《太陽能光伏技術(shù)》課程教學(xué)大綱（本科）

1、太陽能光伏技術(shù)(Solar Photovoltaic Technology)課程代碼：學(xué)分：3學(xué)時：45 (其中：課堂教學(xué)學(xué)時：45實驗學(xué)時：上機(jī)學(xué)時：課程實踐學(xué)時：)先修課程：工程熱力學(xué)、傳熱學(xué)、流體力學(xué)適用專業(yè)：新能源、熱能、工程熱物理專業(yè)3年級學(xué)生教材：太陽能發(fā)電-光伏能源系統(tǒng)，Stefan Krauter等，機(jī)械工業(yè)出版社，2008年5月第1版一、課程性質(zhì)與課程目標(biāo)(一)課程性質(zhì)太陽能光伏技術(shù)是新能源專業(yè)的一門專業(yè)必修課程。它建立在數(shù)學(xué)、工程熱力 學(xué)、傳熱學(xué)、流體力學(xué)等課程知識的基礎(chǔ)上，是對這些相關(guān)課程中一些基本理論的具體 應(yīng)用。也為進(jìn)一步了解并應(yīng)用新能源打下了基礎(chǔ)。(二)課程目標(biāo).

2、了解世界范圍內(nèi)各種傳統(tǒng)能源現(xiàn)狀及能源危機(jī)，以及包括太陽能在內(nèi)的各種新能 源的現(xiàn)狀；.理解太陽能光伏技術(shù)中的各種主要方式及其研究和應(yīng)用現(xiàn)狀；.熟練掌握太陽能光伏利用中，各種收集能量和儲存能量裝置的設(shè)計和安裝；.掌握光伏設(shè)計中的各種計算方法。二課程內(nèi)容與教學(xué)要求第一章太陽能簡介1、教學(xué)內(nèi)容(1)本課程的性質(zhì)、研究對象與方法、目的、任務(wù)；21世紀(jì)能源問題及可再生能源解決方案；(3)全球的太陽能資源及利用現(xiàn)狀。2、基本要求了解本課程的性質(zhì)、研究對象與方法、任務(wù)；了解能源危機(jī)和可再生能源利用的現(xiàn)狀；了解太陽能資源。第二章太陽能資源1、教學(xué)內(nèi)容(4)來自太陽照射的能量、太陽和地球之間的幾何關(guān)系；(5)能量

3、受體的方向性以及采集可靠的太陽能信息對太陽能技術(shù)的工程設(shè)計、運 行和管理的重要性。2、基本要求熟悉太陽能的來源，太陽能對地球的輻射方式以及如何采集太陽能的各種信息。第三章 工程學(xué)基礎(chǔ)：半導(dǎo)體物理學(xué)、熱力學(xué) 傳熱學(xué)和流體力學(xué)1、教學(xué)內(nèi)容(1)描述太陽能光伏利用中基本原理的半導(dǎo)體物理基礎(chǔ)；(2)光伏電池生產(chǎn)和使用中的熱力學(xué)、傳熱學(xué)和流體力學(xué)問題。2、基本要求熟練掌握各種基礎(chǔ)學(xué)科中的一些基礎(chǔ)知識，并應(yīng)用于太陽能光伏設(shè)計。第四章半導(dǎo)體與P-N結(jié)1、教學(xué)內(nèi)容太陽能電池是由半導(dǎo)體材料制造而成的。目前，硅材料的技術(shù)最為成熟。半導(dǎo)體材 料的電學(xué)特性通?？梢圆捎脙煞N模型來解釋，分別是化學(xué)鍵模型和能帶模型，本章就

4、簡 要介紹這兩種模型。2、基本要求使學(xué)生了解半導(dǎo)體相關(guān)知識，包括：P-N結(jié)、半導(dǎo)體的種類、光吸收和復(fù)合。 為后面介紹太陽能光伏電池原理打下基礎(chǔ)。第五章太陽能電池的特性1、教學(xué)內(nèi)容硅太陽能電池是有P型和N型硅材料連接組成的二極管設(shè)備。照射到電池上的光可 呈現(xiàn)多種不同的情形。為了盡可能將太陽能電池的能量轉(zhuǎn)換效率最大化，必須設(shè)計使之 得到最大的直接吸收和反射后的吸收。2、基本要求使學(xué)生了解太陽能電池特性相關(guān)知識，包括：光照的影響、光譜響應(yīng)、溫度影響。 為后面理解光伏電池效率影響因素打下基礎(chǔ)。第六章太陽能電池的制備流程1、教學(xué)內(nèi)容裝片一制絨一化學(xué)清洗一擴(kuò)散一刻蝕一去磷硅玻璃一PECVD 一絲網(wǎng)印刷一燒

5、結(jié)一分類檢測一包裝2、基本要求使學(xué)生了解太陽能電池的組成、工作原理、各個制造工序。第七章光伏發(fā)電1、教學(xué)內(nèi)容了解日照度、運行溫度、傾斜角度等對光伏發(fā)電的影響。2、基本要求掌握影響光伏發(fā)電效率的影響因素和基本原理。三本課程開設(shè)的實驗項目編號實驗項目名稱學(xué)時類型要求支撐的課程目標(biāo)四、學(xué)時分配及教學(xué)方法章（按序填寫）教學(xué)形式及學(xué)時分配主要教學(xué)方法支撐的課程目標(biāo)課堂 教學(xué)實 驗上 機(jī)課程 實踐小 計第一章太陽能 簡介33課堂講授了解太陽能第二章太陽 能資源44課堂講授了解太陽能資源第三章工程 學(xué)基礎(chǔ)：半導(dǎo)體 物理學(xué)、熱力 學(xué)、傳熱學(xué)和流 體力學(xué)66課堂講授掌握基礎(chǔ)課程第四章半導(dǎo) 體與P-N結(jié)88課堂講

6、授掌握太陽電池基本 原理第五章太陽 能電池的特性88課堂講授掌握太陽電池特性第六章太陽 能電池的制備 流程88課堂講授掌握太陽電池制備 方法第七章光伏 發(fā)電88課堂講授掌握光伏發(fā)電影響 因素和原理合計4545五、課程考核考核形式考核要求考核權(quán)重備注期末考試閉卷70%項目設(shè)計獨立或分組完成項目20%課堂表現(xiàn)簽到和聽課認(rèn)真程度10%六、參考書目及學(xué)習(xí)資料. Stefan Krauter等，太陽能發(fā)電-光伏能源系統(tǒng)，機(jī)械工業(yè)出版社，2008年. Robert Foster et al. SOLAR ENERGY Renewable Energy and the Environment,人民 郵電出版社，2010.錢伯章，太陽能技術(shù)與應(yīng)用，科學(xué)出版社，2010.鄧長生