spContent=随着全球对可再生能源的迫切需求,太阳电池技术作为新能源领域的核心,日益受到广泛关注。《太阳电池技术》课程应运而生,为您揭开太阳电池神秘的面纱。本课程深入浅出地讲解太阳电池的基本原理、性能参数及测试技术,让您从理论到实践全面把握。我们重点聚焦晶体硅太阳电池和组件的先进制造工艺,同时不忘分析各种高效率晶体硅太阳电池的结构特点与产业化现状。此外,课程还将对薄膜太阳电池进行详尽探讨,包括非晶硅、化合物、有机和特种薄膜太阳电池,让您对太阳电池技术有更为全面的认识。学习《太阳电池技术》,您不仅能够系统掌握太阳电池的原理与技术,更能为解决实际工程问题提供有力支持。未来能源领域,等待您的创新与实践!
随着全球对可再生能源的迫切需求,太阳电池技术作为新能源领域的核心,日益受到广泛关注。《太阳电池技术》课程应运而生,为您揭开太阳电池神秘的面纱。本课程深入浅出地讲解太阳电池的基本原理、性能参数及测试技术,让您从理论到实践全面把握。我们重点聚焦晶体硅太阳电池和组件的先进制造工艺,同时不忘分析各种高效率晶体硅太阳电池的结构特点与产业化现状。此外,课程还将对薄膜太阳电池进行详尽探讨,包括非晶硅、化合物、有机和特种薄膜太阳电池,让您对太阳电池技术有更为全面的认识。学习《太阳电池技术》,您不仅能够系统掌握太阳电池的原理与技术,更能为解决实际工程问题提供有力支持。未来能源领域,等待您的创新与实践!
—— 课程团队
课程概述
《太阳电池技术》是新能源科学与工程等新能源类专业的专业课程。本课程主要在阐明太阳电池的基本原理和性能参数的基础之上,掌握太阳电池的测试理论与技术,详细讨论晶体硅太阳电池和组件的先进制造工艺及理论,分析讨论各种高效率晶体硅太阳电池的结构特点、制造技术和产业化情况。此外,还会对薄膜太阳电池作详细讨论,包括非晶硅薄膜太阳电池、化合物薄膜太阳电池、有机和特种薄膜太阳电池。通过本课程的学习使学生能够对太阳电池的原理、制造工艺、测试原理与技术系统掌握,解决实际工程问题。
授课目标
通过本课程的学习,使学生具备下列能力:
1. 通过太阳电池原理、测试理论与技术、制造技术等专业知识学习,能够将上述知识用于太阳电池及组件的开发、分析与应用;
2. 通过半导体材料制备技术和太阳电池制造技术的学习,能识别和判断太阳电池制造过程中的关键环节和参数;
3. 通过学习太阳电池测试技术和组件设计等内容,能够进行太阳电池器件与组件参数计算,设计满足特定需求的光伏组件,并进行工艺需求分析,体现创新意识;
4. 通过太阳电池设计的学习,能够对光伏材料特性、器件物理现象等实验结果进行分析和解释,并通过信息综合得到合理有效的结论;
5. 通过太阳电池测试标准、检测标准、发展历程等的学习,熟悉与太阳电池技术相关的技术标准、知识产权、产业政策和法律法规;
6. 通过太阳电池应用实例的学习,理解环境保护和社会可持续发展的内涵和意义,树立资源节约、环境友好的基本理念。
课程大纲
第1章 太阳电池和太阳能
1.1 为什么选择太阳能?
1.2 太阳电池发展历史
1.3 太阳电池基本原理和分类
1.4 阳光物理来源
1.5 日照强度
1.6 太阳视运动
第2章 结晶学与半导体物理基础
2.1 晶体与非晶体,单晶与多晶
2.2 晶体缺陷
2.3 能带理论
2.4 半导体分类与电学特性
2.5 本征半导体的导电机制
2.6 杂质半导体的导电机制
2.7 半导体掺杂效应
2.8 载流子的传输
2.9 非平衡载流子的产生与复合
2.10 光与半导体的相互作用
2.11 PN结
第3章 太阳电池原理及其性能参数
3.1 PN结IV特性
3.2 太阳电池输出参数
3.3 太阳电池效率极限
3.4 太阳电池效率损失
3.5 太阳电池转换效率的影响因素
第4章 太阳电池测试理论与技术
4.1 标准测试条件
4.2 太阳能电池光电特性测试系统
4.3 太阳光模拟器
4.4 IV特性测试仪
4.5 标准太阳电池
4.6 量子效率
4.7 电致发光测试
4.8 光致发光测试
4.9 热斑现象测试
第5章 太阳电池材料的制备与测试
5.1 工业硅的制造
5.2 高纯多晶硅的制造
5.3 单晶硅的制造
5.4 单晶硅片的制造
5.5 硅带的制造
5.6 多晶硅硅片的制造
第6章 晶体硅太阳电池制造工艺及理论
6.1常规晶体硅太阳电池制造工艺概述
6.2 硅片切割
6.3 表面制绒
6.4 扩散法制PN结
6.5 去边缘结和背结
6.6 镀减反射膜
6.7 背表面场
6.8 金属电极
6.9 晶硅太阳电池设计原则
第7章 高效率晶体硅太阳电池
7.1 提高太阳电池效率的主要途径
7.2 表面钝化太阳电池
7.3 埋栅太阳电池
7.4 背电极太阳电池
7.5 选择发射极太阳电池
7.6 N型晶体硅太阳电池
第8章 晶体硅太阳电池组件的制造
8.1 常规太阳电池的胶膜层压封装工艺
8.2 太阳电池的封装材料
8.3 太阳电池的封装设备
8.4 电位诱生衰减现象
8.5 太阳电池组件测试
第9章 硅基薄膜太阳电池
9.1 非晶硅基本物理性质
9.2 非晶硅薄膜的制备方法
9.3 非晶硅太阳电池结构与制作
9.4 多结鲁层硅基薄膜太阳电池
9.5 非晶硅太阳电池组件
9.6 柔性硅基薄膜太阳电池
第10章 III-V族化合物半导体太阳电池
10.1 III-V族化合物半导体太阳电池概述
10.2 单结砷化镓太阳电池
10.3 多结砷化镓太阳电池
10.4 柔性薄膜砷化镓太阳电池
第11章 化合物薄膜太阳电池
11.1 铜铟镓硒薄膜太阳电池
11.2 碲化镉薄膜太阳电池
第12章 有机和特种薄膜太阳电池
12.1 有机薄膜太阳电池
12.2 染料敏化太阳电池
12.3 钙钛矿太阳电池
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预备知识
1. 半导体物理知识,如半导体掺杂、PN结、载流子输运等;
2. 固体物理知识,如能带理论、电子和空穴等;
3. 材料科学与基础知识,如晶体学、材料制备技术等。
参考资料
(一)教材
黄海宾,周浪,岳之浩,袁吉仁等编著,《光伏物理与太阳电池技术》,科学出版社,2019年10月。
(二)参考资料
1.魏光普,张忠卫,徐传明,刘成等编著,《高效率太阳电池与光伏发电新技术》,科学出版社,2017年1月。
2. (澳)Martin A. Green著,狄大卫,曹昭阳,李秀文,谢鸿礼 译,《太阳能电池——工作原理、技术和系统应用》,上海交通大学出版社,2010年1月。
3. 沈文忠主编,《太阳能光伏技术与应用》,上海交通大学出版社,2013年10月第一版。
4. 陈哲艮,郑志东编著,《晶体硅太阳电池制造工艺原理》,电子工业出版社,2017年3月第一版。
5. 沈辉,徐建美,董娴编著,《晶体硅光伏组件》,化学工业出版社,2019年4月第一版。
6. 英文网站:https://www.pveducation.org/index.php