(tuán)隊(duì)的構(gòu)建、運(yùn)行、協(xié)調(diào)和負(fù)責(zé)的能力。畢業(yè)要求3.設(shè)計(jì)/開(kāi)發(fā)解決方案畢業(yè)要求4.研究畢業(yè)要求9.個(gè)人和團(tuán)隊(duì)四、課程基本教學(xué)內(nèi)容及對(duì)課程目標(biāo)的支撐（一）課程基本教學(xué)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目1：實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)及原料的準(zhǔn)備主要內(nèi)容建議題目：共沉淀法制備TiO2染料敏化太陽(yáng)能電池共沉淀法制備ZnO染料敏化太陽(yáng)能電池共沉淀法制備Mn摻雜TiO2染料敏化太陽(yáng)能電池共沉淀法制備Mn摻雜ZnO染料敏化太陽(yáng)能電池固相反應(yīng)法制備TiO2染料敏化太陽(yáng)能電池固相反應(yīng)法制備ZnO染料敏化太陽(yáng)能電池(2)查閱文獻(xiàn)資料學(xué)生分為兩個(gè)大組，八個(gè)小組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，每組學(xué)生自選題目，通過(guò)查閱文獻(xiàn)資料，了解國(guó)內(nèi)外染料敏化太陽(yáng)能電池材料的研究現(xiàn)狀、制備方法及發(fā)展趨勢(shì)。文獻(xiàn)綜述撰寫(xiě)論述染料敏化太陽(yáng)能電池材料的國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展。論述染料敏化太陽(yáng)能電池材料的制備方法。論述染料敏化太陽(yáng)能電池材料的發(fā)光機(jī)理。論述染料敏化太陽(yáng)能電池材料的應(yīng)用領(lǐng)域。實(shí)施該項(xiàng)目的具體方案、實(shí)施手段。確定該項(xiàng)目的預(yù)期結(jié)果。實(shí)驗(yàn)設(shè)備和原材料準(zhǔn)備根據(jù)所設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)所需藥品、設(shè)備。2.重點(diǎn)和難點(diǎn)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀的總結(jié)：學(xué)生查閱文獻(xiàn)資料，自己總結(jié)燃料敏化太陽(yáng)能電池的研究現(xiàn)狀，了解染料敏化太陽(yáng)能電池的國(guó)內(nèi)外發(fā)展趨勢(shì)。實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)：實(shí)驗(yàn)前，實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)至關(guān)重要，這關(guān)系到后續(xù)整個(gè)實(shí)驗(yàn)的研究進(jìn)程。要求實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)合理，染料敏化太陽(yáng)能電池性能的影響因素把握準(zhǔn)確。3.實(shí)施方式講解、資料查閱和實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)4.學(xué)習(xí)要求論述染料敏化太陽(yáng)能電池材料的國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展、制備方法、發(fā)光機(jī)理、應(yīng)用領(lǐng)域。總結(jié)染料敏化太陽(yáng)能電池的研究現(xiàn)狀，設(shè)計(jì)自己選擇的染料敏化太陽(yáng)能電池的實(shí)驗(yàn)方案。5.實(shí)踐要求(1)實(shí)踐屬性：綜合訓(xùn)練型(2)工作流程：查閱文獻(xiàn)資料階段：在實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)開(kāi)始前，需要做好準(zhǔn)備工作，包括實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)的確定、文獻(xiàn)資料的查閱、研究現(xiàn)狀的總結(jié)等。實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)階段：根據(jù)文獻(xiàn)資料的查閱及總結(jié)，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)，確保實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)合理、可行。實(shí)驗(yàn)設(shè)備和原材料準(zhǔn)備階段：根據(jù)所設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)所需藥品、設(shè)備。(3)分組要求：4~5人1組(4)實(shí)踐準(zhǔn)備：知識(shí)準(zhǔn)備：了解染料敏化太陽(yáng)能電池材料的國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展、制備方法、發(fā)光機(jī)理、應(yīng)用領(lǐng)域等相關(guān)知識(shí)，為實(shí)驗(yàn)提供理論基礎(chǔ)。安全準(zhǔn)備：了解染料敏化太陽(yáng)能電池材料制備過(guò)程中的安全風(fēng)險(xiǎn)和注意事項(xiàng)，遵守安全規(guī)程，確保實(shí)訓(xùn)過(guò)程的安全可控。人員組織準(zhǔn)備：合理安排參與實(shí)驗(yàn)的人員，明確人員分工和職責(zé)，確保實(shí)訓(xùn)的有序進(jìn)行。（5）時(shí)間安排：2~3天（6）其他要求：無(wú)6.學(xué)生學(xué)習(xí)預(yù)期成果實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)及原料的準(zhǔn)備階段預(yù)期成果主要包括以下幾個(gè)方面：知識(shí)理解：通過(guò)查閱文獻(xiàn)資料，學(xué)生可以深入了解染料敏化太陽(yáng)能電池材料的國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展、制備方法、發(fā)光機(jī)理、應(yīng)用領(lǐng)域等相關(guān)知識(shí)，加深對(duì)理論知識(shí)的理解和掌握。技能提升：學(xué)生可以在查閱文獻(xiàn)過(guò)程中掌握查閱文獻(xiàn)的技能、染料敏化太陽(yáng)能電池材料制備的操作技能，包括實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)、電極材料的制備、反應(yīng)條件的優(yōu)化等，提升實(shí)踐操作能力和問(wèn)題解決能力。創(chuàng)新思維培養(yǎng)：在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中，學(xué)生可以通過(guò)探索不同的反應(yīng)條件和操作方法，培養(yǎng)創(chuàng)新思維和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力，提高對(duì)染料敏化太陽(yáng)能電池性能的優(yōu)化和改進(jìn)能力。職業(yè)素養(yǎng)提升：通過(guò)文獻(xiàn)查閱和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，學(xué)生可以提升職業(yè)素養(yǎng)和職業(yè)道德水平，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度和責(zé)任心，為未來(lái)的職業(yè)發(fā)展打下基礎(chǔ)。綜上所述，實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)及原料的準(zhǔn)備的學(xué)習(xí)預(yù)期成果是多方面的，包括知識(shí)理解、技能提升、創(chuàng)新思維培養(yǎng)、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力提升和職業(yè)素養(yǎng)提升等。通過(guò)實(shí)訓(xùn)，學(xué)生可以全面提升自身的綜合素質(zhì)和實(shí)踐能力，為未來(lái)的職業(yè)發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。7.支撐課程目標(biāo)課程目標(biāo)1：了解染料敏化太陽(yáng)能電池的發(fā)展趨勢(shì)，培養(yǎng)學(xué)生的家國(guó)情懷，引導(dǎo)學(xué)生樹(shù)立正確的職業(yè)觀、專(zhuān)業(yè)觀，引導(dǎo)學(xué)生將所學(xué)知識(shí)和技能轉(zhuǎn)化為內(nèi)在德行和素養(yǎng)，將學(xué)生個(gè)人發(fā)展與國(guó)家發(fā)展結(jié)合起來(lái)；染料敏化太陽(yáng)能電池的革新，是在不斷地修正與拓展中完成，引導(dǎo)學(xué)生有創(chuàng)新精神，不要固定已有的思維模式；辯證分析每一種分析方法、測(cè)試技術(shù)以及儀器結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)，使學(xué)生了解工匠精神，讓學(xué)生從內(nèi)心深處建立社會(huì)責(zé)任意識(shí)和對(duì)職業(yè)的敬畏感，理解“熱愛(ài)本職、敬業(yè)奉獻(xiàn)”是大國(guó)工匠精神的源動(dòng)力。課程目標(biāo)2：掌握染料敏化太陽(yáng)能電池的工作原理和特點(diǎn)、掌握原材料及設(shè)備的選取，電池的制備工藝設(shè)計(jì)。掌握染料敏化太陽(yáng)能電池的生產(chǎn)工藝對(duì)光電轉(zhuǎn)換效率性能的影響。利用染料敏化太陽(yáng)能電池的基本理論，分析、評(píng)價(jià)和解決太陽(yáng)能電池工程制備、組裝實(shí)際過(guò)程和問(wèn)題。了解染料敏化太陽(yáng)能電池的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)；了解太陽(yáng)能電池行業(yè)的職業(yè)道德和規(guī)范，幫助學(xué)生樹(shù)立社會(huì)責(zé)任感。課程目標(biāo)3：能夠根據(jù)所查染料敏化太陽(yáng)能電池的文獻(xiàn)資料，設(shè)計(jì)針相關(guān)染料敏化太陽(yáng)能電池實(shí)驗(yàn)方案，分析影響染料敏化太陽(yáng)能電池性能的影響因素，能夠通過(guò)實(shí)驗(yàn)獲得較好的染料敏化太陽(yáng)能電池的制備工藝條件，考慮社會(huì)、健康、安全以及環(huán)境等因素。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目2：TiO2(ZnO)工作電極的制備主要內(nèi)容(1)TiO2(ZnO)粉體的制備學(xué)生根據(jù)自己設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案，制備TiO2(ZnO)粉體材料，并調(diào)節(jié)制備工藝條件，制備出不同條件下的幾種TiO2(ZnO)粉體材料。(2)導(dǎo)電玻璃的清洗將導(dǎo)電玻璃放入燒杯中，并在燒杯中倒入適量無(wú)水乙醇，超聲清洗15~20min，然后放入干燥箱中烘干，待用。(3)TiO2工作電極制備稱(chēng)3g制備的TiO2(ZnO)粉放入研缽中，加入0.lml和乙酰丙酮、0.1ml的OP乳化劑，準(zhǔn)備5ml蒸餾水，開(kāi)始研磨，在研磨的過(guò)程中邊研磨邊慢慢加水稀釋?zhuān)瑧?yīng)根據(jù)實(shí)際情況增加水的量，研磨60分鐘，直至TiO2(ZnO)研磨成粘膠狀。整個(gè)研磨過(guò)程注意用力均勻，避免產(chǎn)生氣泡，使所制備的TiO2(ZnO)膠體均勻。用透明膠將清洗干凈的導(dǎo)電玻璃固定一邊，有利于保護(hù)玻璃不動(dòng)，導(dǎo)電面朝上，在導(dǎo)電玻璃上滴幾滴TiO2膠體，然后用玻璃棒徐徐滾動(dòng)，使TiO2(ZnO)膠體均勻涂平，待膜自然晾干后撕掉透明膠，轉(zhuǎn)入馬弗爐中，在馬弗爐中按自己設(shè)計(jì)的燒結(jié)溫度和保溫時(shí)間進(jìn)行燒結(jié)，停止加熱后，使其自然冷卻。2.重點(diǎn)和難點(diǎn)反應(yīng)條件的優(yōu)化：TiO2(ZnO)粉體需要在一定的溫度和pH值條件下進(jìn)行，這些條件的優(yōu)化對(duì)于提高染料敏化太陽(yáng)能電池的性能性至關(guān)重要。TiO2(ZnO)薄膜的制備：能否制備出薄厚均勻、不開(kāi)裂的TiO2(ZnO)薄膜是本實(shí)驗(yàn)的一大難點(diǎn)。3.實(shí)施方式講解、實(shí)操4.學(xué)習(xí)要求按照自己設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，改變制備工藝條件，制備不同條件下的TiO2工作電極，掌握各單元操作的原理，具備一定的實(shí)踐動(dòng)手能力，強(qiáng)化理論與實(shí)踐的結(jié)合、提高綜合能力。5.實(shí)踐要求(1)實(shí)踐屬性：綜合訓(xùn)練型(2)工作流程：準(zhǔn)備階段：在實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前，需要做好準(zhǔn)備工作，包括實(shí)驗(yàn)儀器的清洗、配方計(jì)算、操作規(guī)程的了解等。正常操作階段：根據(jù)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案，按照規(guī)定的操作規(guī)程進(jìn)行操作，記錄相關(guān)數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象?？偨Y(jié)階段：對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中存在的問(wèn)題進(jìn)行分析，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，提出改進(jìn)意見(jiàn)。(3)分組要求：4~5人1組(4)實(shí)踐準(zhǔn)備：知識(shí)準(zhǔn)備：了解染料敏化太陽(yáng)能電池材料的國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展、制備方法、發(fā)光機(jī)理、應(yīng)用領(lǐng)域等相關(guān)知識(shí)，為實(shí)驗(yàn)提供理論基礎(chǔ)。安全準(zhǔn)備：了解染料敏化太陽(yáng)能電池材料制備過(guò)程中的安全風(fēng)險(xiǎn)和注意事項(xiàng)，遵守安全規(guī)程，確保實(shí)訓(xùn)過(guò)程的安全可控。人員組織準(zhǔn)備：合理安排參與實(shí)驗(yàn)的人員，明確人員分工和職責(zé)，確保實(shí)訓(xùn)的有序進(jìn)行。（5）時(shí)間安排：7~8天（6）其他要求：無(wú)6.學(xué)生學(xué)習(xí)預(yù)期成果實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)及原料的準(zhǔn)備階段預(yù)期成果主要包括以下幾個(gè)方面：知識(shí)理解：通過(guò)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生可以深入了解染料敏化太陽(yáng)能電池材料的制備的相關(guān)知識(shí)，加深對(duì)理論知識(shí)的理解和掌握。技能提升：學(xué)生可以在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中掌握染料敏化太陽(yáng)能電池材料制備的操作技能，包括電極材料的制備、反應(yīng)條件的優(yōu)化等，提升實(shí)踐操作能力和問(wèn)題解決能力。實(shí)踐能力提升：通過(guò)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生可以提升對(duì)染料敏化太陽(yáng)能電池的認(rèn)知和實(shí)踐能力，了解染料敏化太陽(yáng)能電池制備過(guò)程中的安全風(fēng)險(xiǎn)和注意事項(xiàng)，掌握應(yīng)對(duì)突發(fā)狀況的措施和方法。創(chuàng)新思維培養(yǎng)：在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中，學(xué)生可以通過(guò)探索不同的反應(yīng)條件和操作方法，培養(yǎng)創(chuàng)新思維和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力，提高對(duì)染料敏化太陽(yáng)能電池性能的優(yōu)化和改進(jìn)能力。職業(yè)素養(yǎng)提升：通過(guò)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生可以提升職業(yè)素養(yǎng)和職業(yè)道德水平，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度和責(zé)任心，為未來(lái)的職業(yè)發(fā)展打下基礎(chǔ)。綜上所述，TiO2(ZnO)工作電極的制備的預(yù)期成果是多方面的，包括知識(shí)理解、技能提升、創(chuàng)新思維培養(yǎng)、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力提升和職業(yè)素養(yǎng)提升等。通過(guò)實(shí)訓(xùn)，學(xué)生可以全面提升自身的綜合素質(zhì)和實(shí)踐能力，為未來(lái)的職業(yè)發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。7.支撐課程目標(biāo)課程目標(biāo)1：了解染料敏化太陽(yáng)能電池的發(fā)展趨勢(shì)，培養(yǎng)學(xué)生的家國(guó)情懷，引導(dǎo)學(xué)生樹(shù)立正確的職業(yè)觀、專(zhuān)業(yè)觀，引導(dǎo)學(xué)生將所學(xué)知識(shí)和技能轉(zhuǎn)化為內(nèi)在德行和素養(yǎng)，將學(xué)生個(gè)人發(fā)展與國(guó)家發(fā)展結(jié)合起來(lái)；染料敏化太陽(yáng)能電池的革新，是在不斷地修正與拓展中完成，引導(dǎo)學(xué)生有創(chuàng)新精神，不要固定已有的思維模式；辯證分析每一種分析方法、測(cè)試技術(shù)以及儀器結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)，使學(xué)生了解工匠精神，讓學(xué)生從內(nèi)心深處建立社會(huì)責(zé)任意識(shí)和對(duì)職業(yè)的敬畏感，理解“熱愛(ài)本職、敬業(yè)奉獻(xiàn)”是大國(guó)工匠精神的源動(dòng)力。課程目標(biāo)2：掌握染料敏化太陽(yáng)能電池的工作原理和特點(diǎn)、掌握原材料及設(shè)備的選取，電池的制備工藝設(shè)計(jì)。掌握染料敏化太陽(yáng)能電池的生產(chǎn)工藝對(duì)光電轉(zhuǎn)換效率性能的影響。利用染料敏化太陽(yáng)能電池的基本理論，分析、評(píng)價(jià)和解決太陽(yáng)能電池工程制備、組裝實(shí)際過(guò)程和問(wèn)題。了解染料敏化太陽(yáng)能電池的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)；了解太陽(yáng)能電池行業(yè)的職業(yè)道德和規(guī)范，幫助學(xué)生樹(shù)立社會(huì)責(zé)任感。課程目標(biāo)3：能夠根據(jù)所查染料敏化太陽(yáng)能電池的文獻(xiàn)資料，設(shè)計(jì)針相關(guān)染料敏化太陽(yáng)能電池實(shí)驗(yàn)方案，分析影響染料敏化太陽(yáng)能電池性能的影響因素，能夠通過(guò)實(shí)驗(yàn)獲得較好的染料敏化太陽(yáng)能電池的制備工藝條件，考慮社會(huì)、健康、安全以及環(huán)境等因素。課程目標(biāo)4：能夠基于材料科學(xué)原理并采用科學(xué)方法對(duì)新能源材料與器件開(kāi)發(fā)過(guò)程的復(fù)雜工程問(wèn)題進(jìn)行研究，包括設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、分析與表征、并通過(guò)信息綜合得到合理有效的結(jié)論，并能夠在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中體現(xiàn)創(chuàng)新意識(shí)，能夠就復(fù)雜新能源材料與器件工程問(wèn)題與業(yè)界同行及社會(huì)公眾進(jìn)行有效溝通和交流，包括撰寫(xiě)報(bào)告和設(shè)計(jì)文稿、陳述發(fā)言、清晰表達(dá)或回應(yīng)指令，并具備一定的國(guó)際視野，能夠在跨文化背景下進(jìn)行溝通和交流。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目3：對(duì)電極和電解液的制備、染料敏化電極的制備1.主要內(nèi)容(1)對(duì)電極的制備電池既需要光陽(yáng)極，又要一個(gè)對(duì)電極才能工作。對(duì)電極又叫反電極。取與正電極相同大小的導(dǎo)電玻璃，利用萬(wàn)用表判斷玻璃的導(dǎo)電面(利用手指也可以作出判斷，導(dǎo)電面較為粗糙)。把非導(dǎo)電面標(biāo)上‘+’，然后石墨棒或軟鉛筆在整個(gè)反電極的導(dǎo)電面上涂上一層碳膜。整個(gè)面無(wú)需掩蓋和貼膠帶。(2)電解液的制備固態(tài)碘是非極性分子晶體，難溶于極性較強(qiáng)的水中，在25℃時(shí),1升水中只能溶解0.3克碘。實(shí)驗(yàn)室使用的碘水要求有比較大的濃度。為了得到濃度較大的碘水，可先向水中加入少量碘化鉀晶體，然后再加入碘的晶體。這是由于在含有碘離子的浴液中，每個(gè)碘離子可以跟一個(gè)碘分子結(jié)合，生成三碘離子I3-。生成的I3-離子能夠離解成碘和碘離子，溶液中有下列平衡存在:I-+I2=I3-當(dāng)反應(yīng)需要碘時(shí)，上述平衡即向左方移動(dòng)，使溶液內(nèi)有碘供應(yīng)，所以含有I3-離子浴液的性質(zhì)與含有I2的溶液即碘水的性質(zhì)相似。電解質(zhì)I-/I-3溶液的配制方案為：0.5mol/L碘化鉀+0.05mol/碘，溶劑：乙腈(體積分?jǐn)?shù)80%)+乙二醇(體積分?jǐn)?shù)20%)，電解質(zhì)配制完成后在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中可以隨時(shí)取用，因此先配制好50ml。用天平稱(chēng)0.32g碘，4.15g碘化鉀。用50ml量取40ml乙睛，10ml乙二醇，將稱(chēng)得的碘和碘化鉀溶入乙腈和乙二醇的混合溶液,然后放入棕色試劑瓶中，避光保存。(3)染料的萃取從自然界中采集一些新鮮常青樹(shù)樹(shù)葉，用蒸餾水洗凈后，自然晾干。采集新鮮綠色幼葉，洗凈晾干，去主脈，稱(chēng)取5g剪碎放入研缽，加入少量石油醚充分研磨，然后轉(zhuǎn)入燒杯，再加入約20mL石油醚，超聲提取15min后過(guò)濾，棄去濾液。將濾渣自然風(fēng)干后轉(zhuǎn)入研缽中，再以同樣的方法用20mL丙酮提取，過(guò)濾后收集濾液，即得到取出了葉黃素的葉綠素丙酮溶液，作為敏化染料待用。(4)染料敏化電極的制備過(guò)煅燒后的TiO2電極，分別浸入上述染料溶液中，浸泡2-3h后取出，清冼、晾干，即獲得經(jīng)過(guò)染料敏化的TiO2電極。2.重點(diǎn)和難點(diǎn)對(duì)電極的制備：石墨棒或軟鉛筆在整個(gè)反電極的導(dǎo)電面上涂碳膜時(shí)，要保證制備的碳膜薄厚均勻，這對(duì)于提高染料敏化太陽(yáng)能電池的性能性至關(guān)重要。3.實(shí)施方式講解、實(shí)操4.學(xué)習(xí)要求掌握對(duì)電極和電解液的制備、染料敏化電極的制備，具備一定的實(shí)踐動(dòng)手經(jīng)驗(yàn)、強(qiáng)化理論與實(shí)踐的結(jié)合、提高綜合能力。掌握對(duì)電極和電解液的制備、染料敏化電極的制備過(guò)程中的控制條件及其影響因素。5.實(shí)踐要求(1)實(shí)踐屬性：綜合訓(xùn)練型(2)工作流程：準(zhǔn)備階段：在實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前，需要做好準(zhǔn)備工作，包括實(shí)驗(yàn)儀器的清洗、配方計(jì)算、操作規(guī)程的了解等。正常操作階段：根據(jù)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案，按照規(guī)定的操作規(guī)程進(jìn)行操作，記錄相關(guān)數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象?？偨Y(jié)階段：對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中存在的問(wèn)題進(jìn)行分析，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，提出改進(jìn)意見(jiàn)。(3)分組要求：4~5人1組(4)實(shí)踐準(zhǔn)備：知識(shí)準(zhǔn)備：了解染料敏化太陽(yáng)能電池材料的國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展、制備方法、發(fā)光機(jī)理、應(yīng)用領(lǐng)域等相關(guān)知識(shí)，為實(shí)驗(yàn)提供理論基礎(chǔ)。安全準(zhǔn)備：了解染料敏化太陽(yáng)能電池材料制備過(guò)程中的安全風(fēng)險(xiǎn)和注意事項(xiàng)，遵守安全規(guī)程，確保實(shí)訓(xùn)過(guò)程的安全可控。人員組織準(zhǔn)備：合理安排參與實(shí)驗(yàn)的人員，明確人員分工和職責(zé)，確保實(shí)訓(xùn)的有序進(jìn)行。（5）時(shí)間安排：6~7天（6）其他要求：無(wú)6.學(xué)生學(xué)習(xí)預(yù)期成果實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)及原料的準(zhǔn)備階段預(yù)期成果主要包括以下幾個(gè)方面：知識(shí)理解：通過(guò)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生可以深入了解染料敏化太陽(yáng)能電池材料的制備的相關(guān)知識(shí)，加深對(duì)理論知識(shí)的理解和掌握。技能提升：學(xué)生可以在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中掌握染料敏化太陽(yáng)能電池材料制備的操作技能，包括對(duì)電極和電解液的制備、染料敏化電極的制備等，提升實(shí)踐操作能力和問(wèn)題解決能力。實(shí)踐能力提升：通過(guò)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生可以提升對(duì)染料敏化太陽(yáng)能電池的認(rèn)知和實(shí)踐能力，了解染料敏化太陽(yáng)能電池制備過(guò)程中的安全風(fēng)險(xiǎn)和注意事項(xiàng)，掌握應(yīng)對(duì)突發(fā)狀況的措施和方法。創(chuàng)新思維培養(yǎng)：在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中，學(xué)生可以通過(guò)探索不同的反應(yīng)條件和操作方法，培養(yǎng)創(chuàng)新思維和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力，提高對(duì)染料敏化太陽(yáng)能電池性能的優(yōu)化和改進(jìn)能力。職業(yè)素養(yǎng)提升：通過(guò)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生可以提升職業(yè)素養(yǎng)和職業(yè)道德水平，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度和責(zé)任心，為未來(lái)的職業(yè)發(fā)展打下基礎(chǔ)。綜上所述，對(duì)電極和電解液的制備、染料敏化電極的制備的預(yù)期成果是多方面的，包括知識(shí)理解、技能提升、創(chuàng)新思維培養(yǎng)、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力提升和職業(yè)素養(yǎng)提升等。通過(guò)實(shí)訓(xùn)，學(xué)生可以全面提升自身的綜合素質(zhì)和實(shí)踐能力，為未來(lái)的職業(yè)發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。7.支撐課程目標(biāo)課程目標(biāo)1：了解染料敏化太陽(yáng)能電池的發(fā)展趨勢(shì)，培養(yǎng)學(xué)生的家國(guó)情懷，引導(dǎo)學(xué)生樹(shù)立正確的職業(yè)觀、專(zhuān)業(yè)觀，引導(dǎo)學(xué)生將所學(xué)知識(shí)和技能轉(zhuǎn)化為內(nèi)在德行和素養(yǎng)，將學(xué)生個(gè)人發(fā)展與國(guó)家發(fā)展結(jié)合起來(lái)；染料敏化太陽(yáng)能電池的革新，是在不斷地修正與拓展中完成，引導(dǎo)學(xué)生有創(chuàng)新精神，不要固定已有的思維模式；辯證分析每一種分析方法、測(cè)試技術(shù)以及儀器結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)，使學(xué)生了解工匠精神，讓學(xué)生從內(nèi)心深處建立社會(huì)責(zé)任意識(shí)和對(duì)職業(yè)的敬畏感，理解“熱愛(ài)本職、敬業(yè)奉獻(xiàn)”是大國(guó)工匠精神的源動(dòng)力。課程目標(biāo)2：掌握染料敏化太陽(yáng)能電池的工作原理和特點(diǎn)、掌握原材料及設(shè)備的選取，電池的制備工藝設(shè)計(jì)。掌握染料敏化太陽(yáng)能電池的生產(chǎn)工藝對(duì)光電轉(zhuǎn)換效率性能的影響。利用染料敏化太陽(yáng)能電池的基本理論，分析、評(píng)價(jià)和解決太陽(yáng)能電池工程制備、組裝實(shí)際過(guò)程和問(wèn)題。了解染料敏化太陽(yáng)能電池的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)；了解太陽(yáng)能電池行業(yè)的職業(yè)道德和規(guī)范，幫助學(xué)生樹(shù)立社會(huì)責(zé)任感。課程目標(biāo)3：能夠根據(jù)所查染料敏化太陽(yáng)能電池的文獻(xiàn)資料，設(shè)計(jì)針相關(guān)染料敏化太陽(yáng)能電池實(shí)驗(yàn)方案，分析影響染料敏化太陽(yáng)能電池性能的影響因素，能夠通過(guò)實(shí)驗(yàn)獲得較好的染料敏化太陽(yáng)能電池的制備工藝條件，考慮社會(huì)、健康、安全以及環(huán)境等因素。課程目標(biāo)4：能夠基于材料科學(xué)原理并采用科學(xué)方法對(duì)新能源材料與器件開(kāi)發(fā)過(guò)程的復(fù)雜工程問(wèn)題進(jìn)行研究，包括設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、分析與表征、并通過(guò)信息綜合得到合理有效的結(jié)論，并能夠在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中體現(xiàn)創(chuàng)新意識(shí)，能夠就復(fù)雜新能源材料與器件工程問(wèn)題與業(yè)界同行及社會(huì)公眾進(jìn)行有效溝通和交流，包括撰寫(xiě)報(bào)告和設(shè)計(jì)文稿、陳述發(fā)言、清晰表達(dá)或回應(yīng)指令，并具備一定的國(guó)際視野，能夠在跨文化背景下進(jìn)行溝通和交流。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目4：染料敏化太陽(yáng)能電池的組裝和光電性能測(cè)試1.主要內(nèi)容(1)染料敏化太陽(yáng)能電池的組裝取一片導(dǎo)電玻璃，在其上制備石墨負(fù)極，以TiO2為正極，石墨為負(fù)極材料，加入電解液，組裝成染料敏化太陽(yáng)能電池。(2)光電性能測(cè)試為考察不同條件制備的染料敏化太陽(yáng)能電池的性能，測(cè)試組裝好的染料敏化太陽(yáng)能電池IV曲線，并計(jì)算燃料敏化太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)化效率。(3)粉體的XRD測(cè)試將不同條件制備的TiO2(ZnO)粉體進(jìn)行XRD測(cè)試，分析粉體的物相組成。2.重點(diǎn)和難點(diǎn)染料敏化太陽(yáng)能電池的組裝：染料敏化太陽(yáng)能電池的組裝過(guò)程對(duì)染料敏化太陽(yáng)能電池的性能有性至關(guān)重要的影響。光電性能測(cè)試：在光電性能測(cè)試中測(cè)試參數(shù)的設(shè)置是非常重要的。3.實(shí)施方式講解、實(shí)操4.學(xué)習(xí)要求按照自己設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，完成染料敏化太陽(yáng)能電池和光電性能測(cè)試，掌握各單元操作的原理，具備一定的實(shí)踐動(dòng)手能力，強(qiáng)化理論與實(shí)踐的結(jié)合、提高綜合能力。5.實(shí)踐要求(1)實(shí)踐屬性：綜合訓(xùn)練型(2)工作流程：準(zhǔn)備階段：在實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前，需要做好準(zhǔn)備工作，包括實(shí)驗(yàn)儀器的清洗、儀器的矯正、操作規(guī)程的了解等。正常操作階段：根據(jù)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案，按照規(guī)定的操作規(guī)程進(jìn)行操作，記錄相關(guān)數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。總結(jié)階段：對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中存在的問(wèn)題進(jìn)行分析，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，提出改進(jìn)意見(jiàn)。(3)分組要求：4~5人1組(4)實(shí)踐準(zhǔn)備：知識(shí)準(zhǔn)備：了解染料敏化太陽(yáng)能電池材料的國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展、制備方法、發(fā)光機(jī)理、應(yīng)用領(lǐng)域、測(cè)試手段等相關(guān)知識(shí)，為實(shí)驗(yàn)提供理論基礎(chǔ)。安全準(zhǔn)備：了解染料敏化太陽(yáng)能電池材料制備以及檢測(cè)過(guò)程中的安全風(fēng)險(xiǎn)和注意事項(xiàng)，遵守安全規(guī)程，確保實(shí)訓(xùn)過(guò)程的安全可控。人員組織準(zhǔn)備：合理安排參與實(shí)驗(yàn)的人員，明確人員分工和職責(zé)，確保實(shí)訓(xùn)的有序進(jìn)行。（5）時(shí)間安排：3~4天（6）其他要求：無(wú)6.學(xué)生學(xué)習(xí)預(yù)期成果染料敏化太陽(yáng)能電池的組裝和光電性能測(cè)試階段預(yù)期成果主要包括以下幾個(gè)方面：知識(shí)理解：通過(guò)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生可以深入了解染料敏化太陽(yáng)能電池組裝以及測(cè)試的相關(guān)知識(shí)，加深對(duì)理論知識(shí)的理解和掌握。技能提升：學(xué)生可以在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中掌握染料敏化太陽(yáng)能電池材料制備及檢測(cè)的操作技能，包括料敏化太陽(yáng)能電池組裝、料敏化太陽(yáng)能電池測(cè)試等，提升實(shí)踐操作能力和問(wèn)題解決能力。實(shí)踐能力提升：通過(guò)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生可以提升對(duì)染料敏化太陽(yáng)能電池的認(rèn)知和實(shí)踐能力，了解染料敏化太陽(yáng)能電池組裝和測(cè)試過(guò)程中的安全風(fēng)險(xiǎn)和注意事項(xiàng)，掌握應(yīng)對(duì)突發(fā)狀況的措施和方法。創(chuàng)新思維培養(yǎng)：在實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生可以通過(guò)染料敏化太陽(yáng)能電池組裝及測(cè)試操作方法，培養(yǎng)創(chuàng)新思維和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力，提高對(duì)染料敏化太陽(yáng)能電池性能的優(yōu)化和改進(jìn)能力。職業(yè)素養(yǎng)提升：通過(guò)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生可以提升職業(yè)素養(yǎng)和職業(yè)道德水平，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度和責(zé)任心，為未來(lái)的職業(yè)發(fā)展打下基礎(chǔ)。綜上所述，染料敏化太陽(yáng)能電池的組裝和光電性能測(cè)試的預(yù)期成果是多方面的，包括知識(shí)理解、技能提升、創(chuàng)新思維培養(yǎng)、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力提升和職業(yè)素養(yǎng)提升等。通過(guò)實(shí)訓(xùn)，學(xué)生可以全面提升自身的綜合素質(zhì)和實(shí)踐能力，為未來(lái)的職業(yè)發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。7.支撐課程目標(biāo)課程目標(biāo)1：了解染料敏化太陽(yáng)能電池的發(fā)展趨勢(shì)，培養(yǎng)學(xué)生的家國(guó)情懷，引導(dǎo)學(xué)生樹(shù)立正確的職業(yè)觀、專(zhuān)業(yè)觀，引導(dǎo)學(xué)生將所學(xué)知識(shí)和技能轉(zhuǎn)化為內(nèi)在德行和素養(yǎng)，將學(xué)生個(gè)人發(fā)展與國(guó)家發(fā)展結(jié)合起來(lái)；染料敏化太陽(yáng)能電池的革新，是在不斷地修正與拓展中完成，引導(dǎo)學(xué)生有創(chuàng)新精神，不要固定已有的思維模式；辯證分析每一種分析方法、測(cè)試技術(shù)以及儀器結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)，使學(xué)生了解工匠精神，讓學(xué)生從內(nèi)心深處建立社會(huì)責(zé)任意識(shí)和對(duì)職業(yè)的敬畏感，理解“熱愛(ài)本職、敬業(yè)奉獻(xiàn)”是大國(guó)工匠精神的源動(dòng)力。課程目標(biāo)2：掌握染料敏化太陽(yáng)能電池的工作原理和特點(diǎn)、掌握原材料及設(shè)備的選取，電池的制備工藝設(shè)計(jì)。掌握染料敏化太陽(yáng)能電池的生產(chǎn)工藝對(duì)光電轉(zhuǎn)換效率性能的影響。利用染料敏化太陽(yáng)能電池的基本理論，分析、評(píng)價(jià)和解決太陽(yáng)能電池工程制備、組裝實(shí)際過(guò)程和問(wèn)題。了解染料敏化太陽(yáng)能電池的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)；了解太陽(yáng)能電池行業(yè)的職業(yè)道德和規(guī)范，幫助學(xué)生樹(shù)立社會(huì)責(zé)任感。課程目標(biāo)3：能夠根據(jù)所查染料敏化太陽(yáng)能電池的文獻(xiàn)資料，設(shè)計(jì)針相關(guān)染料敏化太陽(yáng)能電池實(shí)驗(yàn)方案，分析影響染料敏化太陽(yáng)能電池性能的影響因素，能夠通過(guò)實(shí)驗(yàn)獲得較好的染料敏化太陽(yáng)能電池的制備工藝條件，考慮社會(huì)、健康、安全以及環(huán)境等因素。課程目標(biāo)4：能夠基于材料科