《太阳能电池》课程教学设计初探

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摘要：本文对河海大学应用物理专业开设的《太阳能电池》课程的教学内容、教学方法、教学效果等进行了阐述，实践表明，该课程的开设，不仅可以促进应用物理专业学生的就业，还可激发学生的学习兴趣，有助于科研工作的开展，培养学生的创新精神。

关键词：太阳能电池 教学内容 教学方法 教学效果

中图分类号：G642.41 文献标识码：C DOI：10.3969/j.issn.1672-8181.2013.17.097

1 引言

人们对能源、环境问题的日益关注，使得太阳能的应用与普及越来越受到人们的高度重视[1-5]。2008年，河海大学在应用物理专业第四学年开设《太阳能电池》专业课程，学分（学时）设置为1学分（16学时）。教学目标是使学生了解太阳能的相关基础知识，掌握太阳能电池的基本原理，初步掌握光伏系统的设计及应用。课程采用问题探讨与课程讲授、主题讨论与实践相结合的教学方式，实行互动研究型教学，课程要求学生课前必须阅读教材的相关部分和参考文献、课上主动参与讨论、课后按时完成布置的作业，并及时进行教学互动交流，经过近几年的教学实践，教学效果良好。下面就具体的教学内容及教学模式进行深入讨论。

2 教学内容与教学方法

河海大学应用物理专业有两个班，学生毕业后20%左右读研、出国，60%左右从事电子等相关技术产业，20%左右从事金融、保险、公务员等管理岗位，针对河海大学应用物理专业学生的专业特点，结合太阳能的应用前景，《太阳能电池》课程的主要内容由六个部分组成：第一部分是总论；第二部分是太阳能概况；第三部分是太阳能电池原理；第四部分是太阳电池组件；第五部分是太阳能光伏系统的种类、设计、应用、安装、检查与测试；第六部分是太阳能电池的未来展望。

总论部分课时设置为1学时，主要阐述太阳能的基本概念、利用形式、太阳能发电及其现状与前景。重点与难点是太阳能的利用形式及太阳能发电。教学方法为课堂讲授，利用大量精美图片介绍太阳能电池及太阳能发电，激发学生学习兴趣，并对太阳能电池及太阳能发电有个初步的了解。

太阳能概况部分课时设置为3学时，主要讲解太阳能资源及其能量衰减、地表太阳能量的分布、日射储量、太阳光频谱、各种太阳电池的分光感度特性、日射量的分布、太阳能的利用等知识。重点与难点是地表太阳能量的分布测算、各种太阳能电池的分光感度特性、日射量的分布估算、太阳能的利用等。教学方法以课堂讲授为主，课后调研为辅。

太阳能电池原理部分课时设置为3学时，主要介绍太阳电池的特点、太阳电池的发电原理及构造、太阳电池的种类、太阳电池的特性、太阳电池的制造方法等内容。重点与难点是太阳电池的发电原理及构造、太阳电池的特性、太阳电池的制造方法。教学方法以课堂讲授为主，课后自学、实验制作为辅。

太阳电池组件部分课时设置为3学时，主要介绍太阳电池单元、组件、太阳电池组件及其构造、太阳电池组件的种类、建材一体型太阳电池的应用。重点与难点是太阳电池组件及其构造、建材一体型太阳电池的应用。教学方法以课堂讲授为主，课堂讨论、课后实验为辅。

太阳能光伏系统的种类、设计、应用、安装、检查与测试部分课时设置为3学时，主要讲解太阳能光伏系统的种类及用途、独立系统、并网系统、混合系统、小规模新能源电力系统。重点与难点是独立系统、并网系统、混合系统。教学方法以课堂讲授为主，课后实践为辅。

太阳能电池的未来展望部分课时设置为3学时，主要内容为太阳电池的转换效率的提高、电气设备成本的降低、太阳能发电的未来展望等，拓展学生的知识面与视野。重点与难点是如何实现太阳电池的转换效率的优化配置。教学方法以课堂讨论为主，课后调研为辅。

3 教学效果

近几年来的教学实践表明，《太阳能电池》课程可有效激发学生学习兴趣，受到绝大部分学生的欢迎，通过课程的学习，同学们收获很多，很多同学毕业后都走上了光伏工程师的工作岗位，仅去年就有近20%的毕业生从事光伏产业。近3年来，学生累计提交课程论文100余篇，动手制作太阳电池片30余片，开发太阳能电池实验装置80余套，参加校级、省级、国家级学生创新课题10余项，发表SCI、EI等科研论文4篇，申请国家创新专利6项。上述众多成果表明，《太阳能电池》课程的开设，不仅可以促进应用物理专业学生的就业，还可激发学生的学习兴趣，有助于科研工作的开展，培养学生的创新精神。

参考文献：

[1]王海蓉.硅基薄膜太阳电池应用现状分析[J].科技视界，2012，（28）：221.

[2]李坚.太阳电池应用理论[D].中国科学技术大学，2003.

[3]董兆.单晶硅太阳电池应用的改进方案[J].河北工业科技，2000，16（6）.

[4]陈新亮，王斐，闫聪博等.薄膜太阳电池用TCO薄膜制造技术及其特性研究[J].材料导报，2011，25（18）：73-77.

[5]金韦利，姜礼华.非晶硅薄膜太阳电池应用分析[J].太阳能，2010，（7）.

作者简介：张开骁，河海大学理学院，江苏南京 210098

张爱梅，河海大学理学院，江苏南京 210098

朱卫华，河海大学理学院，江苏南京 210098