《太陽能電池課程設(shè)計(jì)》課程教學(xué)大綱

《太陽能電池課程設(shè)計(jì)》課程教學(xué)大綱一、課程基本信息課程名稱太陽能電池課程設(shè)計(jì)課程編號330020117課程性質(zhì)必修課課程類別集中實(shí)踐環(huán)節(jié)開課單位新材料與化學(xué)工程學(xué)院授課學(xué)期第學(xué)期學(xué)分/學(xué)時(shí)3/3周實(shí)施方式課程設(shè)計(jì)適用專業(yè)新能源材料與器件是否雙語否先修課程太陽能電池材料太陽能電池原理與技術(shù)后續(xù)課程畢業(yè)實(shí)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）二、課程簡介太陽能電池課程設(shè)計(jì)是新能源材料與器件專業(yè)太陽能電池材料與器件方向重要的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，是培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)實(shí)踐能力的重要過程和基本理論、基本知識的深化過程。在這個課程中，學(xué)生將學(xué)習(xí)到太陽能電池材料與器件的先進(jìn)技術(shù)，以及與之相關(guān)的基本理論和實(shí)踐知識。這不僅有助于鞏固學(xué)生的基礎(chǔ)知識，更能提升他們的專業(yè)實(shí)踐能力，為我國新能源領(lǐng)域的發(fā)展儲備人才。通過本課程設(shè)計(jì)，在太陽能電池課程設(shè)計(jì)中，學(xué)生還需要掌握太陽能電池的產(chǎn)業(yè)化現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢。這部分內(nèi)容有助于學(xué)生了解太陽能電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r，以及未來發(fā)展趨勢和機(jī)遇。這將有助于學(xué)生將所學(xué)知識運(yùn)用到實(shí)際工作中，為我國新能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展貢獻(xiàn)力量。三、課程目標(biāo)及對畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)的支撐（一）課程目標(biāo)通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生達(dá)到以下目標(biāo)：課程目標(biāo)1.通過本課程設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)，加深理論知識的應(yīng)用能力，通過實(shí)際的太陽能組件設(shè)計(jì)，鞏固掌握太陽能器件設(shè)計(jì)的基本方法和原理。課程目標(biāo)2.通過本課程設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)，使學(xué)生具備設(shè)計(jì)資料收集和現(xiàn)場調(diào)查、分析和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理全過程的能力，提高學(xué)生分析問題和解決實(shí)際問題的能力。課程目標(biāo)3.通過本課程設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)，能夠規(guī)范撰寫課程設(shè)計(jì)說明書，能夠準(zhǔn)確表達(dá)自己的設(shè)計(jì)方案，并就設(shè)計(jì)方案的具體問題與同行進(jìn)行良好溝通，使學(xué)生逐步具備從事太陽能行業(yè)人員的基本能力和素質(zhì)。（二）課程目標(biāo)對畢業(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)2-1：掌握工程科學(xué)基本原理。2-問題分析課程目標(biāo)2指標(biāo)點(diǎn)4-3：掌握新能源材料工程科學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的基本原理和方法，能對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、處理和分析，并通過信息綜合得到合理有效的結(jié)論。指標(biāo)點(diǎn)10-1：具備就新能源材料復(fù)雜工程問題與業(yè)界同行及社會公眾進(jìn)行有效溝通和交流，準(zhǔn)確有效的陳述發(fā)言、清晰表達(dá)或回應(yīng)指令的能力，以及具備撰寫報(bào)告和設(shè)計(jì)文稿的能力。4-研究10-溝通課程目標(biāo)3指標(biāo)點(diǎn)6-2：了解新能源材料工程實(shí)踐及解決方案的社會制約因素，能夠合理分析與評價(jià)新能源材料工程實(shí)踐和復(fù)雜工程問題解決方案對社會、健康、安全、法律以及文化等方面的影響。指標(biāo)點(diǎn)6-2：能夠正確認(rèn)識新能源材料實(shí)踐對環(huán)境和社會可持續(xù)發(fā)展的影響，明確實(shí)施新能源材料工程實(shí)踐及其解決方案中應(yīng)承擔(dān)的責(zé)任。指標(biāo)點(diǎn)7-1：能夠理解和評價(jià)新能源材料產(chǎn)品或新能源材料項(xiàng)目對人文和自然環(huán)境的影響。指標(biāo)點(diǎn)7-2：了解新能源材料產(chǎn)品及工程項(xiàng)目的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，能針對可能產(chǎn)生的不良影響給出積極的應(yīng)對方案。指標(biāo)點(diǎn)7-3：在工程實(shí)踐中主動應(yīng)用能夠改善環(huán)境、促進(jìn)社會可持續(xù)發(fā)展的先進(jìn)技術(shù)。指標(biāo)點(diǎn)8-1：具有良好的思想素質(zhì)和社會道德。指標(biāo)點(diǎn)8-2：具有正確的世界觀和人生觀。指標(biāo)點(diǎn)8-3：具有社會責(zé)任感。指標(biāo)點(diǎn)8-4：能夠在工程實(shí)踐中理解并遵守工程職業(yè)道德和規(guī)范，履行職責(zé)。6-工程與社會7-環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展8-職業(yè)規(guī)范四、課程基本教學(xué)內(nèi)容及對課程目標(biāo)的支撐（一）課程基本教學(xué)內(nèi)容實(shí)踐項(xiàng)目一資料收集課程主要內(nèi)容（1）明確設(shè)計(jì)目的（2）收集資料重點(diǎn)和難點(diǎn)3.實(shí)施方式課程設(shè)計(jì)采用教師線上線下指導(dǎo)、學(xué)生獨(dú)立完成的方式進(jìn)行。在教師指導(dǎo)環(huán)節(jié)，指導(dǎo)教師向?qū)W生發(fā)放有關(guān)的課程設(shè)計(jì)背景資料，并向?qū)W生講述課程設(shè)計(jì)的要求、步驟和方法。設(shè)計(jì)過程采取線上線下輔導(dǎo)，分散設(shè)計(jì)的方式進(jìn)行。學(xué)習(xí)要求學(xué)生應(yīng)掌握如何制定調(diào)查方案、如何運(yùn)用各種工具和手段進(jìn)行實(shí)地調(diào)查、如何收集和處理數(shù)據(jù)等技能。此外，學(xué)生應(yīng)具備初步的資料查閱能力，及數(shù)據(jù)處理能力。5.實(shí)踐要求（1）實(shí)踐屬性：調(diào)查研究型（2）工作流程：分析任務(wù)書——明確設(shè)計(jì)目的——收集和調(diào)查薄膜材料物性研究進(jìn)展相關(guān)資料——進(jìn)行太陽能電池最新研究進(jìn)展調(diào)查——確定膜層設(shè)計(jì)的材料選配。（3）分組要求：每人選擇不同的膜層材料。（4）實(shí)踐準(zhǔn)備：PC1D軟件學(xué)習(xí)（5）時(shí)間安排：4天（6）其他要求：無6.學(xué)生學(xué)習(xí)預(yù)期成果通過完成本實(shí)踐項(xiàng)目，學(xué)生將能夠運(yùn)用所學(xué)的知識和技能，制定具體的設(shè)計(jì)方案，收集和分析數(shù)據(jù)，得出正確結(jié)論。此外，學(xué)生還將培養(yǎng)動手能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和創(chuàng)新能力，為今后從事相關(guān)領(lǐng)域的研究和工作奠定基礎(chǔ)。在學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生應(yīng)注重學(xué)術(shù)誠信，遵守設(shè)計(jì)規(guī)程，以確保實(shí)踐成果的可靠性和科學(xué)性。本實(shí)踐項(xiàng)目以明確設(shè)計(jì)目的、搜集資料、制定設(shè)計(jì)方案、實(shí)踐操作、數(shù)據(jù)分析及結(jié)論得出為主線，旨在培養(yǎng)學(xué)生掌握太陽能電池減反射率膜設(shè)計(jì)的基本方法和技能。在完成項(xiàng)目過程中，學(xué)生應(yīng)注重理論學(xué)習(xí)與實(shí)踐操作相結(jié)合，不斷提高自己的綜合素質(zhì)和能力。7.支撐課程目標(biāo)課程目標(biāo)1.通過本課程設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)，加深理論知識的應(yīng)用能力，通過實(shí)際的太陽能組件設(shè)計(jì)，鞏固掌握太陽能器件設(shè)計(jì)的基本方法和原理。課程目標(biāo)2.通過本課程設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)，使學(xué)生具備設(shè)計(jì)資料收集和現(xiàn)場調(diào)查、分析和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理全過程的能力，提高學(xué)生分析問題和解決實(shí)際問題的能力。實(shí)踐項(xiàng)目二多層膜方案設(shè)計(jì)課程主要內(nèi)容內(nèi)容：選取三種不同的減反射膜材料，進(jìn)行排列組合，分別對單層，雙層及三層減反射膜進(jìn)行仿真分析，每層減反射膜厚度在10~600nm,每隔20nm取一組數(shù)據(jù)；要求：模擬不同厚度，不同折射率，不同組合的減反射膜對太陽能電池短路電流、開路電壓、填充因子、轉(zhuǎn)換效率、內(nèi)外量子效率、總反射率等性能參數(shù)的影響。2.重點(diǎn)和難點(diǎn)重點(diǎn)：研究不同厚度、不同折射率以及不同組合的減反射膜對太陽能電池性能的影響。通過仿真分析，深入了解這些因素如何改變太陽能電池的短路電流、開路電壓、填充因子、轉(zhuǎn)換效率、內(nèi)外量子效率以及總反射率等關(guān)鍵性能參數(shù)。難點(diǎn)：探討如何在實(shí)際應(yīng)用中優(yōu)化減反射膜的性能。實(shí)施方式采用教師線上線下指導(dǎo)、學(xué)生獨(dú)立完成的方式進(jìn)行。學(xué)習(xí)要求本課程采用實(shí)踐教學(xué)的方式，要求學(xué)生具備一定的理論基礎(chǔ)，能夠熟練運(yùn)用相關(guān)仿真軟件進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作。在課程過程中，學(xué)生需要嚴(yán)格按照實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行操作，并對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行詳細(xì)的記錄和分析。5.實(shí)踐要求實(shí)踐屬性：綜合訓(xùn)練型（2）工作流程：建?！獑螌訙p反射膜仿真設(shè)計(jì)——雙層減反射膜仿真設(shè)計(jì)——三層減反射膜仿真設(shè)計(jì)——數(shù)據(jù)處理作圖及結(jié)果分析（3）分組要求：每人選取不同的膜層材料。（4）實(shí)踐準(zhǔn)備：在進(jìn)行實(shí)踐課程前，學(xué)生需準(zhǔn)備好相關(guān)設(shè)備、仿真軟件以及設(shè)計(jì)原始數(shù)據(jù)。設(shè)計(jì)期間學(xué)生需充分利用時(shí)間，確保實(shí)驗(yàn)進(jìn)度和質(zhì)量。（5）時(shí)間安排：7天（6）其他要求：無6.學(xué)生學(xué)習(xí)預(yù)期成果通過本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生將能夠掌握減反射膜材料的基本特性，了解其對太陽能電池性能的影響規(guī)律，并具備一定的實(shí)際操作能力。此外，學(xué)生還將培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神和溝通交流能力。7.支撐課程目標(biāo)本單元知識、教學(xué)方式支撐如下課程目標(biāo)：課程目標(biāo)1.通過本課程設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)，加深理論知識的應(yīng)用能力，通過實(shí)際的太陽能組件設(shè)計(jì)，鞏固掌握太陽能器件設(shè)計(jì)的基本方法和原理。課程目標(biāo)2.通過本課程設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)，使學(xué)生具備設(shè)計(jì)資料收集和現(xiàn)場調(diào)查、分析和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理全過程的能力，提高學(xué)生分析問題和解決實(shí)際問題的能力。實(shí)踐項(xiàng)目三設(shè)計(jì)說明書的編寫1.主要內(nèi)容2.重點(diǎn)和難點(diǎn)重點(diǎn)：設(shè)計(jì)說明的編寫。難點(diǎn)：無3.實(shí)施方式采用教師線上線下指導(dǎo)、學(xué)生獨(dú)立完成的方式進(jìn)行。學(xué)習(xí)要求學(xué)生應(yīng)了解太陽能電池設(shè)計(jì)的整體目的，明確課程設(shè)計(jì)說明書的具體要求，包括內(nèi)容結(jié)構(gòu)、格式規(guī)范等。學(xué)生應(yīng)按照課程設(shè)計(jì)說明書的要求，撰寫規(guī)范、準(zhǔn)確、清晰的設(shè)計(jì)說明書，包括封面、目錄、正文、參考文獻(xiàn)等內(nèi)容。5.實(shí)踐要求（1）實(shí)踐屬性：綜合訓(xùn)練型（2）工作流程：學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)說明書的撰寫規(guī)范——撰寫設(shè)計(jì)說明書（3）分組要求：每位同學(xué)獨(dú)立完成（4）實(shí)踐準(zhǔn)備：充分了解課程設(shè)計(jì)說明書的撰寫要求，掌握設(shè)計(jì)說明書的撰寫規(guī)范和撰寫方法。（5）時(shí)間安排：4天（6）其他要求：無6.學(xué)生學(xué)習(xí)預(yù)期成果通過本單元的學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠撰寫規(guī)范、準(zhǔn)確、清晰的課程設(shè)計(jì)說明書，包括封面、目錄、正文、參考文獻(xiàn)等內(nèi)容，能夠就自己的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行準(zhǔn)確的表達(dá)，就設(shè)計(jì)方案的具體問題能夠與同行進(jìn)行良好溝通。給出最佳的膜層組合，設(shè)計(jì)說明書1份，說明書涵蓋減反射膜對太陽能電池總反射率、太陽能電池外量子效應(yīng)、太陽能電池的填充因子、太陽能電池轉(zhuǎn)換效率的影響。7.支撐課程目標(biāo)本單元知識、教學(xué)方式支撐如下課程目標(biāo)：課程目標(biāo)1.通過本課程設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)，加深理論知識的應(yīng)用能力，通過實(shí)際的太陽能組件設(shè)計(jì)，鞏固掌握太陽能器件設(shè)計(jì)的基本方法和原理。課程目標(biāo)2.通過本課程設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)，使學(xué)生具備設(shè)計(jì)資料收集和現(xiàn)場調(diào)查、分析和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理全過程的能力，提高學(xué)生分析問題和解決實(shí)際問題的能力。課程目標(biāo)3.通過本課程設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)，能夠規(guī)范撰寫課程設(shè)計(jì)說明書，能夠準(zhǔn)確表達(dá)自己的設(shè)計(jì)方案，并就設(shè)計(jì)方案的具體問題與同行進(jìn)行良好溝通，使學(xué)生逐步具備從事太陽能行業(yè)人員的基本能力和素質(zhì)。（二）課程基本教學(xué)內(nèi)容對課程目標(biāo)的支撐實(shí)踐內(nèi)容實(shí)施方式支撐的課程目標(biāo)學(xué)時(shí)安排實(shí)踐項(xiàng)目一資料收集教師線上線下指導(dǎo)、學(xué)生獨(dú)立完成課程目標(biāo)1、24天實(shí)踐項(xiàng)目二多層膜方案設(shè)計(jì)教師線上線下指導(dǎo)、學(xué)生獨(dú)立完成課程目標(biāo)1、27天實(shí)踐項(xiàng)目三編寫課程設(shè)計(jì)說明書教師線上線下指導(dǎo)、學(xué)生獨(dú)立完成課程目標(biāo)1、2、34天合計(jì)15天五、課程考核及對課程目標(biāo)的支撐（一）課程考核課程成績構(gòu)成（百分制）課程成績構(gòu)成比例考核環(huán)節(jié)目標(biāo)分值考核/評價(jià)細(xì)則過程考核成績40%學(xué)習(xí)態(tài)度40成績的評定包括設(shè)計(jì)過程中學(xué)生的出勤情況、學(xué)生與指導(dǎo)教師之間的交流頻次及質(zhì)量、能否按時(shí)完成設(shè)計(jì)任務(wù)等，重在考察學(xué)生設(shè)計(jì)態(tài)度、獨(dú)立工作能力等。設(shè)計(jì)方案及設(shè)計(jì)能力40考核學(xué)生的綜合運(yùn)用知識能力和實(shí)踐能力、設(shè)計(jì)方案合理性，設(shè)計(jì)過程中是否考慮了方案對環(huán)境、社會、健康、安全等的影響。創(chuàng)新能力20在課程設(shè)計(jì)過程中，能夠結(jié)合文獻(xiàn)資料，對前人的工作提出創(chuàng)新，提出合理有效的改善環(huán)境質(zhì)量的對策和建議。設(shè)計(jì)成果成績40%設(shè)計(jì)說明書質(zhì)量100考察設(shè)計(jì)說明書是否條理清晰、論述是否充分，文字是否通順，是否符合設(shè)計(jì)說明書文本格式要求。采樣點(diǎn)布設(shè)示意圖是否清楚準(zhǔn)確的表達(dá)了設(shè)計(jì)結(jié)果。答辯成績20%答辯100重點(diǎn)考察學(xué)生的口頭表達(dá)和分析解決問題能力。同時(shí)考察學(xué)生是否獨(dú)立完成課程設(shè)計(jì)及對方案設(shè)計(jì)、規(guī)范的理解程度。各環(huán)節(jié)的考核標(biāo)準(zhǔn)見下表課程成績構(gòu)成及比例考核環(huán)節(jié)目標(biāo)分值考核/評價(jià)細(xì)則ABCDE過程考核成績（40%）學(xué)習(xí)態(tài)度4040363228≤24設(shè)計(jì)方案及實(shí)踐能力4040363228≤24創(chuàng)新能力2020181614≤12設(shè)計(jì)成果成績（40%）設(shè)計(jì)說明書質(zhì)量100100908070≤60答辯成績（20%）陳述和答辯能力100100908070≤60總成績（二）課程考核對課程目標(biāo)的支撐實(shí)踐內(nèi)容考核內(nèi)容考核方式支撐的課程目標(biāo)資料收集考核學(xué)生能否制定具體的調(diào)查方案，收集和分析數(shù)據(jù)，認(rèn)知監(jiān)測區(qū)域的自然環(huán)境和社會環(huán)境的基本情況；能否分析主要污染源和主要污染物的分布和特征；能否理解各種環(huán)境因素之間的相互關(guān)系，理解環(huán)境變化對人類生活的影響，理解環(huán)境保護(hù)的重要性。學(xué)習(xí)態(tài)度設(shè)計(jì)方案及實(shí)踐能力課程目標(biāo)1、2多層膜方案設(shè)計(jì)考核學(xué)生的綜合運(yùn)用知識能力和實(shí)踐能力、設(shè)計(jì)方案合理性，設(shè)計(jì)過程中是否考慮了方案對環(huán)境、社會、健康、安全等的影響。學(xué)習(xí)態(tài)度設(shè)計(jì)方案及實(shí)踐能力課程目標(biāo)1、2編寫課程設(shè)計(jì)說明書考核學(xué)生的設(shè)計(jì)說明書是否條理清晰、論述是否充分，文字是否通順，是否符合設(shè)計(jì)說明書文本格式要求。采樣點(diǎn)布設(shè)示意圖是否清楚準(zhǔn)確的表達(dá)了設(shè)計(jì)結(jié)果?？己藢W(xué)生的口頭表達(dá)和分析解決問題能力。同時(shí)考核學(xué)生是否獨(dú)立完成課程設(shè)計(jì)及對方案設(shè)計(jì)、規(guī)范的理解程度。學(xué)習(xí)態(tài)度設(shè)計(jì)說明書質(zhì)量陳述和答辯能力課程目標(biāo)1、2、3課程資源（一）使用教材1.王月花，黃飛

編．薄膜的設(shè)計(jì)制備及應(yīng)用．中國