太阳电池与光伏发电  080706M05001H

学期:2020—2021学年(春)第二学期 | 课程属性:专业普及课 | 任课教师:王文静,赵雷
授课时间: 星期一,第5、6、7 节
授课地点: 教一楼134
授课周次: 1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16
课程编号: 080706M05001H 课时: 42 学分: 2.00
课程属性: 专业普及课 主讲教师:王文静,赵雷 助教:
英文名称: Solar cells and photovoltaic power generation 召集人:

教学目的、要求

太阳能光伏发电是一门广泛涉及半导体物理、材料、化学、电力电子、天文、气象、计算机等的交叉学科。本课程是一门该领域的入门课程,不拘泥于深奥的理论与计算公式,总体介绍光伏科学技术与工程的发展状况,主要围绕技术进展讲授太阳能光伏发电所涉及的材料和器件知识,在此基础上进一步介绍光伏发电系统的设计、安装、收益测算等,以及光伏产业的发展状况和未来发展趋势。讲课教授结合在该领域多年的科研与产业实践经验对涉及的知识进行深入浅出的讲解,并结合到企业参观,进一步加深对该学科的实际认识。通过学习,要求熟悉太阳能光伏发电在未来能源结构中的重要位置和意义,掌握太阳电池的基本结构、制备工艺,较系统认识相关技术创新等。

预修课程

固体物理、半导体物理或材料学的初步知识。

教 材

自编讲义 

主要内容

第一章 太阳能发电应用导论:(共3学时,主讲:王文静)
?  1.1能源供给可持续性的挑战(2学时)
?  1.2环境问题的挑战(1学时)
第二章 晶体硅太阳电池原理(共18学时,主讲:王文静)
?  2.1(教学难点)晶体硅太阳电池的基本原理(6学时)
?  2.2(教学重点)晶体硅太阳电池制造技术(6学时)
?  2.3 晶体硅太阳电池的技术创新(3学时)
?  2.4晶体硅太阳电池的发展史、产业化发展状态(3学时)
第三章 薄膜太阳电池(共8学时,主讲:赵雷)
?  3.1(教学重点)硅基薄膜太阳电池(3学时)
?  3.2碲化镉薄膜太阳电池(1.5学时)
?  3.3 III-V族化合物薄膜太阳电池(1.5学时)
?  3.4铜铟镓硒薄膜太阳电池(2学时)
第四章 新型太阳电池(共4学时,主讲:赵雷)
4.1 有机聚合物太阳电池(1学时)
4.2 (教学难点)染料敏化太阳电池(1学时)
4.3 (教学重点)钙钛矿结构材料太阳电池(2学时)
第五章 参观汉能集团太阳能应用展(共3学时,主讲:赵雷)
(该展是汉能集团耗资1亿元打造的全面介绍太阳能光伏发电的技术、应用、历史的多媒体展示厅,为国内仅有的最能表现太阳能光伏发电技术的展示厅,结合教学,可以使学生对所学内容有更加生动活泼的掌握。该展厅位于奥运森林公园北苑附近的汉能集团公司内)。
第六章 太阳能发电系统技术(共6学时,主讲:王文静)
? 6.1太阳能发电的应用及发电系统构成(1学时)
6.2平衡系统主要构成:逆变器、控制器、储能蓄电池、支架、其他(2学时)
?6.3(教学重点)太阳能发电系统的设计原理(2学时)
?6.4太阳能发电的技术经济分析(1学时)

教学手段与方法:课程设计部分:以教师授课为主,辅以课下撰写研究报告为主,无考试,多媒体教学,包括:讲课、电影、动画、现场演示等等。如有可能安排一次前往著名光伏企业参观的实践课程,占时约3个学时。

参考文献

1、Antonio Luque,等编著,王文静等译:光伏技术与工程手册,机械工业出版社,2014.
2、王文静著:太阳电池及其应用,化工出版社,2014.
3、王文静等著:晶体硅太阳电池制造技术,机械工业出版社,2014.
4、Roger A.Messenger等著,王一波等译:光伏系统工程.