第頁《光伏器件與技術》教學大綱課程編號：10140075英文名稱：PhotovoltaicDevices&Technology學分：2學時：總學時32學時，其中理論32學時，實踐0學時先修課程：半導體物理、集成電路工藝原理課程類別：專業方向課程授課對象：微電子科學與工程專業學生教學單位：數理信息學院修讀學期：第6學期一、課程描述和目標本課程為專業光電子器件技術方向選修課程，從基本物理概念出發，系統介紹結晶硅太陽能電池、薄膜太陽能電池以及第三代太陽能電池的材料性質、結構組成、工作原理、制備方法，使學生了解光伏器件的設計思路、制造工藝和分析測試方法，具有基本的光伏器件分析測試及優化設計能力。本課程擬達到的課程目標:通過本課程的學習，使學生了解光伏器件的材料、結構、工藝、性能之間的關系，以及光伏產業的國內外發展狀況，具備評價分析光伏器件設計、制造及測試方案的基本能力。課程目標1：使學生增強對綠色能源的認識，了解光伏技術的發展狀況以及我國光伏產業在國際上的地位和作用，培養國家自信和愛國情懷。課程目標2：使學生全面理解光伏器件的原理、組成、材料、組裝和應用，了解各類太陽能電池的優缺點和研究、開發前景。課程目標3：使學生掌握太陽能電池的分析測試方法，具有基本的太陽能電池設計、組裝和測試技能。二、課程目標對畢業要求的支撐關系畢業要求指標點課程目標權重指標點10-3.具有一定的國際視野，對微電子行業的國際狀況有基本了解課程目標11指標點1-2.了解半導體器件的材料、結構、工藝、性能之間的關系并能夠應用于工程問題的分析中課程目標21指標點3-1.能夠分析新型半導體器件和集成電路的特定需求確定具體的研發目標課程目標21指標點6-2.能夠基于社會、健康、安全、法律及文化等影響因素，評價分析新型半導體器件和集成電路設計、制造及測試方案課程目標31三、教學內容、基本要求與學時分配序號教學內容基本要求學時教學方式對應課程目標1介紹發展可再生能源及太陽能電池的必要性，太陽光的基本知識、太陽能電池發展歷史及分類、太陽能電池材料的發展現狀與研究重點。了解發展太陽能電池的必要性、發展歷史、種類與性能，掌握各種太陽能電池的優缺點，理解太陽能電池的發展現狀與研究重點。3集中講授課程目標1、22介紹太陽能電池有關的基本半導體知識，包括半導體的種類、性質，本征半導體和非本征半導體，半導體結及其光電性質。了解半導體材料的定義和分類，掌握半導體材料的晶體結構、電子能帶、載流子傳輸性質以及本征半導體的電學行為，理解半導體的結和光電性質。2集中講授課程目標23闡述太陽能電池發電的基本原理，目前太陽能電池不高的原因，改善效率的方法，并介紹太陽能電池等效電路的各種電性參數，最后說明太陽能電池的測試環境。掌握太陽能電池發電的基本原理、效率損失的原因、以及提升太陽能電池轉換效率的方法，理解太陽能電池等效電路中各參數的意義，了解檢測太陽能電池的環境以及光源的要求。2集中講授課程目標24介紹冶金級硅、高純度多晶硅、單晶硅的制備技術，典型晶硅太陽能電池制造技術，以及最新制備技術和低成本技術的展望。（自主學習結晶硅電池的最新改進技術）了解多晶硅原料的各種制備技術、太陽能級單晶硅片的生長方法及其原理，晶圓的加工成形步驟，理解晶硅太陽能電池的制備技術、前瞻性制造技術以及太陽電池產業降低成本的技術趨勢。5集中講授、小組討論課程目標25介紹非晶硅太陽能電池的發展背景、非晶硅材料特性及其光致衰退現象，非晶硅薄膜太陽能電池的結構、制備與模塊，以及非晶硅薄膜太陽能電池的發展趨勢。了解非晶硅薄膜太陽能電池的發展背景、光致衰退效應，掌握非晶硅薄膜太陽能電池的結構與工作原理，理解非晶硅薄膜太陽能電池的模塊化制備和大面積非晶硅薄膜太陽能電池的發展趨勢。2集中講授課程目標26介紹第三代各類型結晶硅薄膜太陽能電池，提供硅基薄膜太陽能電池的研發方式，并簡單介紹前瞻性高效硅薄膜太陽能電池的發展趨勢。了解發展前瞻性硅基薄膜電池的必要性、種類及其工作原理，掌握納/微晶、多晶硅薄膜電池的制備方法以及大面積硅基薄膜鍍膜技術的發展趨勢。3集中講授課程目標27介紹染料敏化太陽能電池的發展背景、發展歷史、基本結構的組成材料、操作原理、目前待解決的研發題目，并從專利觀點探討該電池的發展趨勢。（自主學習染料敏化太陽能電池的最新進展）了解發展染料敏化太陽能電池的意義和發展趨勢，理解染料敏化太陽能電池的組成、工作原理以及效率的損失機制。3集中講授、小組討論課程目標2、38介紹各種化合物電池的簡單發展歷史、分類、結結構、材料特性及制備。（自主學習化合物電池的研究方向和進展）了解化合物半導體的種類、特性與其應用在太陽能電池中的優點，掌握CdTe基、CIS基和III-V化合物太陽能電池的結構、模塊制備、未來發展方向，理解聚光型太陽能電池的優點與模塊的組成。6集中講授、小組討論課程目標2、39介紹具有高轉換效率的一些新概念電池。（自主學習納米、量子、有機等新概念電池的研究進展）了解第三代電池發展的思路和途徑，理解常見新概念電池的基本原理，掌握有機、塑料電池的基本結構和工作原理。3集中講授、小組討論課程目標2、310介紹顯微結構、晶體結構與成分、光譜與光學特性和電性分析設備的基本構造、工作原理與其在太陽能材料上的分析實例。了解掃描電子顯微鏡、透射電子顯微鏡、XRD、傅立葉變換紅外線光譜儀、拉曼分析儀、霍爾測試的基本結構、工作原理與應用，以及利用微波光電導衰減器測得晶圓材料中少子壽命。3集中講授課程目標3合計32四、課程教學方法集中講授、小組討論五、學業評價和課程考核考核依據建議分值考核/評價細則對應課程目標平時成績40%出勤0%每遲到1次扣1分，曠課1次扣2分課程目標1作業10%每遲交1次扣1分，每缺1次扣2分課程目標2課堂表現10%根據課堂討論參與程度與表現打分。課程目標2小組討論20%根據討論匯報的完整性和流暢程度評定打分課程目標1、2期末考試60%閉卷考試，包括填空題、選擇題、簡答題和分析論述題，按百分制計分。課程目標1、2、3六、教材與參考書（一）推薦教材1．《太陽能電池：材料·制造·檢測技術》，翁敏航主編，科學出版社，2013年4月版；2．《半導體光伏器件》，張春福、張進成、馬曉華、馮倩編著，西安電子科技大學出版社，2015年4月版。（二）參考資料1．《太陽能電池基礎與應用》，熊紹珍，朱美芳著，科學出版社，