太阳电池设计与制造工艺学
一、课程说明
课程编号：050313Z10
课程名称：太阳电池设计与制造工艺学/ Design and Technology of Solar Cells 课程类别：专业课
学时/学分：24/1.5
先修课程：太阳电池基础与应用、大学物理、大学化学
适用专业：工学、理学等学科门类学生选修
教材、教学参考书：
1.熊绍珍，朱美芳主编. 太阳能电池基础与应用.北京:科学出版社.2009年；
2.Tom Markvart，Luis Castaner 编，梁骏吾等译.太阳电池：材料、制备工艺及检测.北京:机械工业出版社. 2009年；
3. Martin A Green 编著；狄大卫曹昭阳李秀文谢鸿礼等译.太阳能电池—工作原理、技术和系统应用.上海：海交通大学出版社. 2010年；
4. Peter Wurfel 著；陈红雨匡代彬郭长娟译.太阳能电池—从原理到新概念.北京:化学化工出版社. 2009年；
5. 段光复著. 高效晶硅太阳电池技术-设计、制造、测试、发电.北京:机械工业出版社. 2014年；
6. 王文静，李海玲著.晶体硅太阳电池制造技术.北京:机械工业出版社. 2013年。
二、课程设置的目的意义
目前、世界光伏产业飞速发展，太阳能光伏产业属于高新技术产业范畴。太阳能电池已经成为一个热门的产业与研究领域。太阳电池的制造涉及到化工、电子、电气、机械、环保等相对复杂的高技术，这方面的高技术人才相对缺乏。《太阳电池设计与制造工艺学》是一门理论和实践性都较强的课程。通过该课程的学习，使学生能够系统的掌握太阳电池制造与设计的主要考量；掌握晶硅太阳电池、薄膜太阳电池、空间太阳电池和聚光太阳电池的结构及其设计、材料要求、电池和组件制造技术，并了解各自的发展趋势；了解光伏组件的可靠性和质量认证测试，为从事光伏科学研究及工程技术的开发打下良好的基础。
三、课程的基本要求
知识：通过本课程的学习, 使学生们学习和掌握目前太阳能的种类及其能量利用形式, 掌握太阳电池设计与制造工艺的主要考量、晶硅太阳电池的材料要求及其制备与加工技术、电池及组件的制造工艺、各类薄膜太阳电池的材料特性、结构及其设计、电池及组件制造工艺，并了解各自的发展前景，同时熟悉太阳电池的基本测试内容和方法，了解光伏组件的可靠性和质量认证测试。
能力和素质：通过该课程的学习，使学生能够利用太阳电池制造工艺学所学基本原理分析太阳能光伏发电过过程是所涉及的一般工程问题，设计实验、分析与解释数据，以获得有效结论，并能够将专业知识用于解决有关太阳能电池发电过各中的一般工程问题，具备一定的设计解决方案以解决一般工程问题的能力。建立太阳能开发-冶金－材料一体的观念，通过课程中的分析讨论辩论培养分析沟通交流素质，建立太阳能电池设计制造到应用的新能源应用思维模式，提升理解工程管理与经济决策的基本素质。
四、教学内容、重点难点及教学设计
五、实践教学内容和基本要求
无实践教学安排
六、考核方式及成绩评定
本课程期末集中考核采用笔试进行，平时成绩采用课堂考勤、作业测评、课内讨论、专题报告等方式考核。平时成绩占总成绩比例为50%，期末集中考核占
七、大纲主撰人：大纲审核人：
太阳电池设计与制造工艺学 一、课程说明 课程编号：050313Z10 课程名称：太阳电池设计与制造工艺学/ Design and Technology of Solar Cells 课程类别：专业课 学时/学分：24/1.5 先修课程：太阳电池基础与应用、大学物理、大学化学 适用专业：工学、理学等学科门类学生选修 教材、教学参考书： 1.熊绍珍，朱美芳主编. 太阳能电池基础与应用.北京:科学出版社.2009年； 2.Tom Markvart，Luis Castaner 编，梁骏吾等译.太阳电池：材料、制备工艺及检测.北京:机械工业出版社. 2009年； 3. Martin A Green 编著；狄大卫曹昭阳李秀文谢鸿礼等译.太阳能电池—工作原理、技术和系统应用.上海：海交通大学出版社. 2010年； 4. Peter Wurfel 著；陈红雨匡代彬郭长娟译.太阳能电池—从原理到新概念.北京:化学化工出版社. 2009年； 5. 段光复著. 高效晶硅太阳电池技术-设计、制造、测试、发电.北京:机械工业出版社. 2014年； 6. 王文静，李海玲著.晶体硅太阳电池制造技术.北京:机械工业出版社. 2013年。 二、课程设置的目的意义 目前、世界光伏产业飞速发展，太阳能光伏产业属于高新技术产业范畴。太阳能电池已经成为一个热门的产业与研究领域。太阳电池的制造涉及到化工、电子、电气、机械、环保等相对复杂的高技术，这方面的高技术人才相对缺乏。《太阳电池设计与制造工艺学》是一门理论和实践性都较强的课程。通过该课程的学习，使学生能够系统的掌握太阳电池制造与设计的主要考量；掌握晶硅太阳电池、薄膜太阳电池、空间太阳电池和聚光太阳电池的结构及其设计、材料要求、电池和组件制造技术，并了解各自的发展趋势；了解光伏组件的可靠性和质量认证测试，为从事光伏科学研究及工程技术的开发打下良好的基础。 三、课程的基本要求 知识：通过本课程的学习, 使学生们学习和掌握目前太阳能的种类及其能量利用形式, 掌握太阳电池设计与制造工艺的主要考量、晶硅太阳电池的材料要求及其制备与加工技术、电池及组件的制造工艺、各类薄膜太阳电池的材料特性、结构及其设计、电池及组件制造工艺，并了解各自的发展前景，同时熟悉太阳电池的基本测试内容和方法，了解光伏组件的可靠性和质量认证测试。
《光伏组件生产工艺》课程教材编写大纲 佛山职业技术学院林涛 1．课程性质和任务 1.1课程性质 本课程是高职院校光伏应用技术、光伏产品检测技术专业学生的一门职业能力课程，培养学生具有如下职业能力： (1) 独立完成太阳电池片的检测，如外观、电性能等； (2) 能够熟练完成EVA、TPT裁剪和备料工艺； (3) 熟练掌握焊接工艺，单片焊接和串联焊接等工艺； (4) 熟悉掌握激光划片、拼接与叠层工艺和滴胶工艺； (5) 能够完成层压、固化、装框与清洗工艺； (6) 能够对光伏组件的性能进行准确测试 1.2课程任务 通过本课程的学习，使学生掌握以下知识： (1) 了解太阳电池类别； (2) 掌握光伏组件及其加工工序； (3) 熟悉太阳电池片检测方法； (4) 掌握EVA、TPT、钢化玻璃和焊料的制备方法； (5) 熟悉电池片的焊接工艺； (6) 熟悉激光划片、叠层和滴胶工艺； (7) 掌握层压工艺。 2．教学项目及要求 2.1教学项目 教学项目一太阳电池片的测试； 教学项目二太阳能电池片焊接（正面单焊、背面串焊） 教学项目三光伏组件的层压敷设； 教学项目四光伏组件层压、修边工艺； 教学项目五光伏组件装框及接线盒的焊接； 教学项目六光伏组件的测试；
2.2教学要求 2.2.1 熟练掌握对太阳电池片进行分档（如分为A级片、B级片和C级片）的方法）； 2.2.2 能独立分析光伏组件生产中各工艺环节对组件生产的影响； 2.2.3 掌握各工艺环节参数调试； 2.2.4 掌握光伏组件层压机的使用与维护； 2.2.5 掌握光伏组件测试仪的使用与维护； 2.2.6 会查阅相关技术资料。 3．编写要求与建议 3.1作为职业任务驱动模式下的教材编写思路，我们必须摒弃由概念或原理的提出、然后推理论证、最后举例说明等传统的编写思路，而应该是首先明确该教材所面对的教学对象今后的就业岗位和该岗位要求员工的职业能力，然后模拟工作情境、提出工作任务、总结和写出解决任务的方法与过程。 3.2在职业任务驱动模式下，教材编写的大量工作是思考模拟工作情境、恰到好处地提出工作任务（含知识点和技能点）。 3.3教材编写要贯彻“合理确定教学内容、精彩展现教学内容”的编写理念，做到实用、够用、能学、会用，重在培养学生的职业岗位能力； 3.4教材的编写要围绕职业活动，突出岗位操作技能。以职业活动为教学的依据，虽然考虑到与教学实践活动的结合，但是更应该重视职业活动的真实性，避免造成“学校学一套”“工作干一套”的巨大差异。 3.5教材的内容组织采用“逆向推导”的思维方法，从“任务实施”中的技能需求向理论方向寻求界定相关知识的外延和内涵，避免出现“遗漏”或者“过多、过深、过难”。 3.6教学内容要适当体现本行业所需的“四新内容”，尽量缩短教学与生产实际的距离。 3.7以项目引领、任务驱动的编写思路做到体例完整，以图代文、以表代文增强教材的形象化。
太阳能光电池的设计和制造 随着环保意识的提高，太阳能成为了一种备受关注的新能源。而光电池则成为 了太阳能利用的重要组成部分。本文将探讨太阳能光电池的设计和制造。 一、太阳能光电池的原理 太阳能光电池是将太阳光能转化为直流电能的装置。其原理是利用半导体材料，在光的照射下形成电子空穴对，从而形成电流。其中，半导体材料主要包括硅、锗、镓等元素。在光的入射下，半导体材料内的电子会被激发，从而跃迁到导带中，形成电流。而电子跃迁钱后留下的空穴，则会被其他电子填充，形成正电荷，从而形成电荷对。 二、太阳能光电池的种类 目前，太阳能光电池主要分为两种：单晶硅太阳能电池和多晶硅太阳能电池。 单晶硅太阳能电池具有较高的效率，但是成本比较高。而多晶硅太阳能电池则成本较低，但是效率较低。 三、太阳能光电池的设计和制造 太阳能光电池的设计和制造需要进行多个步骤。首先，需要选择合适的半导体 材料，通常选择的是单晶硅或多晶硅材料。其次，需要进行P型和N型半导体材 料的制备。制备P型半导体材料时，需要在硅片表面中加入三价杂质元素，例如硼、铝等；制备N型半导体材料时，则需要在硅片表面中加入五价杂质元素，例 如磷、砷等。P型和N型半导体材料制备完成后，需要将两种材料叠加在一起，形成pn结构。接着，需要在硅片表面上涂上一层抗反射膜，以提高光能的吸收率。 然后，需要在硅片表面上加上电极，形成电池。 四、太阳能光电池的优缺点
太阳能光电池具有多个优点。首先，太阳能光电池是一种绿色的能源，使用过程中不会产生任何污染。其次，太阳能光电池具有长期稳定的性能，使用寿命长。再次，太阳能光电池具有较高的效率，可以将太阳能转化为电能，供给电力负荷。然而，太阳能光电池也存在一些缺点。首先，成本较高，生产过程中需要大量的设备和技术。其次，效率不稳定，受到各种因素影响，例如天气、光强等。 五、未来展望 太阳能光电池正逐渐成为人们重要的能源来源，未来的发展势头也非常乐观。目前，已经有多项技术的研发取得了突破性进展，例如高效太阳电池、薄膜太阳电池等。随着技术不断进步和成本的降低，太阳能光电池必将成为一种更加重要、更加实用的新能源。
太阳电池制造工艺 以太阳电池制造工艺为题，下面将介绍太阳电池的制造工艺流程和相关技术。 一、硅片生产： 太阳电池的主要材料是硅片，其制造过程主要包括多晶硅制备、硅锭生长、硅片切割等环节。多晶硅是通过化学方法或物理方法将纯度较低的硅原料提纯而得。在石英炉中，将多晶硅材料加热至高温，然后通过液相和固相结合的方式，使硅材料逐渐凝固而形成硅锭。硅锭经过表面粗糙化处理后，再通过切割机械将其切割成薄片，即硅片。 二、硅片清洗： 硅片切割完成后，需要对其进行清洗，以去除表面的污染物和杂质。清洗过程主要包括浸泡、超声波清洗、喷淋清洗等步骤。通过这些清洗工艺，可以使硅片表面达到较高的洁净度。 三、涂层： 清洗后的硅片需要进行涂层处理，以提高其光吸收能力。常用的涂层材料有氧化铝、氮化硅等。涂层可以增加硅片的反射率，提高光的吸收效率。 四、制作PN结： 涂层完成后，需要对硅片进行掺杂和扩散处理，形成PN结。这一步
骤是太阳能电池的核心工艺之一。通过将掺杂剂加入硅片中，使硅片形成P型和N型区域，形成PN结。通常使用磷、硼等掺杂剂进行掺杂。 五、金属化： PN结形成后，需要对硅片进行金属化处理，以便电流的导出。常用的金属化工艺有屏蔽层、导电胶等。金属化处理后，可以提高太阳电池的导电性能，减小电阻损耗。 六、封装： 金属化处理完成后，需要对太阳电池进行封装。封装主要是为了保护太阳电池，提高其耐久性和稳定性。常见的封装方式有玻璃封装、塑料封装等。封装后的太阳电池可以更好地抵抗外界环境的侵蚀和损坏。 七、测试： 需要对制造好的太阳电池进行测试，以确保其性能和质量。测试主要包括开路电压、短路电流、填充因子、转换效率等参数的测量。通过测试，可以评估太阳电池的性能指标，对不合格品进行淘汰，确保产品的质量和可靠性。 总结： 太阳电池的制造工艺包括硅片生产、清洗、涂层、制作PN结、金属化、封装和测试等环节。这些工艺的合理运用和控制，可以提高太
太阳能电池生产工艺 太阳能电池是一种将太阳能转化为电能的装置，被广泛应用于发电领域。太阳能电池的生产工艺具有一定的复杂性，需要多个步骤和精确的操作。 首先，太阳能电池的生产从硅棒的制备开始。硅棒是太阳能电池的主要材料之一，其纯度和晶格结构对电池的性能有重要影响。制备硅棒的过程中，需要通过化学或物理方法将硅石转化为硅气，然后将硅气沉积在硅棒上。 接下来，将硅棒切割成合适大小的硅片。这些硅片被称为太阳能电池的芯片，是电池的主体部分。 然后，在硅片上进行扩散和浸渍处理。扩散是指将硼或磷等掺杂物通过热扩散方法引入硅片内部，形成P型和N型半导体层，从而形成PN结构。 在扩散后，需要在硅片表面进行光致反应。在这个步骤中，使用光致反应剂和高温炉将硅片表面形成氧化层，并在氧化层上形成反射层。反射层可以增强太阳能电池对太阳光的吸收效果，提高光转化效率。 接着，进行电池的金属化。在金属化步骤中，通过将铝或银等金属箔或喷雾于硅片表面形成电触点。这些电触点可以导电，将光能转化为电能。 最后，进行电池的组装和封装。在组装阶段，将多个太阳能电
池芯片组合为太阳能电池板。太阳能电池板通常由多个太阳能电池串联或并联而成，以提供足够的电压和电流。 封装是指将太阳能电池板与玻璃或塑料等材料进行封装，以保护电池芯片，提高电池的抗环境性能和耐久性。封装过程完成后，太阳能电池板就可以正常工作，并将太阳能转化为电能。 整个太阳能电池的生产工艺需要高度的自动化和精确的控制。由于太阳能电池工业的发展，生产工艺的不断改进和创新，目前太阳能电池的生产工艺已经趋于成熟，生产效率和电池性能得到了大幅提升。 总体来说，太阳能电池的生产工艺包括硅棒制备、硅片切割、扩散和浸渍处理、光致反应、金属化、组装和封装等多个步骤。通过这些步骤，太阳能电池可以高效地将太阳能转化为电能，为人类提供清洁、可再生的能源。
太阳能电池的设计和制造 第一章：前言 太阳能电池是一种利用太阳能将其转换成直流电的装置。由于太阳能电池具有环保、节能和可再生的特点，因此在当今的工业领域和民用领域中得到广泛应用。本文将着重讲述太阳能电池的设计和制造。 第二章：太阳能电池的构成与原理 太阳能电池通常由p-n结、半导体材料以及导电金属组成。它的工作原理是利用光子的能量击穿半导体材料中的p-n结，从而激发载流子的产生，进而产生电压和电流。太阳能电池的性能主要由半导体材料的能带结构决定。 第三章：太阳能电池的设计 太阳能电池的设计需要考虑多个方面的因素，如电池效率、电压与电流、材料选择等。其中，最重要的因素是电池效率，即太阳能转化为电能的比例。高效率的太阳能电池首先需要有高质量的半导体材料，并且需要考虑尽可能减少反射、增加光吸收等措施。 第四章：太阳能电池的制造
太阳能电池的制造流程大致可以分为以下几个步骤：材料准备、半导体材料的制备、电极制造、p-n结的制造等。其中，半导体材 料的制备是太阳能电池制造工序中最为关键的环节。此外，为了 保证太阳能电池制造效率，太阳能电池制造工艺还需要严格掌握 和优化。 第五章：太阳能电池的应用 太阳能电池的广泛应用主要包括生活的各个领域及工业领域。 在生活领域，太阳能电池主要用于太阳能水热器、太阳能灯具、 太阳能电池板等；在工业领域，太阳能电池主要用于太阳能电站 和太阳能光伏发电。 第六章：太阳能电池的进展 近年来，随着科学技术的发展，太阳能电池的效率和性能逐渐 提高。高效率、低成本的太阳能电池的研究和制造成为了全球的 科学研究的重点。未来，太阳能电池会在绿色、环保的新能源领 域中发挥越来越重要的作用。 第七章：结语 太阳能电池的设计和制造是一个高度技术密集的领域。通过这 篇文章的介绍，读者能够了解到太阳能电池的构成与原理、太阳 能电池的设计和制造流程以及太阳能电池的应用和进展。相信本 文对开展太阳能电池的相关工作有一定的参考和借鉴作用。
太阳能电池的制造工艺 太阳能电池是一种通过将太阳能转化为电能的装置。它是目前可再 生能源领域中最为重要的一种技术之一。太阳能电池的制造工艺是一 个复杂而精确的过程，涉及到多种材料和工艺步骤。本文将为您介绍 太阳能电池的制造工艺。 1. 材料准备 制造太阳能电池的第一步是准备所需材料。其中最主要的材料是硅。硅是一种半导体材料，具有良好的光电转换特性。在材料准备阶段， 需要对硅进行精细加工，以获得高纯度的硅片。 2. 切割硅片 经过材料准备后，硅将被切割成所需大小的硅片。这些硅片的尺寸 和厚度将影响最终太阳能电池的性能。切割硅片的技术通常是采用线 切割或者划片法。在这个过程中，需要确保硅片表面的平整和无划痕。 3. 清洗硅片 切割好的硅片将进行清洗，以去除表面的污渍和杂质。清洗硅片的 目的是确保在后续工艺步骤中，电池的性能不会受到污染物的影响。 清洗过程通常会使用化学溶剂和超纯水。 4. 定制电池结构
清洗好的硅片将会被用来组装太阳能电池的结构。这个结构包括背电极、P型硅层、N型硅层、透明导电层等。这些层的材料和厚度都需要精确控制，以确保电池的效率和稳定性。 5. 激活电池 在电池结构组装完成后，需要进行电池的激活。这个步骤通常包括高温退火和烘烤等过程，以提高电池的光电转换效率和稳定性。激活步骤的具体参数和时间会根据不同的电池类型和制造商而有所不同。 6. 封装和测试 完成电池的激活后，太阳能电池将进行封装和测试。封装是将电池放置在透明的玻璃或塑料材料中，以保护电池不受外界环境的影响。测试阶段会对电池的性能进行严格检测，确保电池能够正常工作并符合规定的标准。 7. 最终组装 经过封装和测试后，太阳能电池将被组装成太阳能电池板。太阳能电池板是由多个太阳能电池组成，用于将太阳能转化为电能。在组装过程中，需要确保电池板的良好连接和稳定性。 综上所述，太阳能电池的制造工艺是一个复杂而关键的过程。通过精确控制材料的准备、硅片的切割、清洗、电池结构的定制、电池的激活、封装和测试、最终组装等步骤，能够生产出高效率和稳定性的太阳能电池，从而推动可再生能源的发展和应用。太阳能电池的制造
太阳电池材料教学大纲 课程名称：太阳电池材料 课程目标： 1. 理解太阳能转化原理和太阳电池的基本结构； 2. 了解常见的太阳电池材料及其特性； 3. 掌握太阳电池材料的制备方法和性能测试技术； 4. 培养学生的实验设计和科学研究能力； 5. 培养学生对可再生能源的意识和环境保护的责任感。 课程内容： 单元一：太阳能转化原理（2课时） -简要介绍太阳能的来源和转化过程； -解释太阳能转化为电能的基本原理。 单元二：太阳电池的基本结构和工作原理（3课时） -介绍太阳电池的基本结构，包括正、负电极和光吸收层；-解释太阳电池的工作原理和光电效应。 单元三：硅基太阳电池材料（4课时）
-详细介绍硅基太阳电池材料的种类，如单晶硅、多晶硅和非晶硅等；-分析不同材料的特性和优缺点； -探讨硅基太阳电池材料的制备方法和性能测试技术。 单元四：其他太阳电池材料（4课时） -介绍其他常见的太阳电池材料，如铜铟镓硒薄膜太阳电池、有机太阳电池等； -分析不同材料的特性和应用场景； -探讨其他太阳电池材料的制备方法和性能测试技术。 单元五：实验设计与科学研究（3课时） -引导学生设计和进行太阳电池材料的制备实验； -培养学生的实验技巧、数据分析和结果评价能力； -鼓励学生进行科学研究，提出问题和解决方案。 单元六：环境意识与可持续发展（2课时） -探讨太阳能利用在环境保护和可持续发展中的重要性； -引导学生思考并讨论太阳能利用的挑战和未来发展方向。 教学方法： -讲授：通过课堂讲解，向学生传授太阳电池材料的相关知识； -实验：组织学生进行太阳电池材料制备实验，培养实验技能和科学
思维； -讨论：开展小组讨论，鼓励学生分享观点和分析问题； -研究项目：指导学生进行小规模科研项目，提升解决问题的能力。 考核与评价： -平时表现：包括课堂参与、实验报告、小组讨论等； -成绩考核：包括期中考试、期末考试或项目报告等。 备注：以上教学大纲仅供参考，具体的课程安排和内容根据不同学校和教师的实际情况进行调整。
太阳能电池原理与制造工艺 太阳能电池是一种将太阳能转换为电能的装置，它的工作原理基于 光电效应。本文将介绍太阳能电池的原理及其制造工艺。 一、太阳能电池的原理 太阳能电池的工作原理可归结为以下几个步骤： 1. 光吸收：太阳光进入太阳能电池后，会被光吸收层中的光敏材料 吸收。光敏材料往往是由硅、镓等材料制成的半导体。 2. 光激发：吸收光的能量会激发光敏材料中的电子，使其跃迁到较 高能级，形成电子空穴对。 3. 分离电子和空穴：光激发后，电子和空穴会被电场分离。在太阳 能电池的结构中，通常会引入p-n结或p-i-n结构，以实现电荷的分离。 4. 电流输出：分离后的电子和空穴会沿电场方向移动，此时太阳能 电池的正负电极会导致电子和空穴分别集中在不同的电极上，从而产 生电流。 二、太阳能电池的制造工艺 太阳能电池的制造工艺是一个经过多个步骤的复杂过程，主要包括： 1. 材料准备：太阳能电池的主要材料是半导体材料，如硅、镓等。 首先需要准备高纯度的材料，以确保电池的性能和效率。
2. 半导体的制备：在制造太阳能电池之前，需要将半导体材料加工 成片状。这通常通过将硅材料熔化并凝固成晶体，再切割成薄片的方 式实现。 3. 表面处理：为了提高太阳能电池的效率，需要对半导体片的表面 进行处理。常见的处理方法包括化学腐蚀、导电膜涂覆等。 4. 荷电层形成：通过在半导体片表面引入掺杂材料，可以形成p型 和n型的区域。这一步骤常用的方法是热扩散或离子注入。 5. 金属化：在完成荷电层形成后，需要在半导体表面涂覆金属电极。典型的金属电极有银、铝等。 6. 封装：完成电极涂覆后，需要将太阳能电池进行封装，以保护电 池内部结构，并提供连接电路。 三、太阳能电池的应用前景 太阳能电池因其清洁环保、可再生能源等优势，已经得到广泛应用 并在可再生能源领域中占据重要地位。目前，太阳能电池主要用于以 下几个方面： 1. 光伏发电：太阳能光伏发电是目前最常见的利用太阳能的方式。 光伏电池阵列可以将太阳能转化为电能，供给家庭、商业机构以及电 力系统使用。 2. 太阳能充电设备：太阳能电池还可以用于充电设备，如太阳能手 电筒、太阳能手机充电器等。这种装置自给自足，可随时为设备提供 电能。
太阳能光伏技术 Solar Photovoltaics一、课程基本情况 课程类别：专业任选课课程学分：2学分 课程学时：32学时，其中讲课：32学时，实验（含上机）：0学时，课外0学时课程性质：选修 开课学期：第6学期先修课程：大学物理 适用专业：光电信息科学与工程、应用物理学教材：靳瑞敏，太阳能电池原理与应用（第一版），北京大学出版社，2011o 开课院系：物理与光电工程学院二、课程性质、教学目标和任务 太阳能光伏技术是光电信息科学与工程专业的一门选修课。由于石油危机、环境污染加剧等原因，使得太阳能作为洁净、可再生能源得到世界各国高度重视，太阳电池材料和生产工艺得到很大开展，一方面以逐步取代终将枯竭的常规化石能源，另一方面防止人类的生存环境继续恶化。本课程的开设旨在介绍太阳能电池的基本原理、太阳能电池的制造技术、太阳能电池的光伏发电应用等内容，使该专业学生掌握太阳能光伏技术的基本知识，了解太阳能电池制造的最近技术及光伏发电等应用的最新进展，为学生以后走向相关的工作岗位打下坚实的专业基础。本课程首先简要介绍太阳辐射的基础知识，然后重点讲解不同结构的（包括硅基的、有机的、无机化合物的和染料敏化的太阳能电池）太阳电池的工作原理、组件及光伏系统设计，最后介绍太阳能光伏技术的应用及前景展望。 三、教学内容和要求第1章绪论（2学时） （1）了解：人类常用能源的种类、再生能源与非再生能源、常规能源与新能源； （2）理解：能源与人类的关系、温室效应、能源危机的由来； （3）掌握：解决能源危机的方法、太阳能的优点、太阳能的分布；重点：太阳能的优点 难点：解决能源危机的方法第2章太阳辐射概述（2学时） （1）了解：太阳的基本参数、太阳能开发利用历史、太阳能的分布； （2）理解：太阳的结构和能量传递方式、太阳常数和太阳光谱、大气质量； （3）掌握：太阳能的来源、太阳能的利用方式、太阳能开发的步骤、太阳能的特点；重点：太阳能的利用方式、太阳能的开发步骤 难点：太阳光谱、太阳常数第3章太阳电池基础（2学时） （1）了解：载流子寿命、迁移率、半导体对光吸收的种类； （2）理解：半导体的性质（掺杂、能级、载流子、光敏性质等）、能带理论、直接复合、间接复合、扩散长度、非平衡载流子、多子、少子；
太阳能光伏课程设计 一、课程说明 课程编号：100317Z11 课程名称：太阳能光伏课程设计/ Course Project for PV solar cell 课程类别：专业教育课程（集中实践环节） 学时/学分：4 周/4 学分 先修课程：能源环境化学、固体电子学基础、程制图基础A、太阳能电池原理与制造技术、光伏电站技术基础 适用专业：新能源科学与工程 参考教材： 1.马丁•格林著. 太阳能电池工作原理技术与系 统应用[M]. 上海：上海交通大学出版社，2012 2.熊绍珍，朱美芳主编. 太阳能电池基础与应用 [M]. 北京：科学出版社，2013 3.李安定，吕全亚编著. 太阳能光伏发电系统工 程[M]. 北京：化学工业出版社，2012 [4]段光复著. 高 效晶硅太阳能电池技术—设计、制造、测试、发电[M]. 北京：机械工业出版社，2014 二、课程设置的目的意义 在学习《太阳能电池原理与制造技术》与《光伏电站技术基础》课程后，运用已掌握的太阳能电池光电转换工程原理、太阳电池与组件技术、光伏电站设计规范等工程基础和基本理论；结合教学内容与实习知识对太阳能电池与组件的结构与性能进行设计，计算和绘制设计图纸。使学生完成一次基本设计训练，为后续毕业论文、毕业设计的学习奠定基础。 三、课程的基本要求 课程设计是在教师指导下进行，在整个设计过程中，提倡独立思考深入钻研的学习精神和严肃认真、一丝不苟、有错必改、使设计精益求精的工作态度。反对不求甚解、照搬照抄、敷衍塞责、容忍错误的作法。 [1]培养理论联系实际的正确设计思想；培养综 合应用已经学过的理论和生产实践知识去分析和解 决工程实际问题的能力； [2]学习工程设计的一般方法； [3]进行基本训练，例如计算（光电效率计算和 发电容量计算等）、绘图（机械制图和CAD绘图）、
光伏电池的设计与制造 随着全球环保和可持续发展的重要性日益凸显，光伏电池作为一种新型的清洁能源，受到越来越多人的关注。作为可再生能源的代表，它具有无污染、永久可持续、能源来源广泛等优点，正在逐渐取代传统的火力发电和核能发电，在实现可持续发展益发挥着越来越大的作用。 但是，如何设计和制造优质的光伏电池却是一项十分专业和细致的工作。本文将从光伏电池的基本原理、设计要求以及制造流程等方面入手，详细介绍如何设计和制造高质量的光伏电池。 一、光伏电池的基本原理 光伏电池是将光能转化为电能的电池，其工作原理基于光电效应。简单的说，光线在照射到光伏电池上时，会在光伏电池内产生电子-空穴对。电子在光伏电池内向阳极方向移动，空穴则朝着负极移动，从而产生电压。这个过程可以用光照强度I，电压V和电流I表示为I-V曲线。 二、设计要求 1.光电转换效率高 光电转换效率是衡量光伏电池性能的重要指标，它可以决定光伏电池的收益率和寿命。因此，要设计和制造高效率的光伏电池，必须要考虑以下因素：（1）晶体材料的选择：晶体材料是光伏电池的重要组成部分，光电转换效率与晶体材料的选择有着密切关系。一般来说，常见的晶体材料有单晶硅、多晶硅、CdS/CdTe、CIS等。单晶硅和多晶硅因为其晶体结构的不同，对应的性能也有所不同。CdS/CdTe、CIS等晶体材料可以减少光伏电池的损失，提高光电转换效率。
（2）光敏层的设计：光敏层被用于接收太阳光能并将其转换为电能。要设计 优秀的光敏层，就需要选择高吸收系数的材料，同时降低传输电子的损耗。常见的光敏层材料有TiO2、ZnO、InP等。 （3）电极材料的选择：电极材料也对光伏电池的性能产生着重要影响。优良 的电极材料具有较高的导电性，可以减弱能带弯曲带来的损失。 2.稳定性好 光伏电池的稳定性是指在长时间作用下，电池的电性能保持稳定。为了提高光 伏电池的稳定性，必须选择合适的生产材料制造电池。 （1）生产工艺：合理的生产工艺可以减少材料受外界环境变化而引起的失效。应该密封好电池的边缘，不让空气、水等进入导致腐蚀。同时，生产的温度也应该控制在适当范围内，不过渡高温或低温都会影响到光伏电池的稳定性。 （2）材料选择：有些材料受潮或氧化后会大大降低电子迁移率，而且短时间 内不易察觉，所以在选材时应该选择稳定的材料，不要试图“使用数据卡”（选择成本控制、使用寿命短于预计使用时间的电子元器件） 三、光伏电池的制造流程 1.硅材料的准备 制造光伏电池的首要要素就是硅。硅是一种化学元素，可以从二氧化硅中提取。工业上常用的硅源主要包括高纯度硅粉、硅溶胶等材料。 2.硅棒的制备 硅材料提炼出来后，需要经过加工制成硅棒。硅棒也可以分为单晶硅和多晶硅，不同的用途对应不同的硅棒材质选择。硅棒制备的基本工艺是：熔炼-晶化-拉棒-切割。 3.单晶硅/多晶硅的硅片切割
《光伏发电系统的设计》课程设计大纲 本课程设计是在前导验证性认知实验基础上，进行更高层次的命题设计实验，要求学生在教师指导下独立查阅资料、设计特定功能的光伏发电系统。培养学生运用光伏发电系统设计的技术知识解决实际问题的能力，使学生积累实际经验，目的在于巩固基础、注重设计、培养技能、追求创新、走向实用。 二、课程设计要求 （一）基本要求： 1、以光伏发电系统设计的基本理论为指导，将设计实验分为独立型和并网型两个层次，独立 型指能完成独立发电系统的设计，可能到情况下给出设计实物。并网型指设计并网发电系统，要求能够根据系统的基本情况设计并网系统，提出施工方案； 2、熟悉常用仪器操作使用和测试方法； 3、学习计算机软件辅助设计方法，能熟练应用CAD进行设计； 4、拓展光伏发电的应用领域，能设计、制作出满足一定性能指标或特定功能的光伏发电系统。 （二）设计方法： 1、学生自学与指定设计题目有关的参考资料； 2、在规定时间内学习使用有关设计软件进行设计的方法； 3、针对实验课题的要求，查找资料提出设计方案，写出设计步骤，并进行初步设计； 4、必须完成基本设计任务后才能进行选作任务； 5、教师在课内外给予及时指导和答疑； 6、对设计过程中出现的普遍问题，应适当讲授。 （三）设计说明书的内容： 1、设计题目 2、设计任务和要求 3、原理方案设计：（1）方案比较；（2）系统各单元设计；（3）各单元器件选择；（4）给 出设计图；（5）说明必要的设计依据。 4、实验困难问题及解决措施。 5、实验参考文献。 1
6、设计的电子文档； 7、答辩记录； 8、成绩单 9、署名设计学生和指导教师姓名； （四）课程设计报告编写基本要求： 1、学生可独立完成课程设计报告,也可结合为小组,但不得超过三人,明确分工； 2、课程设计报告书写规范、文字通顺、图纸清晰、数据完整、结论明确； 3、课程设计报告后应附参考文献； 4、要求课程设计报告用A4纸打印装订成册。 三、课程设计与其它课程的关系 在学生学习了模拟电子技术、数字电子技术、电工学、电力电子技术、光伏建筑一体化、光伏发电系统设计与施工,专业CAD制图等课程基础上方可进行光伏发电综合设计。该课程为学生综合应用上述有关课程知识能力的锻炼和体现。 四、选题的原则及题目难度、深度、广度分析 1、题目要符合教学要求，使学生能够运用所学知识，进行基本技能方面的训练。 2、题目的主要内容应当是学生在先行课学过的知识。如果有些知识需要深化或扩展应给予补 充讲解，使学生能够理解和接受。 3、题目不宜过大。课题指标应从学生实际出发，因人而异，使不同程度的学生经过努力能够 完成任务，做有所获。 4、题目内容应尽可能反映光伏发电应用的新领域，具有一定的实用价值，可能情况下兼顾光 伏应用新水平。 课程设计课题主要有二大类： 1．发明、创新性课题 这类课题要求学生充分挖掘自己的创造性思维潜力，自行拟出课题。 2．给定课题 这类课题要求根据教师提供的课题及要求进行设计。 五、设计的时间安排 六、考核方式及成绩评定标准 2
光伏电池原理与工艺课程教学大纲 第一部分大纲说明 一、课程性质与任务 《光伏电池原理与工艺》是中央广播电视大学开放教育《光伏发电技术及应用》专业（专科）的一门统设必修课，是该专业的一门主干专业课程。 木课程72学时，4学分，开设一个学期。 木课程的教学任务是：通过系统讲授光伏电池的原理及工艺，使学牛•了解太阳能电池的制备原理、常见太阳能电池的基木结构及制备工艺过程；重点掌握晶体硅太阳能电池的制备方法与工艺，了解太阳能电池的发展趋势。开拓学牛思路和眼界，为H后进一步学习、研究奠定基础。 二、与相关课程的衔接、配合和分工 本课程的先修课程为《高等数学基础》、《大学物理导论》、《电工电了技术》、《机械制造棊础》、《光伏技术与应用概论》等。重点需要学生学握半导体的基本知识，包括半导体的导电性、P-N 结、半导体表面理论、半导体的光学性质和光电效应。本课程是《光伏发电技术及应用》专业（专科）的慕础课程，为学生系统掌握太阳能光伏发电技术奠定了慕础。 三、课程教学的基本要求 1.该课程主要阐述光伏电池原理与工艺，使学牛了解制备A阳能电池的工作原理、硅太阳能电池的电性能参数，掌握硅太阳能电池制备的整个工艺流程，对A阳能电池技术的应用有进一步的理解。 2.采用多种教学媒体，激发学住的学习兴趣，满足学牛学习的个性化要求。重点培养学生的自学能力、动手能力、分析问题和解决问题的能力。 3.安排形成性考核，关注教学过程的监控、评价和反馈。 四、教学方法与形式的建议 1.按照学习方式，教学以学牛自主学习为主，多种形式的辅导为次。 2.IP课件是形象、牛动地展现课程内容的辅助教材，它能够帮助学牛理解和掌握课程内容。
太阳电池材料教学大纲 太阳电池是一种能够将太阳能直接转化为电能的装置，是清洁、可再生的能源技术之一、太阳电池的核心是电池材料，其质量和性能直接影响着太阳能转化的效率和效果。为了帮助学生全面了解太阳电池材料，此教学大纲将介绍太阳电池材料的基本概念、分类、特性、制备过程和应用等内容。 一、太阳电池材料的基本概念和分类（300字） 1.太阳电池材料的基本概念：太阳电池材料是指在太阳光的照射下，能够产生光生电流的物质。 2.太阳电池材料的分类：太阳电池材料可以分为无机材料和有机材料两大类。无机材料包括硅、硒化铜、锗等；有机材料包括有机染料、聚合物和有机晶体等。 二、太阳电池材料的特性（400字） 1.光电转换效率：太阳电池材料的光电转换效率是指太阳能转化为电能的比例。不同的太阳电池材料具有不同的光电转换效率，高效率的太阳电池材料能够更有效地利用太阳能。 2.寿命和稳定性：太阳电池材料需要具有较长的使用寿命和稳定的工作性能。材料的寿命和稳定性直接影响着太阳电池的使用寿命和性能稳定性。 3.光谱响应范围：太阳电池材料的光谱响应范围是指材料对不同波长的太阳光的响应能力。不同的太阳电池材料对太阳光的响应范围不同，有
些材料只对特定波长的光有响应能力，有些材料则可以对更宽波长范围的 光进行响应。 4.成本和可持续性：太阳电池材料的成本和可持续性也是衡量其优劣 的重要指标。成本较低、可再生和环境友好的太阳电池材料将更受欢迎。 三、太阳电池材料的制备过程（400字） 1.硅材料制备：硅是目前最常用的太阳电池材料之一、硅材料的制备 过程包括选矿、冶炼、精炼和晶体生长等步骤。 2.有机材料制备：有机太阳电池材料的制备过程一般包括有机合成、 溶液制备和涂敷等步骤。有机染料敏化太阳能电池制备过程中需要将染料 分子吸附在二氧化钛表面，聚合物太阳能电池制备过程中则需要将聚合物 材料溶解于溶液中，并通过涂敷或印刷的方式制备薄膜。 3.其他材料制备：根据不同的太阳电池材料，其制备过程也有所不同。例如，硒化铜太阳能电池的制备过程中需要将硒化铜薄膜沉积在基底上。 四、太阳电池材料的应用（400字） 1.光伏发电：太阳电池材料作为太阳能转化的关键部分，广泛应用于 光伏发电领域。光伏发电技术是目前应用最广泛的太阳能利用方式之一， 可以将太阳能转化为电能，供给家庭、企业和公共设施使用。 2.移动电源：太阳电池材料的柔性和轻便特性使其适合应用于移动电 源领域。例如，太阳能充电器、太阳能电池板等产品，可以为手机、平板 电脑、户外装备等提供充电服务。
新能源材料与器件课程设计 一、课程说明 课程编号：050330Z11 课程名称：Course Design of New Energy Material and Devices 课程类别：专业课 学时/学分：2周/2 先修课程：化学电源设计与制造工艺学、太阳电池设计与制造工艺学 适用专业：新能源材料与器件 教材、教学参考书： 1.郭炳焜，，杨松青.化学电源-电池原理及制造技术.长沙：中南大学出版社，2003年； 2.王力臻.化学电源设计.北京：化学工业出版社. 2008年； 3.其鲁.电动汽车用锂离子二次电池.北京：科学出版社.2010年； 4.邓梅根.电化学电容器电极材料研究.合肥：中国科技大学出版社.2009年； 5.吴锋.绿色二次电池新体系与研究方法.北京：科学出版社.2009年； 6.杨德仁.太阳电池材料.北京：化学工艺出版社.2011年。 二、课程设置的目的意义 本课程设计是新能源材料与器件专业本科生的必选专业课，其目的是使学生能有效利用所学课堂知识进行材料制备工艺与器件制造方面的设计，使学生的时间能力可得到有效提升。通过本课程的学习与实践，让学生进一步掌握化学电源与太阳电池材料制备的工艺流程设计、并让学生初步了解化学电源器件与太阳电池器件的制造过程，使学生巩固新能源材料与器件相关的理论知识，希望学生能通过查找资料、确定设计方案以及撰写课程设计报告等一系列实践过程，来提升他们的综合能力，并为后续的毕业论文、毕业设计以及毕业后的工作打下良好基础。 三、课程的基本要求 知识：了解新能源材料与器件的生产现状与发展趋势；熟悉典型新能源材料与器件的生产工艺流程；掌握新能源材料与器件的设计流程与方法；掌握用文字、图表表达自己设计思想的方法；根据要求设计出新能源材料或器件的制备方案，同时还应运用已学过的大学化学、物理化学、理论电化学、化学电源基础与应用、与化学电源设计与制造工艺学的基础知识，论证材料或器件设计的可行性与合理性。 能力：通过该课程的学习，培养查阅资料、搜集相关的论文、专利资料与其他网络上的相关资料的能力；培养将理论学习和认识实习、生产实习过程所学知识运用到设计中的综合能力；培养用文字、图表表达自己设计思想的能力，使学
太阳能电池原理及应用 16学时/I学分英文译名： Solar Sells: Principles and Applications 适用领域：光学、光学工程教学目的： 1、通过对太阳能电池的学习，使研究生了解目前太阳能电池的开展状况，并掌握太阳能电池的工作原理； 2、激发研究生对太阳能电池产生兴趣，并进一步对太阳能电池进行研究。教学方式及学时分配： 采取课堂授课和课堂讨论两种形式，前者10学时，后者6学时。 教学主要内容及对学生的要求： 一、太阳能电池研究现状（了解内容） 1.1太阳能利用现状与趋势 1.2太阳能电池的分类 L3太阳能电池研究进展 1.2.1薄膜太阳能电池的研究进展 1.2.2层叠太阳能电池的研究进展 1.2.3高分子太阳能电池的研究进展 1.2.4多晶硅薄膜太阳能电池的研究进展二、太阳能电池的工作原理及特性（熟悉掌握） 2.1太阳辐射原理 2.2光生伏特效应 2.3太阳能电池的电流-电压特性 2.4太阳能电池的光谱响应 2.5太阳能电池的光电转换效率三、太阳能电池生产制造工艺（了解） 3.1硅材料的制备 3.1.1高纯多晶硅的制备 3.1.2单晶硅锭的制备 3.1.3多晶硅锭的制备
3.1.4片状硅的制备 3.1.5太阳能级硅的研发 3.1.6硅片的加工 3.2太阳能电池的制造 3.2.1硅片的选择 3.2.2硅片的外表处理 3.2.3扩散制结 3.2.4去除背结 3.2.5制作上下电极 3.2.6腐蚀周边 3.2.7蒸镀减反射膜 3.2.8检验测试 3.3太阳能电池组件的封装 3.3.1组件的封装结构 3.3.2组件的封装材料内容摘要： 对于太阳能电池研究现状，通过介绍几类典型的太阳能电池，使学生对太阳能的研究现状及开展趋势有一个大概的了解。由于薄膜型太阳能电池有很大的科技开展潜力，并且与结晶型太阳能电池相比，薄膜型太阳能电池有更广阔的应用范围。因此讲课时将着重介绍薄膜型太阳能电池。 对于太阳能电池的工作原理，要先讲解有关半导体方面的预备知识，然后再讲解太阳能辐射原理，光生伏特效应，太阳能电池的电流-电压特性以及光谱特性等知识。为了使学生便于接受太阳能电池的工作原理，可以比照发光二极管进行讲解。 关于太阳能电池生产制造工艺，主要以单晶硅太阳能电池的制备过程为例讲解太阳能电池的制备步骤，使学生了解一般的太阳能电池的制备过程以及太阳能电池需要的材料。 （300-500字）（宋体10号字）考核方式： 平时成绩+一份调研报告。 （开卷、闭卷；笔试、口试；实验、上机操作、设计图；平时成绩所占比例等）（宋