《光伏电池材料与器件》实验教学大纲编写：张飞鹏审核：王新练课程名称课程编码1324321光伏电池材料与器件学分适用专业应用物理学查8考核形式学时半导体物理与器件先修课程开课学期第7学期材料科学基础一、课程简介《光伏电池材料与器件》实验是应用物理专业光伏材料与器件方向学生的专业限选课《光伏电池材料与器件》的相应实践教学环节，是该课的课内实验部分。使学生掌握光伏电池的基本理论知识，了解当今主要的光伏电池材料的基本性质和特征以及主要制备工艺，学会分析太阳能电池材料以及常见的几种太阳能电池性能的基本方法和初步的实验技能。为学习后续有关课程以及从事光伏类各专业的学习和工作打下必备的实践基础。二、课程实验教学目的与要求通过光伏电池材料与器件实验加深对授课内容的理解，同时向学生介绍常用的测试电路，研究材料对太阳能的吸收情况和各种因素对材料光学性能的影响。通过实验使学生能够更好的理解太阳能电池材料的相关理论知识，提高学生的实验水平，培养学生独立分析问题、解决问题的能力，培养学生实事求是、理论联系实际的科学作风。熟悉常用实验仪器的使用方法，掌握典型太阳能电池的设计及实现方法，从而加深对理论知识的理解，为后续课程打下坚实的基础。三、实验项目1.认识太阳能级硅材料的制备技术和工艺流程。了解太阳能级硅材料（单晶硅）的制备流程、工艺参数、常用设备。了解工艺流程和制备参数对材料性能的影响，加深对太阳能电池材料一硅材料的认识。2.认识太阳能电池（硅片、组件）通过该实验，学生能了解目前各种不同的太阳能电池，对太阳能电池的结构和结构各部分的作用达到初步了解，加深对所学知识的理解。3.太阳能电池I-V，P-V曲线通过该实验，学生能对测量太阳能电池性能的实验方法有初步的了解，并对测量太阳能电池性能的仪器有初步认识，为今后进行更为复杂的太阳能电池性能的测量做准备。4.太阳能电池（组件）基本特性的测量要求学生能按照实验原理连接测量电路，并对两种以上太阳能电池的常见儿种性能进行测量，并加以比较，了解不同材质太阳能电池的差异和优劣，同时提出相应的改进意见或方向。5.了解多晶硅薄膜制备方法通过观察和实验，能掌握薄膜材料及硅薄膜的沉积法制备技术、了解杂质控制及其对薄膜性能的影响过程，了解界面、结合、结构、结晶度、纯度、杂质对薄膜性能的影响。四、实验项目学时分配表序号学时实验项目实验类别
《光伏电池材料与器件》实验教学大纲 编写： 张飞鹏 审核： 王新练 课程编码 1324321 课程名称 光伏电池材料与器件 适用专业 应用物理学 学分 考核形式 查 学时 8 先修课程 半导体物理与器件 材料科学基础 开课学期 第 7 学期 一、课程简介 《光伏电池材料与器件》实验是应用物理专业光伏材料与器件方向学生的专业限选课 《光伏电池材料与器件》的相应实践教学环节，是该课的课内实验部分。使学生掌握光伏 电池的基本理论知识，了解当今主要的光伏电池材料的基本性质和特征以及主要制备工 艺，学会分析太阳能电池材料以及常见的几种太阳能电池性能的基本方法和初步的实验技 能。为学习后续有关课程以及从事光伏类各专业的学习和工作打下必备的实践基础。 二、课程实验教学目的与要求 通过光伏电池材料与器件实验加深对授课内容的理解，同时向学生介绍常用的测试电 路，研究材料对太阳能的吸收情况和各种因素对材料光学性能的影响。通过实验使学生能 够更好的理解太阳能电池材料的相关理论知识，提高学生的实验水平，培养学生独立分析 问题、解决问题的能力，培养学生实事求是、理论联系实际的科学作风。 熟悉常用实验仪器的使用方法，掌握典型太阳能电池的设计及实现方法，从而加深对 理论知识的理解，为后续课程打下坚实的基础。 三、实验项目 1.认识太阳能级硅材料的制备技术和工艺流程。 了解太阳能级硅材料（单晶硅）的制备流程、工艺参数、常用设备。了解工艺流程和 制备参数对材料性能的影响，加深对太阳能电池材料－硅材料的认识。 2.认识太阳能电池（硅片、组件） 通过该实验，学生能了解目前各种不同的太阳能电池，对太阳能电池的结构和结构各 部分的作用达到初步了解，加深对所学知识的理解。 3. 太阳能电池 I-V，P-V 曲线 通过该实验，学生能对测量太阳能电池性能的实验方法有初步的了解，并对测量太阳 能电池性能的仪器有初步认识，为今后进行更为复杂的太阳能电池性能的测量做准备。 4．太阳能电池（组件）基本特性的测量 要求学生能按照实验原理连接测量电路，并对两种以上太阳能电池的常见几种性能进 行测量，并加以比较，了解不同材质太阳能电池的差异和优劣，同时提出相应的改进意见 或方向。 5. 了解多晶硅薄膜制备方法 通过观察和实验，能掌握薄膜材料及硅薄膜的沉积法制备技术、了解杂质控制及其对 薄膜性能的影响过程，了解界面、结合、结构、结晶度、纯度、杂质对薄膜性能的影响。 四、实验项目学时分配表 序 号 实 验 项 目 实验类别 学 时
认识太阳能级硅材料的制备技术和工艺1验证性（选作）2流程12验证性认识太阳能电池（组件）22太阳能电池I-V曲线验证性32太阳能电池P-V曲线验证性（选作）42太阳能电池（组件）基本特性的测量验证性(选作)52了解多晶硅薄膜制备方法验证性（选作）合计8备注选作实验中选2个五、实验报告格式（1）实验目的（2）实验内容（实验电路及对应的数学模型）（3）实验仪器（4）实验步骤（5）实验结果及分析计算（6）实验体会（实验中存在的问题分析、讨论或建议）六、成绩评定办法及标准根据实验过程中的表现和实验报告进行评定，成绩分成优、良、中、及格、不及格五个档次。成绩评定标准：1）优：有预习报告，实验操作熟练，实验结果正确，分析合理，能独立解决实验中出现的问题。2）良：有预习报告，实验操作正规，实验结果正确，分析基本合理。3）中：有预习报告，实验操作基本规范，实验结果基本正确，分析不太合理。4）及格：有预习报告，实验操作不太规范，实验结果有少量错误，分析不太合理。5）不及格：没有预习报告，实验操作不规范，实验结果错误，分析不合理。七、教材及参考书教材：自编实验讲义。参考书：1．《太阳电池材料》，杨德仁，化学工业出版社，2006.102.PhysicsofSemiconductorDevices,S.M.SzeandKwokK.Ng3.《有机太阳电池与塑料电池》，张正华等，化学工业出版社，2006.34.《太阳能电池基础与应用》，能绍珍著，科学出版社，2009105.《有机和染料敏化太阳电池》，（英）TomMarkvart（西）LuisCastarer，机械工业出版社，2010.8
1 认识太阳能级硅材料的制备技术和工艺 流程 验证性(选作) 2 1 认识太阳能电池（组件） 验证性 2 2 太阳能电池 I-V 曲线 验证性 2 3 太阳能电池 P-V 曲线 验证性(选作) 2 4 太阳能电池（组件）基本特性的测量 验证性(选作) 2 5 了解多晶硅薄膜制备方法 验证性(选作) 2 合计 8 备注 选作实验中选 2 个. 五、实验报告格式 （1）实验目的 （2）实验内容（实验电路及对应的数学模型） （3）实验仪器 （4）实验步骤 （5）实验结果及分析计算 （6）实验体会（实验中存在的问题分析、讨论或建议） 六、成绩评定办法及标准 根据实验过程中的表现和实验报告进行评定，成绩分成优、良、中、及格、不及格五 个档次。 成绩评定标准： 1）优：有预习报告，实验操作熟练，实验结果正确，分析合理，能独立解决实验中出 现的问题。 2）良：有预习报告，实验操作正规，实验结果正确，分析基本合理。 3）中：有预习报告，实验操作基本规范，实验结果基本正确，分析不太合理。 4）及格：有预习报告，实验操作不太规范，实验结果有少量错误，分析不太合理。 5）不及格：没有预习报告，实验操作不规范，实验结果错误，分析不合理。 七、教材及参考书 教材：自编实验讲义。 参考书： 1．《太阳电池材料》，杨德仁，化学工业出版社，2006.10 2. Physics of Semiconductor Devices, S.M. Sze and Kwok K. Ng 3.《有机太阳电池与塑料电池》，张正华等，化学工业出版社，2006.3 4.《太阳能电池基础与应用》，熊绍珍著，科学出版社，2009.10 5.《有机和染料敏化太阳电池》，(英）Tom Markvart (西）Luis Castarer, 机械工 业出版社,2010.8