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《太阳能光伏技术》教学大纲
课程英文名
SolarPhotovoltaicTechnology
课程代码
04M0065
学分
2
总学时
32
理论学时
32
实验/实践学时
0
课程类别
专业课
课程性质
任选
先修课程
半导体物理、半导体器件物理
适用专业
电子科学与技术、微电子科学与技术
开课学院
光学与电子科技学院
执笔人
姚鑫、张鹏、张贻俊
审定人
孟彦龙
制定时间
2024年12月
注：课程类别是指公共基础课/学科基础课/专业课；课程性质是指必修/限选/任选。
一、课程地位与课程目标
（一）课程地位
《太阳能光伏技术》课程是电子科学与技术、微电子科学与技术专业的专业选修课，衔接《半导体物理》《半导体器件物理》等基础课程，围绕光伏科学技术与工程的发展状况，讲授太阳能光伏发电所涉及的材料、器件以及工程技术等知识。通过本课程学习，主要使学生掌握太阳能应用技术的基本概念、基本原理和基本计算，熟悉晶硅太阳能电池、薄膜太阳能电池等常见光伏器件基本结构、工作原理，了解太阳能光伏发电系统的设计结构等知识。
（二）课程目标
1、掌握晶硅太阳能电池、薄膜太阳能电池、染料敏化太阳能电池等多种太阳能电池器件结构、工作原理、制备与测试技术等，了解光伏发电系统的基本构造以及独立和并网光伏发电系统设计和性能评估原则。
2、能够根据光伏原理、光伏材料、器件测试等知识，结合文献检索和查阅，对光伏器件结构设计、制备工艺、分析测试、性能优化等问题进行研究分析，得出有效结论。
3、能够按照光伏系统的设计原则，按照负载需求、地区太阳辐射资源、组件性能参数等要求设计满足特定场景需求的简易光伏发电系统，且能综合考虑社会、地理、文化等多方面因素。
4、了解光伏行业发展方向，知晓光伏领域技术创新趋势与进展，熟悉光伏发电技术应用场景。
（三）思政目标
通过在专业知识讲授中融入我国光伏产业崛起历程、国家能源战略、老一辈科学家故事等思政元素，塑造学生正确价值观，激发家国情怀与强烈使命感，树立严谨诚信的职业道德，拓展知识视野，深入理解光伏产业与时代发展的紧密联系，让学生明白所学专业承载的国家期望，将个人学业与国家命运相连。
二、课程目标达成的途径与方法
本课程主要采用线下理论教学方式，采用板书、多媒体教学、翻转课堂等多种手段实现本课程的课程目标。
1．各考核项对应课程目标权重分配如下表：
平时、作业
翻转课堂
期末考试
课程目标1
0.3
0.2
0.5
课程目标2
0.4
0.3
0.4
课程目标3
0.4
0.3
0.3
课程目标4
0.4
0.6
0.0
2．课程目标达成度计算公式：
达成值
三、课程目标与相关毕业要求的对应关系
课程目标
课程目标对毕业要求的支撑程度（H、M、L）
毕业要求3
毕业要求5
毕业要求6
毕业要求12
课程目标1
H
课程目标2
M
课程目标3
M
课程目标4
L
注：1.支撑强度分别填写H、M或L（其中H表示支撑程度高、M为中等、L为低）。
四、课程主要内容与基本要求
第1章太阳能光伏的基础知识
了解光伏器件的发展史；理解太阳能的特点、光谱分布、地域分布特点；理解半导体材料与太阳光的作用机制和光电效应原理；掌握载流子产生和复合的原理和光电转换效率的定义。
第2章太阳能电池器件的工作原理
掌握太阳能电池的基本结构、工作原理；理解太阳能电池的电流电压特性、转换效率的计算；理解影响太阳能电池转换效率的因素。
第3章晶硅太阳能电池
了解晶硅太阳能电池的发展史；掌握晶硅太阳能电池的器件结构、制造方法；理解提高晶硅太阳能电池转换效率的方法；了解单晶硅太阳能电池与多晶硅太阳能电池的差异以及优缺点。
第4章薄膜太阳能电池
掌握薄膜太阳能电池的分类、器件结构特点以及工作原理；理解薄膜太阳能电池的制造工艺；理解非晶硅、砷化镓、碲化镉和CIGS薄膜太阳能电池各自的优缺点、器件结构差异和改善器件转换效率的方法。
第5章染料敏化太阳能电池
了解染料敏化太阳能电池(DSSC)的发展；掌握DSSC的器件结构、工作原理以及制造工艺；了解提高DSSC市场竞争力的改善方法。
第6章新型太阳能电池简介
理解叠层太阳能电池的器件结构、工作原理和优缺点；了解量子点敏化太阳能电池的基本结构和工作原理；理解钙钛矿太阳能电池的器件结构、工作原理和制造工艺。
第7章独立和并网光伏发电系统
理解光伏系统的架构；了解太阳能光伏组件和方阵的形成；掌握独立光伏发电