薄膜太阳能电池
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spContent=本课程讲授深入浅出、通俗易懂。内容主要包括当前各类常见薄膜太阳能电池的材料制备方法、电池类型特点、电池结构原理及未来薄膜光伏器件发展的新概念和新技术等。课程可供中高职和本科院校相关专业在校生和专业管理人员、新能源领域内从事太阳能电池相关的研发和工程技术等人员学习参考。
—— 课程团队
课程概述

《薄膜太阳能电池》课程主要对各种类型薄膜太阳能电池的材料特性,制备方法,电池结构种类及其产业化生产和具体应用等方面进行系统的研究和阐述,并对各种薄膜太阳能电池的现状,发展方向及未来展望加以叙述,使学习者对未来光伏器件发展的新概念和新技术有所启示。

       本课程内容主要分为三大部分。第一部分详细介绍国内外太阳能电池,尤其是薄膜太阳能电池的发展状况,并对当前薄膜太阳能电池的研究热点、所面临的主要问题进行分析。第二部分内容主要是太阳能电池的物理基础,包括 PN 结形成机理、光生伏特效应、太阳能电池基本工作原理以及主要性能参数表征等,该部分内容为后面章节奠定基础。第三部分为本课程的重点内容。该部分全面系统地介绍晶体硅薄膜太阳能电池、非晶硅薄膜太阳能电池、砷化镓薄膜太阳能电池、铜铟镓硒薄膜太阳能电池、碲化镉薄膜太阳能电池以及有机聚合物薄膜太阳能电池的材料与电池基本性质、电池的不同结构、材料与电池及组件的制备工艺,并针对各种电池在产业化生产中的一些关键技术进行讨论。

授课目标

通过该课程的学习,学习者可以学习和了解当前薄膜太阳能电池的主要种类、各类薄膜太阳能电池的制备方法和基本特性,电池构造原理等,同时也希望该课程能够引导和启发学习者对未来光伏器件发展的新概念和新技术进行更深入的思考和探索。

课程大纲

第一章 概论

1.1 太阳能电池发展背景

1.2 薄膜太阳能电池

第一章 概论 单元测试

第一章 概论 单元作业

第二章 太阳能电池基础

2.1 PN结形成原理

2.2 光生伏特效应

2.3 太阳能电池工作原理

2.4 太阳能电池特性

第二章 单元测试

第二章 单元作业

第三章 硅基薄膜太阳能电池

3.1 外延晶体硅薄膜太阳能电池

3.2 微晶硅薄膜太阳能电池

3.3 多晶硅薄膜太阳能电池

3.4 非晶硅薄膜太阳能电池

第三章 单元测验

第三章 单元作业

第四章 砷化镓薄膜太阳能电池

第四章 单元测验

4.1 砷化镓材料的基本特性

4.2 砷化镓薄膜太阳能电池的结构

4.3 砷化镓薄膜材料的制备方法

第四章 单元作业

第五章 铜铟镓硒薄膜太阳能电池

5.1 CIGS薄膜太阳能电池的发展背景及特性

5.2 CIGS薄膜材料特性

5.3 CIGS吸收层的多元共蒸发法

5.4 CIGS吸收层的金属预置层后硒化法

5.5 CIGS吸收层的其他制备方法

5.6  CIGS薄膜太阳电池的结构

5.7 柔性CIGS薄膜太阳电池

5.8 CIGS薄膜太阳电池的发展趋势

第六章 碲化镉薄膜太阳能电池

6.1 CdTe材料特性

6.2 CdTe薄膜太阳电池的衬底材料

6.3 CdTe薄膜太阳能电池透明前电极和缓冲层及CdS窗口层

6.4 CdTe薄膜太阳能电池的Cl处理及其背电极

6.5 CdTe薄膜材料的制备方法(1)

6.6 CdTe薄膜的制备方法(2)

6.7 CdTe薄膜太阳能电池的发展趋势

第七章 染料敏化太阳能电池

7.1 染料敏化太阳能电池的结构

7.2 染料敏化太阳能电池的工作原理

7.3 有机本体异质结太阳能电池

预备知识

半导体物理,光学薄膜技术

证书要求

无证书

参考资料

1.侯海虹,钱斌.薄膜太阳能电池基础教程,北京:科学出版社,2016.

2. Jef Poortmans, Vladimir Arkhipov 著,高扬 . 薄膜太阳能电池,上海:上海交通大学出版社,2014.

3.熊绍珍,朱美芳.太阳能电池基础与应用,北京:科学出版社,2009.

4.钱伯章.太阳能技术及应用,北京:科学技术出版社,2010.

5.刘鉴民.太阳能利用:原理.技术.工程,北京:电子工业出版社,2010.