《太阳能电池》教学大纲
《太阳能电池》教学大纲
《太阳能电池》课程教学大纲一、课程编码及课程名称：课程编码：0475A001课程名称：太阳能电池 S olar Cells二、学时及学分总学时数：48，其中，讲授学时：40，实验学时：8。
学分：2三、适用专业及开设学期适用专业：新能源（专、本科）开设学期：第7学期四、课程的性质、目标和任务本课程是本专业的必修课，属于必选课程，为后面太阳能光伏技术的实训实践、设计打下基础，在课程中，要向学生介绍太阳能电池的基本工作原理和设计，结合目前采用的电池制造工艺和即将实施的改进工艺，以及在应用这些电池的系统设计中的重要考虑，使学生对太阳能电池有个全面的了解。
本课程不但要给学生介绍阳光的性质、电池材料生成合成技术，以及两者之间的相互作用；还要简要论述太阳能电池设计中的重要因素、现行的电池合成方法、材料和制造工艺以及未来可能的材料和工艺。
五、课程教学的基本要求通过教学，应使学生系统掌握太阳能电池的基本知识，基本了解太阳能电池的工作原理，并能够进行相应的研究及应用。
六、本课程与其他课程的关系先修课程：《电化学》、《光谱分析学》、《半导体材料化学》、《半导体物理》后期课程：太阳能工程等七、教学时数分配《太阳能电池》课程教学时数分配表八、课程教学内容主要教学方法与教学条件要求本课程是一门技术基础课，多媒体教学与板书相结合，以课堂讲授为主,在教学过程中应精讲多练,讲练结合；突出基本概念、基本理论和基本方法；充分利用现代教学手段，倡导传统与现代结合的教学模式，师生互动，启发诱导，激活思维，鼓励创新。
考核方式与成绩评定本课程的考核方式是考试，课程最终成绩的构成及成绩评定办法是期末考试占70%，平时成绩占30%（其中考勤占10%，作业占20%）。
制订：系或教研室：×××系或教研室执笔人：审订人：×××。
太阳能电池教案
3．测量太阳能电池的光照特性：
在暗箱中（用遮光罩挡光），取离白炽灯光源 水平距离光强作为标准光照强度，用光功率计测量该处的光照强度 ；改变太阳能电池到光源的距离 ,用光功率计测量 处的光照强度J，求光强J与位置 的关系。测量太阳能电池接收到相对光强度 不同值时，相应的 和 的值。
（1）描绘 和相对光强度 之间的关系曲线，求 和与相对光强 之间近似关系函数。
（2）描绘出 和相对光强度 之间的关系曲线，求 与相对光强度 之间近似函数关系。
【实验注意事项】
1、辐射光源的温度较高，因避免与灯罩接触。
2、辐射光源的供电电压为220V，因小心触电。
【课堂总结、点评】
教师活动：让学生概括总结本节实验的内容。
学生活动：认真总结概括本次实验内容，并把自己这节课的体会写下来。
设计说明：总结课堂内容，培养学生概括总结能力。让学生自己总结所学内容，允许内容的顺序不同，从而构建他们自己的知识框架
【板书设计】
一、实验原理
1．太阳电池的结构
2．太阳能电池的工作原理——光伏效应
3．太阳电池的等效电路
4．太阳电池的表征参数
3．太阳电池的等效电路
图三、太阳电池的等效电路图
太阳电池可用pn结二极管D、恒流源Iph、太阳电池的电极等引起的串联电阻Rs和相当于pn结泄漏电
流的并联电阻Rsh组成的电路来表示，如图3所示，该电路为太阳电池的等效电路．由等效电路图可以得出太阳电池两端的电流和电压的关系为
（7）
为了使太阳电池输出更大的功率，必须尽量减小串联电阻Rs，增大并联电阻Rsh．
运用所学知识，对太阳能的伏安特性进行测量，提高学生对物理的学习兴趣。
【重点难点】
实验原理的理解及实验操作的理解。
《太阳能电池及其应用》课程教学大纲
《太阳能电池及其应用》课程教学大纲（春季）课程英文名称：Solar cells and their applications一、先修课程：半导体物理，微电子器件与IC设计，微电子工艺学二、适用专业：集成电路工程领域工程硕士三、课程性质：选修四、教学目的及要求本课程讲授太阳能电池的理论基础和设计技术，介绍太阳能电池的制备技术，太阳能电池光伏应用技术，为太阳能电池的设计与开发提供理论指导，为今后从事光伏技术工作打下良好基础。
要求掌握各种太阳能电池的工作原理，太阳能电池光伏应用基础，太阳能电池的设计方法和太阳能电池的关键制备技术，光伏发电系统与设计。
主要内容有：太阳能电池概论；硅太阳能电池；薄膜太阳能电池；纳米技术在太阳能电池中的应用；柔性太阳能电池；太阳能电池发展方向；太阳能电池关键技术；透明导电薄膜技术；太阳能电池新技术；太阳能电池设计；太阳能光伏发电系统；太阳能电池应用。
五、教学内容第一章绪论§1-1 能源概论§1-2 太阳能资源分布§1-3 太阳辐射§1-4 太阳能利用第二章太阳能电池概论§2-1 光电转换§2-2 太阳能电池性能参数与测试§2-3 电池效率极限第三章各种太阳能电池§3-1 晶体硅电池§3-2 砷化镓电池§3-3 CIGS系列太阳能电池§3-4 有机与燃料敏化电池§3-5 CdTe电池§3-6 薄膜技术与薄膜电池§3-7 其他新型电池第四章太阳能电池制备技术§4-1 单晶硅电池制备技术§4-2 多晶硅电池制备技术§4-3 其他电池制备技术第五章太阳能电池应用技术§5-1 应用概论§5-2 光伏系统§5-3 蓄电池§5-4 逆变器§5-5 充放电控制§5-6 发电系统的设计六、学时分配七、主要参考书[1] Practical Handbook of Photovoltaics: Fundamentals and Applications ,Edited by: Tom Markvart and Luis Castaner.[2] 施钰川，太阳能原理与技术，西安交通大学出版社。
太阳能电池教程
太阳能电池教程绪论（introduction）第⼀章阳光的特性1.1 波粒⼆象性1.2 ⿊体辐射1.3 太阳和它的辐射1.4 地表的⽇光辐射1.5 直射和散射1.6 温室效应1.7 太阳的外表运动1.8 ⽇射率的度量1.8.1 全球的等通量1.8.2 直射和散射特性1.8.3 ⽇照时间资料1.8.4 数据的卫星云图1.9 太阳能和光伏发电第⼆章半导体和P-N结2.1 半导体2.1.1 键矩2.1.2 能带模型2.1.3 掺杂（半导体的掺杂）2.2 半导体的类型2.2.1 单晶硅2.2.2 多晶硅2.2.3 ⽆定形硅2.3 光吸收2.4 再结合2.5 P-N结第三章太阳能电池的性质3.1 光的作⽤3.2 光谱响应3.3 温度的影响3.4 串联电阻的作⽤第四章电池的特性和构造4.1 效率4.2 光损耗4.3 重组损耗4.4 表⾯接触设计4.4.1 基体体及表⾯电阻率4.4.2 栅线距离4.4.3 其它损耗4.5 实验电池VS⼯业需求4.6 激光凹槽隐匿接触电池第五章 PV电池的交互联系以及组成部件的加⼯ 5.1 组件和电路的设计5.2 单体电池5.3 多个电池5.4 多个组件5.5 热斑效应5.6 组件的结构5.7 环境保护5.8 热量考虑5.9 电绝缘5.10 机械保护5.11 衰减因素绪论光伏学是⼀门利⽤太阳能电池将太阳光直接转化为电能的⼀种艺术。
早在1839年，法国⼩伙⼦埃德蒙贝克勒尔19岁时，在他⽗亲的实验室⾥第⼀次论证（证实了）了光电池的设计。
然⽽，对于这种效⽤的理解和开发依赖于⼀些20世纪的重要的科学和技术的发展。
⼀个是量⼦⼒学的发展，它是20世纪最主要的智⼒成就之⼀。
另⼀个是半导体技术的发展，它对电⼦学⾰命以及微芯⽚的扩散起着重要的作⽤。
在（loferski,1993）中有现代光伏电池有趣的发展历史。
幸运的是，由于它的来由和发展背景，太阳能电池利⽤的简易性和可靠性是技术优点之⼀。
这本书在开始⼏章中，我们讲述了在这个过程中的两个最重要的要素的特性，⼀是阳光，它是最基础的能量来源，⼆是太阳能电池，通过完美地内在过程将阳光转化为电能。
高中物理太阳能电池的设计原理教案
高中物理太阳能电池的设计原理教案一、引言太阳能电池是一种能将太阳光直接转化为电能的设备，具有清洁、可再生等优点，因此在当今社会中得到广泛应用。
本教案旨在介绍高中物理中太阳能电池的设计原理，帮助学生深入了解太阳能电池的工作原理及其在可持续发展中的重要性。
二、太阳能电池的基本原理1. 帕夫洛夫定律根据帕夫洛夫定律，当光照强度保持不变时，太阳能电池的输出电压与负载电流成正比。
这意味着太阳能电池的输出功率与光照强度成正比。
2. 光电效应太阳能电池通过光电效应将太阳光中的光子能量转化为电子能量。
当光子能量大于光电发射物质的逸出功，光子通过撞击光电发射物质表面的电子，使其脱离固体成为自由电子并形成电流。
三、太阳能电池的结构与工作原理1. 太阳能电池的结构太阳能电池通常由正负两个半导体层（P-N结）组成。
其中，P区富含电子，N区富含正电子。
两个区域形成的P-N结在光照下会形成电势差，从而产生电流。
2. 太阳能电池的工作原理当太阳光照射到太阳能电池上时，光子能量被P-N结吸收，激发P 区的电子跃迁至N区。
这个过程称为光生电势。
同时，在P-N结上形成了能势垒，将电子和空穴分离。
电子通过外部电路回到P区，形成电流。
这样，太阳能电池将光能转化为电能并输出。
四、太阳能电池的设计与优化1. 选择合适的半导体材料太阳能电池的最关键部分是P-N结。
合适的半导体材料能够提高太阳能电池的效率。
如硅、硒化镉等材料在太阳能电池中应用广泛。
2. 提高光吸收率增加太阳能电池表面的纳米结构、使用反射层等方法可以提高光吸收率，从而增加太阳能电池的光电转换效率。
3. 优化电子传输通过控制P-N结的形状、选择合适的材料，优化电子的传输路径，从而减少电阻损耗，提高太阳能电池的效率。
五、太阳能电池的应用与前景1. 清洁能源应用太阳能电池作为一种清洁、可再生的能源形式，可以广泛应用于居民用电、农业水泵、交通信号灯等领域，以减少对传统能源的依赖。
2. 可持续发展太阳能电池的应用有助于减少化石能源的消耗，降低温室气体排放，推动可持续发展，为人类未来提供持久而可靠的能源来源。
太阳能电池-工作原理、技术和系统应用的完整-太阳能电池课件-新南威尔士大学ppt课件
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太阳能电池概论
第一章 太阳能电池和太阳光
杂质半导体
n型半导体 Si Si Si Si
Si
P
Si
Si
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太阳能电池概论
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图中掺入的五 价P原子在晶体中替 代Si的位置，构成与 Si相同的四电子结构， 多出的一个电子在 杂质离子的电场范 围内运动。
第一章 太阳能电池和太阳光
杂质半导体
硅原子
Si
磷原子
水力
2001
2010
2020
2030
2040
太阳能电池概论
预计2040年太阳能电池占25%
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第一章 太阳能电池和太阳光
1.2 太阳能电池工作原理及发展概况
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1.2.1太阳能电池工作原理
太阳能 半导体材料
电能太阳能电池来自基本工作原理：光伏效应（Photovoltaic effect）
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太阳能电池概论
钱伯章 主编，《太阳能技术与应用/新能源技术丛书》，科学出版社，2010年； 赵雨等 主编，《太阳能电池技术及应用》，中国铁道出版社，2013年。
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太阳能电池概论
第一章 太阳能电池和太阳光
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第一章 太阳能电池和太阳光
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太阳能电池概论
第一章 太阳能电池和太阳光
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主要内容
1.1 引言
1.2 太阳能电池工作原理及发展概况
纯净的单晶半导体 称为本征半导体。
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本征半导体
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太阳能电池概论
第一章 太阳能电池和太阳光
本征半导体中
价电子（热激发） 自由电子-空穴对
复合 平衡
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太阳能电池概论
本征半导体 16
《太阳能光伏发电技术》课程教学大纲
太阳能光伏发电技术课程教学大纲E1ectrotechnicsandE1ectronicsTechno1ogy学时数：32其中：实验学时：0学分数，2适用专业：普通本科电气工程与自动化专业一、课程的性质、目的和任务本课程是电气工程与自动化本科专业的专业限选课。
开设本课程的目的是使学生获得必要的太阳能光伏发电技术的基本理论、基本知识和基本技能，为从事光伏方向的技术工作，学习后续课程打下基础。
二、课程教学的基本要求在本课程的学习中，要求学生掌握太阳电池材料的制备技术、表征手段以及太阳能光伏系统的设计与国民经济各领域的应用，能够进行基本的太阳电池性能测试及太阳电池组件封装，并具备太阳能光伏系统优化设计的技能和简单独立光伏系统的典型应用。
本课程总学时为32学时，2学分，其中课堂教学为32学时，在第七学期完成。
三、课程的教学内容、重点和难点第一章太阳辐射简述（4学时）基本内容：太阳能光伏发电相比于传统发电的优缺点；太阳常数的定义；太阳辐射的性质以及太阳辐射光谱的分布；太阳辐射的理论估算和工程算法；世界太阳能资源分布情况以及中国太阳能资源分布情况；中国太阳能光伏产业的发展状况。
第一节太阳简介第二节太阳与地球的位置关系第三节地球绕太阳的运行规律第四节计算太阳高度角、方位角、日照时间第五节太阳常数和太阳光谱第六节地面太阳辐射的理论估算第七节工程中常用的计算太阳辐射的方法第八节中国太阳能分布基本要求：1.了解太阳辐射的相关概念和太阳能光伏发电的特点；2.熟练掌握地面太阳辐射的理论估算方法和工程计算方法。
3.了解太阳能资源分布情况和中国太阳能光伏产业的发展状况。
重点：地面太阳辐射的工程计算方法。
难点：地面太阳辐射的理论估算方法。
第二章太阳电池基础（6学时）基本内容：半导体的特性、能带结构；光伏效应及太阳能电池的工作原理；太阳电池的模型及转换效率；太阳电池的标准测试条件，太阳电池的外特性，包括光谱响应及温度特性；太阳电池的分类及发展。
太阳能电池理论基础
《太阳能电池理论基础》课程目标：理解电池工作原理，以及影响电池性能的各项参数主要对象：产线技术员、对电池理论有兴趣的相关人员课程简介：本课程主要对晶体硅太阳能电池的基础理论进行培训，内容汲及基本电池知识的了解，电池的半导体物理基础，电池核心PN结的理解，以及对电池性能影响的相关参数说明。
课程中会进行一部分理论和生产工艺实际情况的结合。
完成本次培训后会对电池工作原理，以及影响电池性能各项参数有整体性的了解。
讲师：盛健课时：7小时课程大纲：第一章:太阳电池发展简介第二章:太阳光2.1 阳光的物理来源2.2 太阳光的属性2.3 大气层对太阳辐射的影响第三章:半导体物理基础3.1 基础材料理论3.1.1 半导体材料3.1.2 能带3.1.3掺杂3.2 光吸收特性3.2.1 光吸收条件3.2.2 光吸收系数3.2.3 光吸收深度3.2.4 光吸收率3.3 复合3.3.1 复合类型3.3.2 少子寿命3.3.3 扩散长度3.3.4 表面复合3.4 载流子输运3.4.1 扩散3.4.2 漂移第四章:P-N结4.1 P-N结介绍4.2 P-N结形成4.2.1 制备4.2.2 形成原理4.3 光伏特性第五章:电池重要参数5.1 理想电池5.1.1 电池结构5.1.2 理想电池等效电路5.1.3 光生电流5.1.5 量子效率5.1.5 光谱响应5.2 电池参数5.2.1 I-V特性曲线5.2.2 Isc5.2.3 V oc5.2.4 FF5.2.5 效率5.2.6 Rs5.2.7 Rsh5.2.1 等效电路。
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《太阳能电池》课程教学大纲
一、课程编码及课程名称：
课程编码：0475A001
课程名称：太阳能电池 S olar Cells
二、学时及学分
总学时数：48，其中，讲授学时：40，实验学时：8。
学分：2
三、适用专业及开设学期
适用专业：新能源（专、本科）
开设学期：第7学期
四、课程的性质、目标和任务
本课程是本专业的必修课，属于必选课程，为后面太阳能光伏技术的实训实践、设计打下基础，在课程中，要向学生介绍太阳能电池的基本工作原理和设计，结合目前采用的电池制造工艺和即将实施的改进工艺，以及在应用这些电池的系统设计中的重要考虑，使学生对太阳能电池有个全面的了解。
本课程不但要给学生介绍阳光的性质、电池材料生成合成技术，以及两者之间的相互作用；还要简要论述太阳能电池设计中的重要因素、现行的电池合成方法、材料和制造工艺以及未来可能的材料和工艺。
五、课程教学的基本要求
通过教学，应使学生系统掌握太阳能电池的基本知识，基本了解太阳能电池的工作原理，并能够进行相应的研究及应用。
六、本课程与其他课程的关系
先修课程：《电化学》、《光谱分析学》、《半导体材料化学》、《半导体物理》
后期课程：太阳能工程等
七、教学时数分配
《太阳能电池》课程教学时数分配表
八、课程教学内容
主要教学方法与教学条件要求
本课程是一门技术基础课，多媒体教学与板书相结合，以课堂讲授为主,在教学过程中应精讲多练,讲练结合；突出基本概念、基本理论和基本方法；充分利用现代教学手段，倡导传统与现代结合的教学模式，师生互动，启发诱导，激活思维，鼓励创新。
考核方式与成绩评定
本课程的考核方式是考试，课程最终成绩的构成及成绩评定办法是期末考试占70%，平时成绩占30%（其中考勤占10%，作业占20%）。
制订：系或教研室：×××系或教研室
执笔人：审订人：×××。