《太陽能電池課程設(shè)計》課程教學(xué)大綱

《太陽能電池課程設(shè)計》課程教學(xué)大綱一、課程基本信息課程名稱太陽能電池課程設(shè)計課程編號330020117課程性質(zhì)必修課課程類別集中實踐環(huán)節(jié)開課單位新材料與化學(xué)工程學(xué)院授課學(xué)期第學(xué)期學(xué)分/學(xué)時3/3周實施方式課程設(shè)計適用專業(yè)新能源材料與器件是否雙語否先修課程太陽能電池材料太陽能電池原理與技術(shù)后續(xù)課程畢業(yè)實習、畢業(yè)設(shè)計（論文）二、課程簡介太陽能電池課程設(shè)計是新能源材料與器件專業(yè)太陽能電池材料與器件方向重要的實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，是培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)實踐能力的重要過程和基本理論、基本知識的深化過程。在這個課程中，學(xué)生將學(xué)習到太陽能電池材料與器件的先進技術(shù)，以及與之相關(guān)的基本理論和實踐知識。這不僅有助于鞏固學(xué)生的基礎(chǔ)知識，更能提升他們的專業(yè)實踐能力，為我國新能源領(lǐng)域的發(fā)展儲備人才。通過本課程設(shè)計，在太陽能電池課程設(shè)計中，學(xué)生還需要掌握太陽能電池的產(chǎn)業(yè)化現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢。這部分內(nèi)容有助于學(xué)生了解太陽能電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展狀況，以及未來發(fā)展趨勢和機遇。這將有助于學(xué)生將所學(xué)知識運用到實際工作中，為我國新能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展貢獻力量。三、課程目標及對畢業(yè)要求指標點的支撐（一）課程目標通過本課程的學(xué)習，使學(xué)生達到以下目標：課程目標1.通過本課程設(shè)計的學(xué)習，加深理論知識的應(yīng)用能力，通過實際的太陽能組件設(shè)計，鞏固掌握太陽能器件設(shè)計的基本方法和原理。課程目標2.通過本課程設(shè)計的學(xué)習，使學(xué)生具備設(shè)計資料收集和現(xiàn)場調(diào)查、分析和實驗數(shù)據(jù)處理全過程的能力，提高學(xué)生分析問題和解決實際問題的能力。課程目標3.通過本課程設(shè)計的學(xué)習，能夠規(guī)范撰寫課程設(shè)計說明書，能夠準確表達自己的設(shè)計方案，并就設(shè)計方案的具體問題與同行進行良好溝通，使學(xué)生逐步具備從事太陽能行業(yè)人員的基本能力和素質(zhì)。（二）課程目標對畢業(yè)要求指標點的支撐課程目標支撐畢業(yè)要求指標點畢業(yè)要求課程目標1指標點2-1：掌握工程科學(xué)基本原理。2-問題分析課程目標2指標點4-3：掌握新能源材料工程科學(xué)基礎(chǔ)實驗的基本原理和方法，能對實驗數(shù)據(jù)進行采集、處理和分析，并通過信息綜合得到合理有效的結(jié)論。指標點10-1：具備就新能源材料復(fù)雜工程問題與業(yè)界同行及社會公眾進行有效溝通和交流，準確有效的陳述發(fā)言、清晰表達或回應(yīng)指令的能力，以及具備撰寫報告和設(shè)計文稿的能力。4-研究10-溝通課程目標3指標點6-2：了解新能源材料工程實踐及解決方案的社會制約因素，能夠合理分析與評價新能源材料工程實踐和復(fù)雜工程問題解決方案對社會、健康、安全、法律以及文化等方面的影響。指標點6-2：能夠正確認識新能源材料實踐對環(huán)境和社會可持續(xù)發(fā)展的影響，明確實施新能源材料工程實踐及其解決方案中應(yīng)承擔的責任。指標點7-1：能夠理解和評價新能源材料產(chǎn)品或新能源材料項目對人文和自然環(huán)境的影響。指標點7-2：了解新能源材料產(chǎn)品及工程項目的相關(guān)標準和規(guī)范，能針對可能產(chǎn)生的不良影響給出積極的應(yīng)對方案。指標點7-3：在工程實踐中主動應(yīng)用能夠改善環(huán)境、促進社會可持續(xù)發(fā)展的先進技術(shù)。指標點8-1：具有良好的思想素質(zhì)和社會道德。指標點8-2：具有正確的世界觀和人生觀。指標點8-3：具有社會責任感。指標點8-4：能夠在工程實踐中理解并遵守工程職業(yè)道德和規(guī)范，履行職責。6-工程與社會7-環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展8-職業(yè)規(guī)范四、課程基本教學(xué)內(nèi)容及對課程目標的支撐（一）課程基本教學(xué)內(nèi)容實踐項目一資料收集課程主要內(nèi)容（1）明確設(shè)計目的（2）收集資料重點和難點3.實施方式課程設(shè)計采用教師線上線下指導(dǎo)、學(xué)生獨立完成的方式進行。在教師指導(dǎo)環(huán)節(jié)，指導(dǎo)教師向?qū)W生發(fā)放有關(guān)的課程設(shè)計背景資料，并向?qū)W生講述課程設(shè)計的要求、步驟和方法。設(shè)計過程采取線上線下輔導(dǎo)，分散設(shè)計的方式進行。學(xué)習要求學(xué)生應(yīng)掌握如何制定調(diào)查方案、如何運用各種工具和手段進行實地調(diào)查、如何收集和處理數(shù)據(jù)等技能。此外，學(xué)生應(yīng)具備初步的資料查閱能力，及數(shù)據(jù)處理能力。5.實踐要求（1）實踐屬性：調(diào)查研究型（2）工作流程：分析任務(wù)書——明確設(shè)計目的——收集和調(diào)查薄膜材料物性研究進展相關(guān)資料——進行太陽能電池最新研究進展調(diào)查——確定膜層設(shè)計的材料選配。（3）分組要求：每人選擇不同的膜層材料。（4）實踐準備：PC1D軟件學(xué)習（5）時間安排：4天（6）其他要求：無6.學(xué)生學(xué)習預(yù)期成果通過完成本實踐項目，學(xué)生將能夠運用所學(xué)的知識和技能，制定具體的設(shè)計方案，收集和分析數(shù)據(jù)，得出正確結(jié)論。此外，學(xué)生還將培養(yǎng)動手能力、團隊協(xié)作能力和創(chuàng)新能力，為今后從事相關(guān)領(lǐng)域的研究和工作奠定基礎(chǔ)。在學(xué)習過程中，學(xué)生應(yīng)注重學(xué)術(shù)誠信，遵守設(shè)計規(guī)程，以確保實踐成果的可靠性和科學(xué)性。本實踐項目以明確設(shè)計目的、搜集資料、制定設(shè)計方案、實踐操作、數(shù)據(jù)分析及結(jié)論得出為主線，旨在培養(yǎng)學(xué)生掌握太陽能電池減反射率膜設(shè)計的基本方法和技能。在完成項目過程中，學(xué)生應(yīng)注重理論學(xué)習與實踐操作相結(jié)合，不斷提高自己的綜合素質(zhì)和能力。7.支撐課程目標課程目標1.通過本課程設(shè)計的學(xué)習，加深理論知識的應(yīng)用能力，通過實際的太陽能組件設(shè)計，鞏固掌握太陽能器件設(shè)計的基本方法和原理。課程目標2.通過本課程設(shè)計的學(xué)習，使學(xué)生具備設(shè)計資料收集和現(xiàn)場調(diào)查、分析和實驗數(shù)據(jù)處理全過程的能力，提高學(xué)生分析問題和解決實際問題的能力。實踐項目二多層膜方案設(shè)計課程主要內(nèi)容內(nèi)容：選取三種不同的減反射膜材料，進行排列組合，分別對單層，雙層及三層減反射膜進行仿真分析，每層減反射膜厚度在10~600nm,每隔20nm取一組數(shù)據(jù)；要求：模擬不同厚度，不同折射率，不同組合的減反射膜對太陽能電池短路電流、開路電壓、填充因子、轉(zhuǎn)換效率、內(nèi)外量子效率、總反射率等性能參數(shù)的影響。2.重點和難點重點：研究不同厚度、不同折射率以及不同組合的減反射膜對太陽能電池性能的影響。通過仿真分析，深入了解這些因素如何改變太陽能電池的短路電流、開路電壓、填充因子、轉(zhuǎn)換效率、內(nèi)外量子效率以及總反射率等關(guān)鍵性能參數(shù)。難點：探討如何在實際應(yīng)用中優(yōu)化減反射膜的性能。實施方式采用教師線上線下指導(dǎo)、學(xué)生獨立完成的方式進行。學(xué)習要求本課程采用實踐教學(xué)的方式，要求學(xué)生具備一定的理論基礎(chǔ)，能夠熟練運用相關(guān)仿真軟件進行實驗操作。在課程過程中，學(xué)生需要嚴格按照實驗步驟進行操作，并對實驗結(jié)果進行詳細的記錄和分析。5.實踐要求實踐屬性：綜合訓(xùn)練型（2）工作流程：建模——單層減反射膜仿真設(shè)計——雙層減反射膜仿真設(shè)計——三層減反射膜仿真設(shè)計——數(shù)據(jù)處理作圖及結(jié)果分析（3）分組要求：每人選取不同的膜層材料。（4）實踐準備：在進行實踐課程前，學(xué)生需準備好相關(guān)設(shè)備、仿真軟件以及設(shè)計原始數(shù)據(jù)。設(shè)計期間學(xué)生需充分利用時間，確保實驗進度和質(zhì)量。（5）時間安排：7天（6）其他要求：無6.學(xué)生學(xué)習預(yù)期成果通過本課程的學(xué)習，學(xué)生將能夠掌握減反射膜材料的基本特性，了解其對太陽能電池性能的影響規(guī)律，并具備一定的實際操作能力。此外，學(xué)生還將培養(yǎng)團隊協(xié)作精神和溝通交流能力。7.支撐課程目標本單元知識、教學(xué)方式支撐如下課程目標：課程目標1.通過本課程設(shè)計的學(xué)習，加深理論知識的應(yīng)用能力，通過實際的太陽能組件設(shè)計，鞏固掌握太陽能器件設(shè)計的基本方法和原理。課程目標2.通過本課程設(shè)計的學(xué)習，使學(xué)生具備設(shè)計資料收集和現(xiàn)場調(diào)查、分析和實驗數(shù)據(jù)處理全過程的能力，提高學(xué)生分析問題和解決實際問題的能力。實踐項目三設(shè)計說明書的編寫1.主要內(nèi)容2.重點和難點重點：設(shè)計說明的編寫。難點：無3.實施方式采用教師線上線下指導(dǎo)、學(xué)生獨立完成的方式進行。學(xué)習要求學(xué)生應(yīng)了解太陽能電池設(shè)計的整體目的，明確課程設(shè)計說明書的具體要求，包括內(nèi)容結(jié)構(gòu)、格式規(guī)范等。學(xué)生應(yīng)按照課程設(shè)計說明書的要求，撰寫規(guī)范、準確、清晰的設(shè)計說明書，包括封面、目錄、正文、參考文獻等內(nèi)容。5.實踐要求（1）實踐屬性：綜合訓(xùn)練型（2）工作流程：學(xué)習設(shè)計說明書的撰寫規(guī)范——撰寫設(shè)計說明書（3）分組要求：每位同學(xué)獨立完成（4）實踐準備：充分了解課程設(shè)計說明書的撰寫要求，掌握設(shè)計說明書的撰寫規(guī)范和撰寫方法。（5）時間安排：4天（6）其他要求：無6.學(xué)生學(xué)習預(yù)期成果通過本單元的學(xué)習，學(xué)生能夠撰寫規(guī)范、準確、清晰的課程設(shè)計說明書，包括封面、目錄、正文、參考文獻等內(nèi)容，能夠就自己的設(shè)計方案進行準確的表達，就設(shè)計方案的具體問題能夠與同行進行良好溝通。給出最佳的膜層組合，設(shè)計說明書1份，說明書涵蓋減反射膜對太陽能電池總反射率、太陽能電池外量子效應(yīng)、太陽能電池的填充因子、太陽能電池轉(zhuǎn)換效率的影響。7.支撐課程目標本單元知識、教學(xué)方式支撐如下課程目標：課程目標1.通過本課程設(shè)計的學(xué)習，加深理論知識的應(yīng)用能力，通過實際的太陽能組件設(shè)計，鞏固掌握太陽能器件設(shè)計的基本方法和原理。課程目標2.通過本課程設(shè)計的學(xué)習，使學(xué)生具備設(shè)計資料收集和現(xiàn)場調(diào)查、分析和實驗數(shù)據(jù)處理全過程的能力，提高學(xué)生分析問題和解決實際問題的能力。課程目標3.通過本課程設(shè)計的學(xué)習，能夠規(guī)范撰寫課程設(shè)計說明書，能夠準確表達自己的設(shè)計方案，并就設(shè)計方案的具體問題與同行進行良好溝通，使學(xué)生逐步具備從事太陽能行業(yè)人員的基本能力和素質(zhì)。（二）課程基本教學(xué)內(nèi)容對課程目標的支撐實踐內(nèi)容實施方式支撐的課程目標學(xué)時安排實踐項目一資料收集教師線上線下指導(dǎo)、學(xué)生獨立完成課程目標1、24天實踐項目二多層膜方案設(shè)計教師線上線下指導(dǎo)、學(xué)生獨立完成課程目標1、27天實踐項目三編寫課程設(shè)計說明書教師線上線下指導(dǎo)、學(xué)生獨立完成課程目標1、2、34天合計15天五、課程考核及對課程目標的支撐（一）課程考核課程成績構(gòu)成（百分制）課程成績構(gòu)成比例考核環(huán)節(jié)目標分值考核/評價細則過程考核成績40%學(xué)習態(tài)度40成績的評定包括設(shè)計過程中學(xué)生的出勤情況、學(xué)生與指導(dǎo)教師之間的交流頻次及質(zhì)量、能否按時完成設(shè)計任務(wù)等，重在考察學(xué)生設(shè)計態(tài)度、獨立工作能力等。設(shè)計方案及設(shè)計能力40考核學(xué)生的綜合運用知識能力和實踐能力、設(shè)計方案合理性，設(shè)計過程中是否考慮了方案對環(huán)境、社會、健康、安全等的影響。創(chuàng)新能力20在課程設(shè)計過程中，能夠結(jié)合文獻資料，對前人的工作提出創(chuàng)新，提出合理有效的改善環(huán)境質(zhì)量的對策和建議。設(shè)計成果成績40%設(shè)計說明書質(zhì)量100考察設(shè)計說明書是否條理清晰、論述是否充分，文字是否通順，是否符合設(shè)計說明書文本格式要求。采樣點布設(shè)示意圖是否清楚準確的表達了設(shè)計結(jié)果。答辯成績20%答辯100重點考察學(xué)生的口頭表達和分析解決問題能力。同時考察學(xué)生是否獨立完成課程設(shè)計及對方案設(shè)計、規(guī)范的理解程度。各環(huán)節(jié)的考核標準見下表課程成績構(gòu)成及比例考核環(huán)節(jié)目標分值考核/評價細則ABCDE過程考核成績（40%）學(xué)習態(tài)度4040363228≤24設(shè)計方案及實踐能力4040363228≤24創(chuàng)新能力2020181614≤12設(shè)計成果成績（40%）設(shè)計說明書質(zhì)量100100908070≤60答辯成績（20%）陳述和答辯能力100100908070≤60總成績（二）課程考核對課程目標的支撐實踐內(nèi)容考核內(nèi)容考核方式支撐的課程目標資料收集考核學(xué)生能否制定具體的調(diào)查方案，收集和分析數(shù)據(jù)，認知監(jiān)測區(qū)域的自然環(huán)境和社會環(huán)境的基本情況；能否分析主要污染源和主要污染物的分布和特征；能否理解各種環(huán)境因素之間的相互關(guān)系，理解環(huán)境變化對人類生活的影響，理解環(huán)境保護的重要性。學(xué)習態(tài)度設(shè)計方案及實踐能力課程目標1、2多層膜方案設(shè)計考核學(xué)生的綜合運用知識能力和實踐能力、設(shè)計方案合理性，設(shè)計過程中是否考慮了方案對環(huán)境、社會、健康、安全等的影響。學(xué)習態(tài)度設(shè)計方案及實踐能力課程目標1、2編寫課程設(shè)計說明書考核學(xué)生的設(shè)計說明書是否條理清晰、論述是否充分，文字是否通順，是否符合設(shè)計說明書文本格式要求。采樣點布設(shè)示意圖是否清楚準確的表達了設(shè)計結(jié)果?？己藢W(xué)生的口頭表達和分析解決問題能力。同時考核學(xué)生是否獨立完成課程設(shè)計及對方案設(shè)計、規(guī)范的理解程度。學(xué)習態(tài)度設(shè)計說明書質(zhì)量陳述和答辯能力課程目標1、2、3課程資源（一）使用教材1.王月花，黃飛

編．薄膜的設(shè)計制備及應(yīng)用．中國