《薄膜太阳能技术》课程教学探讨

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1、《薄膜太阳能技术》课程教学探讨摘要：太阳能电池薄膜化是光伏行业发展的趋势，因此，开设《薄膜太阳能技术》课程对培养发展型高素质光伏人才具有重要意义。本文结合本课程特点及人才培养要求，从理论教学、实践教学、教学方法等方面提出一系列教学改革方法，强调教学过程应理论与实验并重，注重提高学生动手能力与创新意识。关键词：薄膜太阳能电池教学探讨理论教学实践教学一、引言近年来光伏行业发展迅速，尤其长三角一带很多光伏企业［1］。光伏行业的快速发展促使企业对具有光伏专业知识的人才需求量大增［2-4］。但是随着欧美各国对我国光伏行业采取反倾销、反补贴

2、调查等一系列措施，使得我国光伏行业发展受挫。在这样背景下，光伏企业必须进行产业结构升级才能在光伏行业中争得一席之地。而薄膜光伏技术由于具有材料消耗少、成本低、发电效率较高的优点，成为光伏行业发展的大势所趋［5-6］。因此，具有薄膜太阳能电池技术知识的人才在光伏行业中具有很大发展潜力。基于此，常熟理工学院光伏科技学院开设了《薄膜太阳能技术》课程，为培养高素质应用型光伏人才奠定基础。二、对薄膜太阳能技术课程的探讨（一）薄膜太阳能技术课程的教学目的。通过本课程学习，学生了解薄膜太阳能电池的发展历史、产业现状及发展方向，熟悉常见的薄膜太

3、阳能电池类型，通过与传统晶体硅太阳能电池对比掌握各种薄膜太阳能电池的发电原理、制备工艺及提高电池性能的关键因素。使学生对薄膜太阳能技术有较全面、系统的认识，为今后从事薄膜太阳能电池相关工作打下重要基础。（二）薄膜太阳能技术课程的基本内容。薄膜太阳能电池，简单从字面理解即将传统太阳能电池薄膜化。然而在将太阳能电池薄膜化过程中，会有很多诸如如何在很薄情况下保证吸收层对入射光的充分吸收、如何减少不必要的光生载流子传输损失等物理问题，这些问题将对薄膜太阳能电池的性能产生很大影响。需要本课程与《半导体物理》、《固体物理》等课程紧密结合，内

4、容上要做好相互衔接。同时，根据培养应用型人才的目标，还应使学生对薄膜太阳能电池的制备工艺、制备过程中应注意的问题及电池工艺的改进有深入了解。因此，本课程应涉及以下几方面教学内容。1.薄膜太阳能电池及薄膜材料介绍与传统晶体硅太阳能电池相比薄膜太阳能电池的特点及适合做薄膜太阳能电池吸收层、发射极的薄膜材料须具备的光、电性能。2.晶硅薄膜太阳能技术介绍外延晶硅薄膜太阳能电池、异质衬底晶硅薄膜太阳能电池及多晶硅薄膜太阳能电池的特点及制备工艺。3.微晶硅薄膜太阳能电池介绍微晶硅薄膜制备技术、薄膜的微结构特征、光电性能及电池结构特点。4.非

5、晶硅薄膜太阳能电池介绍非晶硅薄膜的太阳能电池的发展历史、薄膜微结构、非晶硅薄膜单节及叠层太阳能电池结构和设计原则，最后概述目前非晶硅薄膜太阳能电池产业化生产情况。5.铜铟镓硒薄膜太阳能电池介绍铜铟镓硒薄膜电池的特点、制备工艺、产业化生产概况及发展方向。6.碲化镉薄膜太阳能电池介绍碲化镉薄膜的光电特性、电池结构、电池制备及处理工艺。这几部分内容中，第一部分是与薄膜太阳能电池相关的理论基础，是学生学习后面知识的前提；晶硅薄膜太阳能电池中的三种太阳能电池主要根据薄膜的衬底类型、加工工艺进行区分，制备的薄膜均属于广义多晶硅薄膜太阳能电池

6、范畴。需要学生对这几种薄膜太阳能电池进行区分并掌握不同种类太阳能电池的制备工艺要求；微晶硅薄膜太阳能电池是目前最有发展前景的薄膜太阳能电池技术之一，需要学生重点掌握微晶硅薄膜的能带结构、光电性能及这种电池器件结构的特点及关键制备工艺；非晶硅薄膜是目前产业化生产最成熟的一种薄膜太阳能电池，因此本部分内容与产业化生产最密切，需要学生重点掌握非晶硅薄膜的微结构、光电性能尤其是光致衰减效应、电池结构及制备工艺参数对薄膜性能的影响规律；而铜铟镓硒薄膜太阳能电池是另一种已成功实现产业化生产的薄膜太阳能电池，目前国内也己经有企业着手发展这种薄

7、膜太阳能电池，需要学生掌握铜铟镓硒薄膜太阳能电池的制备工艺、异质结结构特点等内容；碲化镉薄膜太阳能电池是一种比较有潜力的薄膜太阳能电池，在一些特殊领域有一定的应用前景，需要学生了解其电池结构及制备工艺、薄膜太阳能电池技术教学实施建议通过对以上教学目的及教学内容的分析可知，薄膜太阳能技术是一门与实际结合紧密、实践性较强的工科课程。本课程的教学和学习效果强弱直接决定培养目标能否顺利实现。因此，实际教学过程中充分调动学生学习积极性和主观能动性，利用课堂教学引导学生独立思考，多方位、多层次培养学生的思维方式，使学生在具备扎实理论基础知识

8、上培养其实验操作技能，提高理论与实际相结合的能力，成为具有一定创新能力的应用型人才。对于这门课程的教学，我们可以从以下三方面进行教学改革。（一）教学方法上，根据本课程的特点采用案例式、讨论式教学，强化课堂小组讨论。上课过程中，理论知识比较抽象，学生理解起来有一定