《专业综合实验》课程教学大纲 一、课程基本信息 英文名称 Comprehensive Professional 课程代码 MDNE2602 Experiment 新能源材料与器件 课程性质专业必修课程 授课对象 新能源材料与器件（中外 作办学) 学分3 学时 108 主讲教师惠静妹、杨新波、邹贵付 修订日期 2023-2-8 指定教材新能源专业实验与实践教程 二、课程目标 (一)总体目标： 通过专业综合实验课程，培养学生掌握新能源材料与器件专业相关基本知识和技术能力， 了解新能源材料与器件领域的国际研究前沿，获得能量存储与转换等方向扎实的基本理论和 实验技能，为学生在更高层次的发展及深造打下基础。 (二)课程目标： 通过本课程的理论学习和实验训练，使学生具备下列能力： 课程目标1：培养学生文献调研能力，加深对相关前沿领域的了解 1,1通过对新能源材料与器件的相关前沿领域的文献调研，加深对各新能源储能、转换 体系的理解。 课程目标2：培养学生掌握新能源材料与器件的基本原理和实验技能 2.1了解新能源材料与器件的基本研究领域和研究方法：品硅太阳能申池、钙钛矿/硅 串联太阳能电池 静电纺 含电子传输层透明电极、反溶剂生长超薄钙钛矿、超微电 极与扫描电化学显微镜、氢燃料电池等领域。 2.2掌握各领域的基本原理和实验操作技能。培养学生的实验动手能力，使学生掌握典 型的验证性实验的方法、操作，获得实验技能的基本训练，具有初步进行设计性实验的能力。 课程目标3：培养学生实验数据分析、整合及写作能力
《专业综合实验》课程教学大纲 一、课程基本信息 英文名称 Comprehensive Professional Experiment 课程代码 MDNE2602 课程性质 专业必修课程 授课对象 新能源材料与器件 新能源材料与器件（中外合 作办学） 学 分 3 学 时 108 主讲教师 惠静姝、杨新波、邹贵付 修订日期 2023-2-8 指定教材 新能源专业实验与实践教程 二、课程目标 （一）总体目标： 通过专业综合实验课程，培养学生掌握新能源材料与器件专业相关基本知识和技术能力， 了解新能源材料与器件领域的国际研究前沿，获得能量存储与转换等方向扎实的基本理论和 实验技能，为学生在更高层次的发展及深造打下基础。 （二）课程目标： 通过本课程的理论学习和实验训练，使学生具备下列能力： 课程目标 1：培养学生文献调研能力，加深对相关前沿领域的了解 1.1 通过对新能源材料与器件的相关前沿领域的文献调研，加深对各新能源储能、转换 体系的理解。 课程目标 2：培养学生掌握新能源材料与器件的基本原理和实验技能 2.1 了解新能源材料与器件的基本研究领域和研究方法：晶硅太阳能电池、钙钛矿/硅 串联太阳能电池、静电纺丝薄膜、含电子传输层透明电极、反溶剂生长超薄钙钛矿、超微电 极与扫描电化学显微镜、氢燃料电池等领域。 2.2 掌握各领域的基本原理和实验操作技能。培养学生的实验动手能力，使学生掌握典 型的验证性实验的方法、操作，获得实验技能的基本训练，具有初步进行设计性实验的能力。 课程目标 3：培养学生实验数据分析、整合及写作能力
3.1培养学生的对实验内容、现象和数据的分析能力，学习并掌握专业软件来处理实验 图片和数据，并且能够将实验结果整合以及完成实验报告写作， (三)课程目标与毕业要求、课程内容的对应关系（小四号黑体） 表1：课程目标与课程内容、毕业要求的对应关系表（五号宋体） 课程目标 对应课程内容 对应华业要求 课程目标1：培养学生文献 能够针对新能源复杂科学问题，运 调研能力，加深对相关前沿 文献调研报告 用或开发适当的现代工具进行文献 领域的了解 检索、资料查询、分析等 课程目标2：培养学生掌 掌握新能源材料制备（或合成） 新能源材料与器件的基本原 各个实验项目 材料加工、材料结构与性能测定等 理和实验技能 方面的基础知识、基本原理和基本 实验技能 具备运用科学原理和科学方法对 课程目标3：培养学生实验 杂科学工程问题进行研究，包括设 数据分析、整合及写作能力 实验报告撰写 计实验、分析和解释数据、并通过 信息综合得到合理有效的结论 三、教学内容 专业综合实验课为新能源材料与器件及新能源材料与器件（中外合作办学）两个专业的 必修课程。课程设置为3学分，108学时。课程内容句含文献调研报告及7个系列主顺实：哈」 包含新能源材料与器件的基本研究领域和研究 本课程共设置了？个系列主题实验主 要涵盖了新能源材料与器件的7个主要方向：晶硅太阳能电池制备及表征、制备钙钛矿硅 串联太阳能电池以及器件的JV测试、静电纺丝薄膜的制备及测试、含电子传输层透明电极 的光学表征、反溶剂生长超薄钙钛矿及测试、超微电极与扫描电化学显微镜分析测试、氢燃 料申池膜电极及单电池的组转与性能测试。每个系列主颗实验由多个(3-4)分步实验组成！ 了相关领域的样品制备、测试体系组装 电化学测试及数据分析等多个方面， 方便学生 完整深入地掌握相关领域的知识及专业技能。此外本课程要求同学完成一篇文献调研报告 文就调研报告根据学生的选题可以涵盖新能源科学与工程的某个领域的原理、历史、发展、 材料、结构及测试分析等多个方面。 文献调研报告 1.文献调研的方向涵盖各新能源体系的基本原理、发展历程、材料制备方法、性能研 究分析手段、以及该领域的未来发展方向等等。 2.提供建议选题方向题库。 3.两人成组，选择一个感兴趣方向进行文献调研。 4.最终提交不少于5000字的调研报告以及查重报告
3.1 培养学生的对实验内容、现象和数据的分析能力，学习并掌握专业软件来处理实验 图片和数据，并且能够将实验结果整合以及完成实验报告写作。 （三）课程目标与毕业要求、课程内容的对应关系（小四号黑体） 表 1：课程目标与课程内容、毕业要求的对应关系表 （五号宋体） 课程目标 对应课程内容 对应毕业要求 课程目标 1：培养学生文献 调研能力，加深对相关前沿 领域的了解 文献调研报告 能够针对新能源复杂科学问题，运 用或开发适当的现代工具进行文献 检索、资料查询、分析等 课程目标 2：培养学生掌握 新能源材料与器件的基本原 理和实验技能 各个实验项目 掌握新能源材料制备（或合成）、 材料加工、材料结构与性能测定等 方面的基础知识、基本原理和基本 实验技能 课程目标 3：培养学生实验 数据分析、整合及写作能力 实验报告撰写 具备运用科学原理和科学方法对复 杂科学工程问题进行研究，包括设 计实验、分析和解释数据、并通过 信息综合得到合理有效的结论 三、教学内容 专业综合实验课为新能源材料与器件及新能源材料与器件（中外合作办学）两个专业的 必修课程。课程设置为 3 学分，108 学时。课程内容包含文献调研报告及 7 个系列主题实验， 包含新能源材料与器件的基本研究领域和研究方法。本课程共设置了 7 个系列主题实验主 要涵盖了新能源材料与器件的 7 个主要方向：晶硅太阳能电池制备及表征、制备钙钛矿/硅 串联太阳能电池以及器件的 J-V 测试、静电纺丝薄膜的制备及测试、含电子传输层透明电极 的光学表征、反溶剂生长超薄钙钛矿及测试、超微电极与扫描电化学显微镜分析测试、氢燃 料电池膜电极及单电池的组装与性能测试。每个系列主题实验由多个（3-4）分步实验组成， 涵盖了相关领域的样品制备、测试体系组装、电化学测试及数据分析等多个方面，方便学生 完整深入地掌握相关领域的知识及专业技能。此外本课程要求同学完成一篇文献调研报告。 文献调研报告根据学生的选题可以涵盖新能源科学与工程的某个领域的原理、历史、发展、 材料、结构及测试分析等多个方面。 文献调研报告 1.文献调研的方向涵盖各新能源体系的基本原理、发展历程、材料制备方法、性能研 究分析手段、以及该领域的未来发展方向等等。 2.提供建议选题方向题库。 3.两人成组，选择一个感兴趣方向进行文献调研。 4.最终提交不少于 5000 字的调研报告以及查重报告
系列主题实验一：晶硅太阳能电池制备及表征 1.教学目标 了解晶硅太阳能电池的基本工作原理：学会硅片CA清洗工艺及流程：理解晶硅表面 钝化意义并掌握有效少子寿命测试：了解品硅太阳能电池IV测试方法 2.教学重难点 CA清洗过程中溶液配制及控温操作：理解品硅载流子产生、复合机制及表面钝化意 义：光电导有效少 寿命测试的基本原理及具体操作晶硅太阳能电池V曲线的测试：电 池片串并联焊接方法。 3.教学内容 实验1-1：硅片的RCA清洗 (1)实验安全讲解：酸（特别氢氟酸）、碱的安全使用 (2)溶液配制（稀释氢氯酸F,RCA溶液1，RCM溶液2） (3)用三种溶液和去离子水按步骤循环清洗硅片，去除硅片表面的Al,Fe,Zn,i 等金属沾污。 实验1-2：晶硅表面钝化及有效少子寿命测试 (1)学习光电导法测试硅片有效少子寿命的基本原理(PPT方式)： (2)分别测试裸硅和经过表面钝化硅片的少子寿命，对比分析实验数据。 实验1-3：品硅电池片燥接（驱动负载）及1-V测试 (1)让学生以小组或个人提前购买小型负载元件（小风扇或灯），焊接晶硅电池片以 驱动负载： (2)测试晶硅电池片的I-V曲线。 (3)录制视频作业展示 4.教学方法 讲授法：集中进行PPT讲解，详细讲述实验目的，原理，仪器，预期结果，注意事项 及具体实验步骤。 演示法：助教进行实验操作步骤的集中演示，向学生进行简单操作流程的演示 5.教学评价 学生出勤，预习及课堂回答问题情况： 对实验原理理解和掌握程度： 对实验步骤正确操作及数据记录： 对实验现象的观察及分析： 对实验仪器规范及正确操作使用：
系列主题实验一：晶硅太阳能电池制备及表征 1.教学目标 了解晶硅太阳能电池的基本工作原理；学会硅片 RCA 清洗工艺及流程；理解晶硅表面 钝化意义并掌握有效少子寿命测试；了解晶硅太阳能电池 I-V 测试方法 2.教学重难点 RCA 清洗过程中溶液配制及控温操作；理解晶硅载流子产生、复合机制及表面钝化意 义；光电导有效少子寿命测试的基本原理及具体操作晶硅太阳能电池 I-V 曲线的测试；电 池片串并联焊接方法。 3.教学内容 实验 1-1：硅片的 RCA 清洗 （1）实验安全讲解：酸（特别氢氟酸）、碱的安全使用。 （2）溶液配制（稀释氢氟酸 HF，RCA 溶液 1，RCA 溶液 2） （3）用三种溶液和去离子水按步骤循环清洗硅片，去除硅片表面的 Al，Fe，Zn，Ni 等金属沾污。 实验 1-2：晶硅表面钝化及有效少子寿命测试 （1）学习光电导法测试硅片有效少子寿命的基本原理（PPT 方式）； （2）分别测试裸硅和经过表面钝化硅片的少子寿命，对比分析实验数据。 实验 1-3：晶硅电池片焊接（驱动负载）及 I-V 测试 （1）让学生以小组或个人提前购买小型负载元件（小风扇或灯），焊接晶硅电池片以 驱动负载； （2）测试晶硅电池片的 I-V 曲线。 （3）录制视频作业展示。 4.教学方法 讲授法：集中进行 PPT 讲解，详细讲述实验目的，原理，仪器，预期结果，注意事项 及具体实验步骤。 演示法：助教进行实验操作步骤的集中演示，向学生进行简单操作流程的演示。 5.教学评价 学生出勤，预习及课堂回答问题情况； 对实验原理理解和掌握程度； 对实验步骤正确操作及数据记录； 对实验现象的观察及分析； 对实验仪器规范及正确操作使用；
系列主题实验二：制备钙钛矿/硅串联太阳能电池以及器件的小V测试 1.教学目标 了解钙钛矿/硅串联太阳能电池的工作原理以及J一V曲线的具体意义：掌握制备在硅基 底制各宽带隙钙钛矿海膜的实验流程：学习钙钛矿/硅串联太阳能电池的」V测试方法以及 数据的相关处理。 2.教学重难点 理解钙钛矿/硅串联太阳能电池的工作原理以及相关应用：制备钙钛矿/硅串联器件中 的钙钛矿吸光层，掌握在绒面硅基底制备宽带隙钙钛矿薄膜的基本技巧：钙钛矿/硅串联太 阳能电池的J一V测试方法以及数据的相关处理 3.教学内容 实验2-1：硅底电池的预处理以及自组装层的制备 (1)将硅底电池臭氧处理后，放入手套箱备用。 (2)将配置好的自组装层溶液均匀的铺展在硅底电池上，旋涂制备超薄自组装层。 (3)将旋涂后的底电池退火后备用， 实验2-2：在绒面硅基底制备宽带隙钙钛矿薄膜 (1)吸取钙钛矿溶液，均匀的铺展在硅底电池上，静置铺展。 (2)旋涂程序钙钛矿溶液，匀速滴加乙酸乙酯反溶剂，获得深棕色的钙钛和矿薄膜。 (3)将钙钛矿层加热退火，获得黑相的钙钛矿薄膜 实验2-3：钙钛矿/硅串联太阳能电池的J-V测试以及数据处理 (1)利用太阳光模拟系统测试钙钛矿/硅串联太阳能电池的」V曲线。 (2)绘制J-V曲线，并分析数据。 4教学方法 讲授法：集中进行PPT讲解，详细讲述实验目的，原理，仪器，预期结果，注意事项 及具体实验步骤。 演示法：助教进行实验操作步骤的集中演示，向学生进行简单操作流程的演示 5.教学评价 对实验原理的正确理解与掌握。 对实验步骤的正确操作及数据记录， 对实验现象的细致观察及分析 对实验仪器的正确使用及规范操作
系列主题实验二：制备钙钛矿/硅串联太阳能电池以及器件的 J-V 测试 1.教学目标 了解钙钛矿/硅串联太阳能电池的工作原理以及 J-V 曲线的具体意义；掌握制备在硅基 底制备宽带隙钙钛矿薄膜的实验流程；学习钙钛矿/硅串联太阳能电池的 J-V 测试方法以及 数据的相关处理。 2.教学重难点 理解钙钛矿/硅串联太阳能电池的工作原理以及相关应用；制备钙钛矿/硅串联器件中 的钙钛矿吸光层，掌握在绒面硅基底制备宽带隙钙钛矿薄膜的基本技巧；钙钛矿/硅串联太 阳能电池的 J-V 测试方法以及数据的相关处理 3.教学内容 实验 2-1：硅底电池的预处理以及自组装层的制备 （1）将硅底电池臭氧处理后，放入手套箱备用。 （2）将配置好的自组装层溶液均匀的铺展在硅底电池上，旋涂制备超薄自组装层。 （3）将旋涂后的底电池退火后备用。 实验 2-2：在绒面硅基底制备宽带隙钙钛矿薄膜 （1）吸取钙钛矿溶液，均匀的铺展在硅底电池上，静置铺展。 （2）旋涂程序钙钛矿溶液，匀速滴加乙酸乙酯反溶剂，获得深棕色的钙钛矿薄膜。 （3）将钙钛矿层加热退火，获得黑相的钙钛矿薄膜。 实验 2-3：钙钛矿/硅串联太阳能电池的 J-V 测试以及数据处理 （1）利用太阳光模拟系统测试钙钛矿/硅串联太阳能电池的 J-V 曲线。 （2）绘制 J-V 曲线，并分析数据。 4.教学方法 讲授法：集中进行 PPT 讲解，详细讲述实验目的，原理，仪器，预期结果，注意事项 及具体实验步骤。 演示法：助教进行实验操作步骤的集中演示，向学生进行简单操作流程的演示。 5.教学评价 对实验原理的正确理解与掌握。 对实验步骤的正确操作及数据记录。 对实验现象的细致观察及分析。 对实验仪器的正确使用及规范操作
系列主题实验三：柔性可穿戴电纺电极的制备及测试 1.教学目标 了解静电纺丝机的工作原理：掌握静电纺丝制备柔性纤维薄膜的制备方法：学习静电 纺丝纤维的测试方法。 2.散学重难点 静电纺丝机的工作原理及操作电导率及高温烧对静电纺丝纤维的性能的影响。 3.散学内容 实验3-1：静电纺丝前驱体溶液的制备及测试 (1)掌握电子天平使用方法，分别称量适量聚丙烯腈和聚苯胺，加入溶剂N-N二甲基 甲酰胺配置纺丝液。 (2)学习了解电导率仪的使用方法， (3)用电导率仪测试不同纺丝液的电导率。 实验3-2：静电纺丝纤维膜的制备及形貌表征 (1)学习静电纺丝机工作原理及使用注意事项，了解静电纺丝纤维的影响因素 (2)操作静电纺丝机进行纺丝。 (3)学习并掌握光学显微镜的使用方法来观察纺丝膜的形貌特点。 实验3-3：柔性电极的制备及测试 (1)学习管式炉的使用方法及注意事项： (2)纺丝纤维膜放入管式炉中1000℃高温授烧，形成碳膜： (3)通过光学显微镜观察煅烧前后纺丝膜的形貌差距。 (4)利用万用表分别测试煅烧前后的纤维膜的电阻。 4.散学方法 讲授法：集中进行PPT讲解，详细讲述实验目的，原理，仪器，预期结果，注意事项 及其体实验步骤。 演示法：助教进行实验操作步骤的集中演示，向学生进行简单操作流程的演示 5.教学评价 对实验仪器的正确使用及规范操作。 对实验结果的正确测试及科学的数据处理方式。 对实验过程中的现象进行观察和记录。 对错误实验及无效结果的分析和解决能力。 对实验中突发情况的处理能力
系列主题实验三：柔性可穿戴电纺电极的制备及测试 1.教学目标 了解静电纺丝机的工作原理；掌握静电纺丝制备柔性纤维薄膜的制备方法；学习静电 纺丝纤维的测试方法。 2.教学重难点 静电纺丝机的工作原理及操作；电导率及高温煅烧对静电纺丝纤维的性能的影响。 3.教学内容 实验 3-1：静电纺丝前驱体溶液的制备及测试 （1）掌握电子天平使用方法，分别称量适量聚丙烯腈和聚苯胺，加入溶剂 N-N 二甲基 甲酰胺配置纺丝液。 （2）学习了解电导率仪的使用方法。 （3）用电导率仪测试不同纺丝液的电导率。 实验 3-2：静电纺丝纤维膜的制备及形貌表征 （1）学习静电纺丝机工作原理及使用注意事项，了解静电纺丝纤维的影响因素. （2）操作静电纺丝机进行纺丝。 （3）学习并掌握光学显微镜的使用方法来观察纺丝膜的形貌特点。 实验 3-3：柔性电极的制备及测试 （1）学习管式炉的使用方法及注意事项； （2）纺丝纤维膜放入管式炉中 1000℃高温煅烧，形成碳膜； （3）通过光学显微镜观察煅烧前后纺丝膜的形貌差距。 （4）利用万用表分别测试煅烧前后的纤维膜的电阻。 4.教学方法 讲授法：集中进行 PPT 讲解，详细讲述实验目的，原理，仪器，预期结果，注意事项 及具体实验步骤。 演示法：助教进行实验操作步骤的集中演示，向学生进行简单操作流程的演示。 5.教学评价 对实验仪器的正确使用及规范操作。 对实验结果的正确测试及科学的数据处理方式。 对实验过程中的现象进行观察和记录。 对错误实验及无效结果的分析和解决能力。 对实验中突发情况的处理能力
系列主题实验四：高性能载流子传输层薄膜的光学表征 1.教学目标 了解透明电极和载流子传输层的异同点，掌握透明电极的清洗实验流程，学习含载流 子传输层透明电极的光学表征和操作。 2.教学重难点 高性能载流子传输层薄膜的紫外-可见吸收光谱仪工作原理和测试方法 3.敦学内容 实验4-1：高性能载流子传输层薄膜的前期准备 (1)观察认识透明电极的结构 (2)透明电极进行清洗和烘干 (3)讲述电子传输层S0,薄膜的制备过程 实验4-2：电子传输层S0光学表征学习与测试 (1)紫外-可见吸收光谱仪的使用方法和原理 (2)含电子传输层透明电极进行测试获得薄膜的吸收、透射光谱数据 (3)吸收、透射光谱数据的绘制 4教学方法 讲授法：集中进行PPT讲解，详细讲述实验目的，原理，仪器，预期结果，注意事项 及具体实验步骤。 演示法：助教进行实验操作步骤的集中演示，向学生进行简单操作流程的演示。 5.教学评价 对实验仪器的正确使用及规范操作。 对实验结果的正确测试及科学的数据处理方式。 对实验过程中的现象进行观察和记录。 对错误实验及无效结果的分析和解决能力。 对实验中突发情况的处理能力。 系列主题实验五：新型单晶钙钛矿超薄薄膜的生长制备及测试 1.教学目标 了解单晶钙钛矿薄膜的结构、性质，掌握单晶钙钛矿超薄薄膜的生长制备方法，学习 荧光光谱仪、紫外-可见光光谱仪的工作原理及操作方法，掌握钙钛矿光学性质的测试及数 据分析方法
系列主题实验四：高性能载流子传输层薄膜的光学表征 1.教学目标 了解透明电极和载流子传输层的异同点，掌握透明电极的清洗实验流程，学习含载流 子传输层透明电极的光学表征和操作。 2.教学重难点 高性能载流子传输层薄膜的紫外-可见吸收光谱仪工作原理和测试方法。 3.教学内容 实验 4-1：高性能载流子传输层薄膜的前期准备 （1）观察认识透明电极的结构 （2）透明电极进行清洗和烘干 （3）讲述电子传输层 SnO2薄膜的制备过程 实验 4-2：电子传输层 SnO2光学表征学习与测试 （1）紫外-可见吸收光谱仪的使用方法和原理 （2）含电子传输层透明电极进行测试获得薄膜的吸收、透射光谱数据 （3）吸收、透射光谱数据的绘制 4.教学方法 讲授法：集中进行 PPT 讲解，详细讲述实验目的，原理，仪器，预期结果，注意事项 及具体实验步骤。 演示法：助教进行实验操作步骤的集中演示，向学生进行简单操作流程的演示。 5.教学评价 对实验仪器的正确使用及规范操作。 对实验结果的正确测试及科学的数据处理方式。 对实验过程中的现象进行观察和记录。 对错误实验及无效结果的分析和解决能力。 对实验中突发情况的处理能力。 系列主题实验五：新型单晶钙钛矿超薄薄膜的生长制备及测试 1.教学目标 了解单晶钙钛矿薄膜的结构、性质，掌握单晶钙钛矿超薄薄膜的生长制备方法，学习 荧光光谱仪、紫外-可见光光谱仪的工作原理及操作方法，掌握钙钛矿光学性质的测试及数 据分析方法
2.教学重难点 单晶钙钛矿海膜的制备方法：钙钛矿性质表征方法。 3.教学内容 实验5-1：单晶钙钛可矿薄膜的制备 (1)精准配制钙钛矿前驱体溶液和反溶剂， (2)低温生长制备单晶钙钛矿薄膜， (3)显微镜观察制得的单晶钙钛矿薄膜，评估薄膜质量。 实验5-2：单品钙钛矿旷薄膜的荧光光谱表征 (1)不同单晶钙钛矿薄膜的准备。 (2)荧光光谱仪的使用， (3)钙钛矿薄膜荧光曲线的测试及绘制。 实验53：单晶钙钛矿薄膜的吸收光谱表征 (1)单晶钙钛矿薄膜在石英基底上的样品制备 (2)紫外-可见光光谱仪的使用。 (2)钙钛矿薄膜吸收曲线的测试及绘制。 4.敦学方法 讲授法：集中进行PPT讲解，详细讲述实验目的，原理，仪器，预期结果，注意事项 及具体实验步骤。 演示法：助教进行实验操作步骤的集中演示，向学生进行简单操作流程的演示。 5.教学评价 对实验仪器的正确使用及规范操作。 对实验结果的正确测试及科学的数据处理方式。 对实验过程中的现象进行观察和记录。 对错误实验及无效结果的分析和解决能力， 对实验中突发情况的处理能力， 系列主题实验六：超微电极与扫描电化学显微镜分析测试 1.教学目标 了解扫描电化学显微镜的基本原理，学习超微电极的制备方法：掌握常规电极和超微 电极的电化学反应异同：利用超微电极对未知产物进行监测
2.教学重难点 单晶钙钛矿薄膜的制备方法；钙钛矿性质表征方法。 3.教学内容 实验 5-1：单晶钙钛矿薄膜的制备 （1）精准配制钙钛矿前驱体溶液和反溶剂。 （2）低温生长制备单晶钙钛矿薄膜。 （3）显微镜观察制得的单晶钙钛矿薄膜，评估薄膜质量。 实验 5-2：单晶钙钛矿薄膜的荧光光谱表征 （1）不同单晶钙钛矿薄膜的准备。 （2）荧光光谱仪的使用。 （3）钙钛矿薄膜荧光曲线的测试及绘制。 实验 5-3：单晶钙钛矿薄膜的吸收光谱表征 （1）单晶钙钛矿薄膜在石英基底上的样品制备。 （2）紫外-可见光光谱仪的使用。 （2）钙钛矿薄膜吸收曲线的测试及绘制。 4.教学方法 讲授法：集中进行 PPT 讲解，详细讲述实验目的，原理，仪器，预期结果，注意事项 及具体实验步骤。 演示法：助教进行实验操作步骤的集中演示，向学生进行简单操作流程的演示。 5.教学评价 对实验仪器的正确使用及规范操作。 对实验结果的正确测试及科学的数据处理方式。 对实验过程中的现象进行观察和记录。 对错误实验及无效结果的分析和解决能力。 对实验中突发情况的处理能力。 系列主题实验六：超微电极与扫描电化学显微镜分析测试 1.教学目标 了解扫描电化学显微镜的基本原理，学习超微电极的制备方法；掌握常规电极和超微 电极的电化学反应异同；利用超微电极对未知产物进行监测
2.教学重难点 超微电极的电化学测试原理及响应机制：扫描电化学显微镜的原理和测试方法 3.教学内容 实验6-1：常规电极和超微电极的准备 (1)观察常规电极和超微电极的结构及尺寸区别，了解二者的基本特征。 (2)通过讲述了解超微电极的制备方法 (3)对测试电极进行抛光。 实验6-2：扫描电化学显徽镜测试 (1)通过讲解了解扫描电化学显微镜的基本结构与操作方法。 (2)观摩扫描电化学显微镜原位电化学分析测试。 (3)掌握微区电化学测试的数据处理方法。 实验6-3：常规电极与超微电极循环伏安曲线的测定 (1)配制多种不同氧化还原价态的电解质溶液。 (2)常规电极和超微电极的循环伏安曲线的测试和绘制。 (3)对比两种电极电化学相应的异同，理解反应物价态对超微电极CV曲线的影响。 实验6-4：利用超微电极分析未知溶液 (1)组装电解池 (2)取助教配制好的两种未知溶液进行循环伏安曲线测试。 (3)分析不同溶液的配比。 4.教学方法 讲授法：集中进行PPT讲解，详细讲述实验目的，原理，仪器，预期结果，注意事项 及具体实验步骤。 演示法：助教进行实验操作步骤的集中演示，向学生进行简单操作流程的演示。 5.教学评价 对实验仪器的正确使用及规范操作。 对实验结果的正确测试及科学的数据处理方式。 对实验过程中的现象进行观察和记录。 对错误实验及无效结果的分析和解决能力 对实验中突发情况的处理能力
2.教学重难点 超微电极的电化学测试原理及响应机制；扫描电化学显微镜的原理和测试方法。 3.教学内容 实验 6-1：常规电极和超微电极的准备 （1）观察常规电极和超微电极的结构及尺寸区别，了解二者的基本特征。 （2）通过讲述了解超微电极的制备方法。 （3）对测试电极进行抛光。 实验 6-2：扫描电化学显微镜测试 （1）通过讲解了解扫描电化学显微镜的基本结构与操作方法。 （2）观摩扫描电化学显微镜原位电化学分析测试。 （3）掌握微区电化学测试的数据处理方法。 实验 6-3：常规电极与超微电极循环伏安曲线的测定 （1）配制多种不同氧化还原价态的电解质溶液。 （2）常规电极和超微电极的循环伏安曲线的测试和绘制。 （3）对比两种电极电化学相应的异同，理解反应物价态对超微电极 CV 曲线的影响。 实验 6-4：利用超微电极分析未知溶液 （1）组装电解池。 （2）取助教配制好的两种未知溶液进行循环伏安曲线测试。 （3）分析不同溶液的配比。 4.教学方法 讲授法：集中进行 PPT 讲解，详细讲述实验目的，原理，仪器，预期结果，注意事项 及具体实验步骤。 演示法：助教进行实验操作步骤的集中演示，向学生进行简单操作流程的演示。 5.教学评价 对实验仪器的正确使用及规范操作。 对实验结果的正确测试及科学的数据处理方式。 对实验过程中的现象进行观察和记录。 对错误实验及无效结果的分析和解决能力。 对实验中突发情况的处理能力
系列主题实验七：氢燃料电池膜电极及单电池的组装与性能测试 1.教学目标 了解氢燃料电池的组成结构和工作原理：掌握氢燃料电池的组装过程及测试技术。 2.教学重难点 电解水制氢的原理：电极浆料的制备以及膜电极的组装：质子交换膜燃料电池单电池 的组装及性能评估。 3.教学内容 实验？-1：电解水制氢以及膜电极的制备 (1)了解电解水制氢的工作原理以及实验操作。 (2)制备阴极和阳极电极浆料，滴涂在质子交换膜上，制备膜电极 实验7-2：氢燃料电池单电池的组装 (1)了解燃料电池的组成结构，组装单电池。 (2)将单电池的端板，集流板，密封圈，碳纸和膜电极组装，密封。 (3)单电池连接氢气燃料以及发电装置，给LD灯供电。 实验7-3：氢燃料电池性能测试 (1)单电池连入电化学工作站， (2)测试电池的曲线。 (3)评估电池性能。 4.教学方法 讲授法：集中进行PT讲解，详细讲述实验目的，原理，仪器，预期结果，注意事项 及具体实验步骤。 演示法：助教进行实验操作步骤的集中演示，向学生进行简单操作流程的演示。 5.数学评价 对实验仪器的正确使用及规范操作。 对实验结果的正确测试及科学的数据处理方式 对实验过程中的现象进行观察和记录。 对错误实验及无效结果的分析和解决能力。 对实验中突发情况的处理能力
系列主题实验七：氢燃料电池膜电极及单电池的组装与性能测试 1.教学目标 了解氢燃料电池的组成结构和工作原理；掌握氢燃料电池的组装过程及测试技术。 2.教学重难点 电解水制氢的原理；电极浆料的制备以及膜电极的组装；质子交换膜燃料电池单电池 的组装及性能评估。 3.教学内容 实验 7-1：电解水制氢以及膜电极的制备 （1）了解电解水制氢的工作原理以及实验操作。 （2）制备阴极和阳极电极浆料，滴涂在质子交换膜上，制备膜电极。 实验 7-2：氢燃料电池单电池的组装 （1）了解燃料电池的组成结构，组装单电池。 （2）将单电池的端板，集流板，密封圈，碳纸和膜电极组装，密封。 （3）单电池连接氢气燃料以及发电装置，给 LED 灯供电。 实验 7-3：氢燃料电池性能测试 （1）单电池连入电化学工作站。 （2）测试电池的曲线。 （3）评估电池性能。 4.教学方法 讲授法：集中进行 PPT 讲解，详细讲述实验目的，原理，仪器，预期结果，注意事项 及具体实验步骤。 演示法：助教进行实验操作步骤的集中演示，向学生进行简单操作流程的演示。 5.教学评价 对实验仪器的正确使用及规范操作。 对实验结果的正确测试及科学的数据处理方式。 对实验过程中的现象进行观察和记录。 对错误实验及无效结果的分析和解决能力。 对实验中突发情况的处理能力
四、学时分配（四号黑体） 表2：各章节的具体内容和学时分配表（五号宋体） 章节 章节内容 学时分配 文献调研报告 文献调研报告撰写 18 实验1 品硅太阳能电池制备及表征 12 制备钙钛矿/硅串联太阳能 实验2 电池以及器件的JV测试 12 实验3 柔性可穿戴电纺电极的制备 及测试 实验4 高性能载流子传输层薄膜的 12 光学表征 新型单品钙钛矿超薄薄膜的 实验5 生长制备及测试 12 超微电极与扫描电化学显微 实验6 18 镜分析测试 实验7 氢燃料电池膜电极及单电礼 的组装与性能测试 12 五、教学进度 表3：教学进度表 周次 日期 章节名 授课 作业及要 内容提要 时数 备注 调研新能源科， 两人一组完 2/20 1-2 3/5 文献调研 学与技术发展 12 成1个方向 最新动向 的调研报告 3/6 主题实验 晶硅太阳能电 完成相关实 3-4 3/19 池制备及表征 验并提交实 验报告
四、学时分配（四号黑体） 表 2：各章节的具体内容和学时分配表（五号宋体） 章节 章节内容 学时分配 文献调研报告 文献调研报告撰写 18 实验 1 晶硅太阳能电池制备及表征 12 实验 2 制备钙钛矿/硅串联太阳能 电池以及器件的 J-V 测试 12 实验 3 柔性可穿戴电纺电极的制备 及测试 12 实验 4 高性能载流子传输层薄膜的 光学表征 12 实验 5 新型单晶钙钛矿超薄薄膜的 生长制备及测试 12 实验 6 超微电极与扫描电化学显微 镜分析测试 18 实验 7 氢燃料电池膜电极及单电池 的组装与性能测试 12 五、教学进度 表 3：教学进度表 周次 日期 章节名 称 内容提要 授课 时数 作业及要 求 备注 1-2 2/20- 3/5 文献调研 调研新能源科 学与技术发展 最新动向 12 两人一组完 成 1 个方向 的调研报告 3-4 3/6- 3/19 主题实验 一 晶硅太阳能电 池制备及表征 12 完成相关实 验并提交实 验报告