太阳能电池材料电子教案(太阳能概述)
《新能源材料技术》课件教案PPT 3 太阳能电池材料
1.7 太阳能电池的展望
1.III-V族化合物及铜铟硒等系由稀有元素所制 备，但从材料来源看，这类太阳能电池将来不可 能占据主导地位。
2.从转换效率和材料的来源角度讲，多晶硅和 非晶硅薄膜电池将最终取代单晶硅电池，成为市 场的主导产品。
3.今后研究的重点除继续开发新的电池材料外 应集中在如何降低成本上来，近来国外曾采用某 些技术制得硅条带作为多晶硅薄膜太阳能电池的 基片，以达到降低成本的目的，效果还是比较理 想的。
锭上锯割而成。目前制备多晶硅薄膜电池多采用化学 气相沉积法，包括低压化学气相沉积（LPCVD）和等 离子增强化学气相沉积（PECVD）工艺。此外，液相 外延法（LPPE）和溅射沉积法也可用来制备多晶硅薄 膜电池。研究发现，在非硅衬底上很难形成较大的晶
1.8 太阳光-热转换及材料
材料科学与工程是技术创新的基础。太阳光热转换材料与工程，如用于太阳集热器的选择性 吸收涂层（表面），用于建筑幕墙玻璃和交通工 具的选择性透、反射薄膜材料和电致变色薄膜材 料与器件，用于集热器的具有太阳光谱高透射比 的硼硅玻璃，聚碳酸酯制成的蜂窝结构，以及贮 能材料等，推动了太阳光—热转换技术和应用的 发展。
太阳能的应用
太阳能电池应用
1.4 太阳能电池的分类
1、硅系太阳能电池（单晶硅太阳能电池； 多晶硅薄膜太阳能电池；非晶硅薄膜 太阳能电池）
2、多元化合物薄膜太阳能电池（砷化镓 III-V化合物；硫化镉；铜铟硒）
3、聚合物多层修饰电极型电池 4、纳米晶化学太阳能电池
1.5 各类太阳能电池的制造方法及研究状况
太阳能电池材料
太阳能电池简介 太阳能电池组件材料 太阳能电池材料 新制备技术探索 新技术探索
2024年第3节太阳能(标准教案
2024年第3节太阳能(标准教案一、教学内容本节教学内容选自《新能源技术》教材第四章第3节，详细内容主要包括太阳能的基本概念、太阳能的利用方式、太阳能电池的原理与应用、太阳能热水器的构造与效率以及我国太阳能资源开发与利用的现状。
二、教学目标1. 让学生了解太阳能的基本概念，理解太阳能作为一种清洁、可再生能源的重要性。
2. 让学生掌握太阳能的利用方式，了解太阳能电池和太阳能热水器的原理与应用。
3. 培养学生的环保意识，提高他们对我国太阳能资源开发与利用的认识。
三、教学难点与重点教学难点：太阳能电池的原理与应用、太阳能热水器的构造与效率。
教学重点：太阳能的基本概念、太阳能的利用方式。
四、教具与学具准备教具：太阳能电池板、太阳能热水器模型、多媒体课件。
学具：笔记本、笔。
五、教学过程1. 导入新课：通过展示太阳能电池板、太阳能热水器模型，引发学生对太阳能的好奇心，为新课的学习打下基础。
（1）展示太阳能电池板，引导学生思考太阳能电池是如何将太阳能转化为电能的。
（2）展示太阳能热水器模型，引导学生思考太阳能热水器是如何将太阳能转化为热能的。
2. 基本概念学习：（1）太阳能的定义：太阳辐射能的简称，是指从太阳表面向地球表面传递的能量。
（2）太阳能的特点：清洁、可再生能源，无污染，资源丰富。
3. 太阳能的利用方式：（1）太阳能电池：通过光电效应将太阳能转化为电能。
（2）太阳能热水器：通过吸收太阳辐射能将水加热。
4. 实践情景引入：（1）讨论太阳能电池在生活中的应用，如太阳能路灯、太阳能手机充电器等。
（2）讨论太阳能热水器在生活中的应用，如家庭热水供应、太阳能热水器供暖等。
5. 例题讲解：（1）太阳能电池的转换效率计算。
（2）太阳能热水器的热水产量计算。
6. 随堂练习：（1）设计一个太阳能电池应用场景，计算其转换效率。
（2）计算一个家庭使用太阳能热水器所需热水量。
六、板书设计1. 太阳能的基本概念2. 太阳能的利用方式太阳能电池太阳能热水器3. 太阳能应用实例七、作业设计1. 作业题目：（1）简述太阳能的基本概念。
太阳能电池材料电子教案(二)
优点：可以获得较高水温
缺点：忽冷忽热（可以推算若干时间内的加热水量）、已损坏
四、暖房
1、组成
太阳能收集器、热储存装置、辅助能源系统、室内暖房风扇
3、原理
通过画图帮助学生理解
五、太阳能发电
太阳能→电能→电容器中→使用
知识拓展
一、空间太阳能电源
1、主要性能
2、可靠性
3、太阳能路灯
二、第一个太阳能发电站
在太阳能热系统中，接受太阳辐射并向传热工质传递热量的装置。
2、分类
⑴按传热工质：液体集热器、空气集热器
⑵按采光方式：聚光型、聚焦型
⑶真空集热器
三、太阳能热水系统
1、元件：收集器、储存装置及循环管路
2、循环方式
⑴自然循环
通过画图的方式帮助学生理解其工作原理
优点：水温稳定，维护简单
缺点：不能获得较高水温
三、太阳能路灯
四、太阳能充电器
五、太阳简介
1、氦反应区
2、辐射区
3、对流区
4、太阳大气
六、我国太阳能利用产业现状
七、我国太阳能利用产业前景
Ⅳ、归纳总结：5分钟
太阳能利用优缺点
太阳能热利用
Ⅴ、布置作业：2分钟
课后习题6、7、8、9、10
教学反思
教研组长签名：教务科长签名：
年月日
教
学
过
程
Ⅰ、课堂组织：5分5分钟
提问：1、什么是太阳能及利用原理？
2、太阳电池发电原理？
3、晶体硅太阳电池发电原理？
Ⅲ、讲授新课：75分钟
第一章太阳能
一、太阳能热利用方式
1、太阳能集热器
2、太阳能热水系统
3、太阳能暖房
太阳能电池材料电子教案(提高非晶硅太阳电池稳定性的研究)
Ⅲ、讲授新课：78分钟
6.2.2提高非晶硅太阳电池稳定性的研究
一、S-W效应
㈠、定义
非晶硅基合金的光暗电导率随光照时间加长而减小，经170摄氏度-200摄氏度，退火2小时，又可恢复原状，称为S-W效应。
㈡、实质：光致亚稳效应
㈢、五种微观模型
1、Si-Si弱键模型
亚稳缺陷→光生载流子→直接无辐射复合→复合能
授课日期
授课节次
授课班级
教学目的
1、掌握什么是S-W效应及实ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ；了解关于a-Si:H中光致亚稳变化的几种模型。
2、知道提高电池稳定效率应该从那两个方向着手
3、知道消除S-W效应的入手点及普遍采用的成熟技术
4、掌握叠层电池结构的优点与缺点及至今提高非晶硅太阳电池稳定效率的成熟技术
教学重点
1、S-W效应及实质
㈠、改进i层材料
方法：H2稀释反应气体法
㈡、采用叠层电池结构
1、问题
叠层→多个子电池→多个p-i界面→多个p-i异质界面
1多层不匹配障碍→电子输出↓
2每层i都可能引入C杂质→光致亚稳缺陷↑
2、处理方法
H+处理法（可使）：①底电池透光率↑
②串联电阻↓
Ⅳ、归纳总结：2分钟
1、S-W效应的定义和实质
2、提高非晶硅太阳电池稳定效率的着手点（2点）
2、至今提高非晶硅太阳电池稳定效率的成熟技术
3、叠层电池结构的优与缺
教学难点
1、S-W效应及实质
2、至今提高非晶硅太阳电池稳定效率的成熟技术
教学准备
教材教案
教学方法
探究式教学法、分析法
教
学
过
程
Ⅰ、课堂组织：2分钟
太阳能电池材料电子教案(光生伏特效应)
1、光电池基本特征
2、能带相关知识。
教学准备
教材、教案
教学方法
分析法、讨论法、归纳总结法。
教
学
过
程
Ⅰ、课堂组织：3min
组织课堂纪律、点名
Ⅱ、复习旧课，导入新课：5min
提问：1、什么是半导体？本征、P型、N型半导体？半导体优点？
2、本征半导体导电性能与什么有关？
3、P型、N型半导体中多子？少子？
授课日期
授课节次
授课班级
教学目的
1、掌握本征吸收的定义及条件。
2、掌握光生伏特效应的简单定义及完整概念。
3、复习P-N结形成过程，明白它与光伏特效应的关系。
4、明确光伏特效应与光电池关系级光电池基本特性。
5、掌握能带有关知识。
教学重点
1、本征吸收的定义。
2、光生伏特效应概念及与P-N结.光电池关系。
三、基本特性
1、光谱特性
光电池对不同波长的光的灵敏度不同波长的灵敏度不同和光生电动势是不同的，他们之间的关系是光照特性。
3、温度特性
描述光电池开路电压和短路电流随温度变化情况。
a、开路电压随温度升高而下降的速度较快。
b、短路电流随温度升高而缓慢增加。
Ⅳ、归纳总结：5 min
1、P-N结形成过程
2、光电池工作原理
3、光生伏特效应定义、原理。
Ⅴ、布置作业：2min
课后习题: 2、5、6
教学反思
教研组长签名：教务科长签名：
年月日
4、PN结特性
Ⅲ、讲授新课：75 min
第三章光伏特效应
一、P-N结
1、定义（形成过程）
半导体在受到照射时产生电动势的现象。
2、原理（画出图形）
太阳能电池材料电子教案(非晶硅太阳电池的特征)
1、结构：金属电极、Tco、nip、不锈钢衬底
2、吸光层：i层
3、受光面：n层
4、电极：金属（Ag）电极和不锈钢
5、Tco的作用：（1）导电（2）减反射（膜）作用
（三）电池各层厚度要求
1、总体要求：光射入最多、吸收最多、转换最有效
2、Tco和p层要求：保证光电特性下，尽可能薄。800nm、10nm
3、I层要求：（1）保证最大限度吸收入射光—越厚越好
（2）保证光生载流子最大限度输运到外电路—越薄越好i=500nm
4、n=30nm
（四）叠层电池，i层材料要求
1、光吸收系数不断增大
2、带隙宽度越来越小
（五）叠层电池和集成型电池（总输出电压、电流）
1、叠层电池（串联）
I总=Imin（即电阻最大者决定总电流的大小）
教学反思
教研组长签名教务科长签名
年月日
U总=U1+U2+U3+…+Un
2、集成型电池（串联）
I总=I1=I2=I3=…=In
U总=U1=U2=U3=…=Un
Ⅳ、归纳总结：4分钟
1、非晶硅太阳电池的结构及类型
2、电池各部分的设计要求及对电池性能的影响
Ⅴ、布置作业：1分钟
1、总结玻璃衬底和不锈钢衬底非晶硅太阳电池的相同点和不同点
2、预习6.1.3
4、非晶硅太阳电池的结构基础是什么？
5、非晶硅太阳电池的工作原理是什么？
Ⅲ、讲授新课：78分钟
第六章非晶硅太阳电池材料
6.1.2非晶硅太阳电池的特征
二、结构
（一）以玻璃为衬底
1、结构：玻璃衬底、Tco、pin、Al电极
2、吸光层：i层
3、受光面：p层
太阳能电池材料电子教案(非晶硅太阳电池的制备)
教学准备
教材教案教参
教学方法
探究式教学法
教
学
过
程
Ⅰ、课堂组织：2分钟
组织课堂纪律点名
Ⅱ、复习旧课，导入新课：4分钟
问题：1、以玻璃为衬底的非晶硅太阳电池的结构？吸光层？受光层？电极？
2、以不锈钢为衬底的非晶硅太阳电池的结构？吸光层？受光面？电极？
3、叠层电池各子电池的i层材料选择要求？
Ⅲ、讲授新课：80分钟
第六章非晶硅太阳电池材料
6.1.3非晶硅太阳电池的制备
一、pin集成型a-Si太阳电池
（一）制造工艺
清洗烘干玻璃衬底→生长Tco膜→激光切割Tco膜→依次生长pin非晶硅膜
→激光切割a-Si膜→Al电极→激光切割电极
1、Tco膜
（1）种类：ITO、SnO2、ZnO
6.2.1提高非晶硅太阳电池转换效率的技术措施
教学目的
1、掌握pin集成型太阳电池的制造工序
2、掌握PECVD法制非晶硅基薄膜材料的原理，了解其两种沉积方法
3、了解p型窗口材料及其前后界面特性的改进过程
教学重点
掌握pin集成型太阳电池的制造工序及进行切割的原因
教学难点
1、PECVD法制非晶硅薄膜材料的原理
（2）选择：玻璃衬底上电极用的是SnO2或SnO2/ZnO复合膜
不锈钢衬底上电极用的是ITO
(3)生长方法：ITO、ZnO—磁控测设法
SnO2—化学气相沉积法
2、a-Si基膜
（1）制法：PECVD法
（2）过程：SiH4等原料气→真空反应室→放电分解→在Tco膜玻璃衬底上沉积
（3）沉积系统：①单室②分室连续
（4）PECVD法优点：可以通过在SiH4中混入含不同杂质得到不同的基薄膜
太阳能电池材料电子教案(太阳电池的制备和结构太阳电池的结构和光电转换效率)
b、原理
Ⅳ、归纳总结：3分钟
1、太阳电池结构及工艺步骤
2、绒面结构相关内容
Ⅴ、布置作业：1分钟
课后习题: 1、2、4、5、6
教学反思
教研组长签名：教务科长签名：
年月日
二、方法
（一）、P-N结制备
3价硼→硅材料→P型半导体材料（基质材料）→扩散P、As/Sb
（二）、绒面Βιβλιοθήκη 构1、定义硅片表面金字塔结构
2、作用
(1)减少太阳光反射
(2)增加光线的吸收和利用
3、方法
(1)单晶硅织构化原理
a、试剂：NaoH或KoH
b、原理：Si+NaoH+H2O=Na2SiO3+H2↑
(2)铸造多晶硅绒面结构
二、P-N结制备方法
合金法、扩散法、离子注入法、薄膜生长法。
三、太阳电池基本结构（分类）
1、基质材料——P型半导体材料
扩散杂质——能提供电子的杂质
受光面——N型材料
2、基质——N型
杂质——能提供空穴的杂质
受光面——P型材料
解释图4.2 4.3
§4.2晶体硅太阳电池基本工艺
一、工艺
P-N结制备、绒面制备、减反射层制备、铝背场制备、正和背面金属接触
授课日期
授课节次
授课班级
4. 1、太阳电池的结构和光电转换效率
4. 2、晶体硅太阳电池的基本工艺
4.2.1、绒面结构
教学目的
1、知道太阳电池的主要参数。
2、掌握制备P-N结最简单的方法：扩散法图4.2 4.3。
3、掌握绒面结构的制备。
教学重点
1、性能参数、扩散法。
2、绒面结构的制备。
太阳能电池材料电子教案(P-N结的形成)
由于交界面处存在电子和空穴的浓度差，n型区中多数载流子电子要向p型区扩散，p型区中的空穴要向n型区扩散。
扩散后再交界面的n型区一侧留下带正电的离子施主，形成一个正电荷区；同理，在交界面的p区一侧留下带负电荷的离子受主，形成一个负电荷区域，这样，就在n型区和p型区的交界面的两侧形成一侧带正电荷而另一侧带负电荷的一层很薄的区域，称为空间电荷区，即通常所说的pn结。
6、复合
7、动态平衡
一定温度下，本征激发的电子空穴对数目与复合的电子空穴对数目相同，达到动态平衡。
Ⅳ、归纳总结：5分钟
强调两种运动和一种电场
Ⅴ、布置作业：1分钟
课后习题: 1、3、5
教学反思
教研组长签名：教务科长签名：
年月日
探究式教学法
教
学
过
程
Ⅰ、课堂组织：5分钟
组织课堂纪律、点名
Ⅱ、复习旧课，导入新课：5分钟
提问：1、什么是空穴、电子空穴对、载流子、电子导电、空穴导电、本征导电、复合？
2、半导体定义？
3、载流子浓度与温度的关系？
Ⅲ、讲授新课：75分钟
2.3半导体特点
一、P-N结
1、定义（形成过程）
将P型半导体和N型半导体制作在同一块硅片上，在他们的交界面形成PN结。
开始时，扩散运动占优势，空间电荷区两侧的正负离子逐渐增加，正负电荷逐渐增加，空间电荷区逐渐加宽，内建电场逐渐增强。但是，随着内建电场的增强，漂移运动逐渐增加，扩散运动开始减弱，最后，扩散运动和漂移运动趋向平衡，扩散运动不再发展，空间电荷区厚度不再增加，内建电场不再增强，此时扩散和漂移的载流子数相等而运动方向相反，达到动态平衡。
授课日期
授课节次
授课班级2.3 P-NFra bibliotek的形成教学目的
太阳能电池材料电子教案铸造多晶硅制备工艺
太阳能电池材料电子教案铸造多晶硅制备工艺教学目标：1.理解太阳能电池的工作原理和应用；2.了解多晶硅的制备工艺；3.掌握多晶硅的铸造方法。
教学准备：1.教材：太阳能电池材料相关教材；2.多媒体设备：投影仪、电脑；3.实验设备：实验室用的电炉、石英坩埚、高温计量秤等；4.实验化学品：硅粉、碳粉、氧化铝粉、卤化铝等。
教学过程：一、导入（5分钟）通过展示太阳能电池的实物或者图片，向学生介绍太阳能电池的基本原理和应用。
二、太阳能电池材料介绍（10分钟）1.介绍太阳能电池的基本原理：太阳能电池是一种将太阳光转变为电能的装置，其工作原理是通过太阳能光子的能量使半导体中的电子跃迁，从而产生电流。
2.介绍太阳能电池材料：目前使用最广泛的太阳能电池材料是多晶硅。
多晶硅具有优异的光电转换效率和稳定性，是太阳能电池的理想材料。
三、多晶硅制备工艺介绍（15分钟）1.介绍多晶硅制备的主要方法：目前多晶硅的主要制备方法是铸造法。
铸造法是将硅粉与其他添加剂混合，在高温下熔炼并冷却，使其凝固成块，再进行压碎和烧结等工艺，最终得到多晶硅块料。
2.介绍多晶硅铸造的工艺过程：铸造法包括熔炼、凝固和固化等过程。
学生可以通过实验室模拟实验的方式，了解多晶硅的铸造工艺。
四、多晶硅铸造实验演示（30分钟）1.展示实验所需实验设备和化学品，并说明注意事项和操作步骤。
2.进行实验演示，包括熔炼、凝固和固化等过程。
3.解释实验过程中发生的化学反应和物理变化，并与制备多晶硅的工艺过程进行对比。
4.学生可以通过观察实验现象和参与实验操作，加深对多晶硅铸造工艺的理解。
五、讨论和总结（10分钟）1.学生就实验中观察到的现象和实验过程进行讨论，加深对多晶硅铸造工艺的理解。
2.进行小结，总结太阳能电池材料太阳能电池材料多晶硅铸造工艺的基本知识和实验过程。
六、作业布置（5分钟）布置相关的学习任务，如阅读太阳能电池材料相关教材，并完成相关的练习题。
以上内容可以根据实际教学需要进行调整和补充。
太阳能电池材料电子教案(非晶硅半导体材料)
授课节次
授课班级
教学目的
1、了解五种常见的掺杂非晶硅
2、知道什么是非晶硅基合金
教学重点
非晶硅的两个基本性质及五种常见掺杂非晶硅
教学难点
1、理解什么是“短程有序，长程无序”
2、理解什么是连续的物性控制
教学准备
教材教案教参
教学方法
探究式教学法
教
学
过
程
Ⅰ、课堂组织：5分钟
组织课堂纪律点名
Ⅱ、复习旧课，导入新课：40分钟
6.1概述
6.1.1非晶硅半导体材料
一、非晶硅
（一）基本特征
1、短程有序，长程无序
2、可实现连续的物性控制
（1）几种掺杂非晶硅
1p-a-Si：掺硼
2n-a-Si:掺磷
3a-Sic :掺碳4a-Sie:掺锗5a-Si-H:掺氢
（二）非晶硅基合金：不同带隙的掺杂非晶硅材料
1连续无规网络模型→键的无规则排列
2微晶模型→晶粒取向的散乱无规则
Ⅳ、归纳总结：2分钟
1、非晶硅的基本特征，分别怎么理解？
2、几种掺杂非晶硅按作用怎么分？
Ⅴ、布置作业：1分钟
1、课后习题1
2、补充：如何理解非晶硅半导体连续的物性控制？
几种掺杂非晶硅对提高非晶硅材料的性能有何作用？
教学反思
教研组长签名教务科长签名
年月日
问题：1、晶体硅太阳电池的基本工艺？绒面结构及化学腐蚀相关内容？
2、晶体硅太阳电池个工艺阶段的作用？及相关内容
3、非晶硅薄膜太阳电池的优与缺及基本结构？
4、硅的分类及高纯多晶硅的制备方法？
5、什么是太阳能级多晶硅？
6、直拉单晶硅的制备工艺及机械加工工艺？
太阳能电池材料电子教案PN结的形成及单向导电性
太阳能电池材料电子教案PN结的形成及单向导电性一、PN结的形成PN结是由一种半导体材料的P型区和N型区相互结合而成的。
P型材料中掺入了三价元素，如硼(B)、铝(Al)等，使材料成为P型半导体，其中的空穴起主要作用；N型材料中掺入了五价元素，如磷(P)、砷(As)等，使材料成为N型半导体，其中的自由电子起主要作用。
当P型区和N型区连接在一起时，P型区和N型区之间会产生电子的扩散运动，从N型区向P型区扩散，空穴则从P型区向N型区扩散，形成了一个扩散电流。
然而，由于P型区与N型区的材料特性不同，导致电子与空穴重新结合，形成了一个电位垒，阻止了进一步的扩散。
同时，当电子从N型区进入P型区时，与空穴重新结合，失去了自由的状态，并向P型区输送了能量，成为了正空穴；而当空穴从P型区进入N型区时，与电子重新结合，失去了自由的状态，并向N型区输送了能量，成为了负电子。
这样，P型区上形成了负电荷，N型区上形成了正电荷。
由于此时两者之间形成了一定的电场，这一区域被称为PN结。
PN结具有单向导电性，即在正向偏置和反向偏置时具有不同的电流特性。
1.正向偏置：当外加电压的正极连接到P型区，负极连接到N型区时，电路关闭。
由于PN结的电位垒被外加电压压低，当电压足够高，达到电位垒的断电压时，PN结内的电子和空穴就能克服电位垒的阻碍，自由移动，形成了正向电流，即电子从N型区流向P型区，空穴从P型区流向N型区。
这种导电状态下，PN结呈现出低电阻的特性，电流较大。
2.反向偏置：当外加电压的正极连接到N型区，负极连接到P型区时，电路闭合。
由于外加电压的方向与电位垒的方向相反，导致电子和空穴不能克服电位垒的阻碍，无法形成电流，称为反向击穿。
这种导电状态下，PN结呈现出高电阻的特性，电流非常小，接近于零。
由于PN结具有单向导电性，可以在太阳能电池中起到分离正电荷和负电荷的作用。
当光线照射到太阳能电池上时，PN结中的电子被激发，从N型区向P型区移动，形成了光生电流。
太阳能电池材料电子教案(一)
教学重点
1、太阳能定义、利用方式、利弊及太阳电池制作步骤。
教学难点
1、太阳能电池发电原理。
2、培养学生兴趣，激发学生好奇心。
教学准备
教案教参教材
教学方法
探究式教学法
教
学
过
程
Ⅰ、课堂组织：5分钟
组织课堂纪律、点名
Ⅱ、复习旧课，导入新课：5分钟
提问：1、饿的时候最想干什么？（化学能）
太阳能热利用中的一种而已
十、利弊
1、优点
普遍无害巨大长久
2、缺点
⑴分散性
1原因：能流密度低
2措施：增大收集及转换设备的面积（成本高）
⑵不稳定性
1原因：季节、昼夜、位置、气候等
2措施：蓄能装置（薄弱环节之一）
3、效率低和成本高
十一、我国太阳能资源
1、西藏西部(世界第二)
2、五类地区
Ⅳ、归纳总结：5分钟
七、太阳电池（光伏效应）材料
单晶硅、多晶硅、非晶硅、砷化镓、硒铟铜
八、晶体硅太阳电池制作过程
提纯→拉棒→切片→制电池→封装
九、太阳电池的分类
1、太阳能光伏(电池)光→电
光伏板组件是一种暴露在阳光下便会产生直流电的发电装置，由几乎全部以半导体材料（如硅）制成的薄身固体光伏电池组成。
2、太阳热能（电池）光→热→电
授课日期
授课节次
授课班级
10G2
10G3
10G4
1.1概念1.2原理1.3太阳能电池发电原理1.4晶体硅太阳电池的制作过程
1.5利用太阳能的历史1.6利弊1.7我国太阳能资源
教学目的
1、掌握太阳能的定义、利用方式、影响因素及面临的主要问题。
太阳能电池教案：了解太阳能电池的工作原理及应用场景
太阳能电池教案：了解太阳能电池的工作原理及应用场景引言近年来，随着人们对环境和能源问题的日益关注，太阳能电池作为清洁能源的代表，受到越来越多的关注和应用。
太阳能电池被广泛地应用在太阳能发电中，节约了大量的传统能源，成为了当代清洁能源领域的杰出代表。
那么，太阳能电池是如何工作的，它的应用场景有哪些呢？下面我们就来了解一下。
一、太阳能电池的工作原理太阳能电池是将太阳光能直接转换成直流电能的一种设备。
太阳能电池受到阳光照射的时候，就会通过半导体材料内部的PN结，将光能转换成电能，达到将太阳能转换成电能的目的。
1、太阳光的转换太阳光是由能量微粒和电磁波同时组成的一种辐射能。
太阳能电池通常采用硅等半导体材料制成。
当太阳光照射到太阳能电池上时，能量微粒会与半导体材料相互作用。
2、PN结太阳能电池内部由PN结构成，PN结具有单向导电性和半导体材料的类型相反的区域。
它分为P区和N区两个区域，其中P区富含正空穴和少量负离子，而N区则富含负电子和少量正离子。
当光子照射到PN结时，光子的能量将P区内的电子能级提升到晶格结构中的价带，与N区的导带形成电子-空穴对。
3、电荷分离PN结的电荷分离是太阳能电池的核心部分。
当光子打到PN结界面处，被电子吸收后会变得有能量，动能增加，跨越电子势垒，变成自由电子；而原子从内部排出的空穴则被吸收。
这样P区就变成了空穴富集区，N区则变成电子富集区，产生电势差，将自由电子和空穴分离。
这个过程也被称为“内建电场”。
4、电子移动PN结形成的内建电场可推动电子向前流动。
电子流向集电极后再通过电路返回太阳能电池，从而形成电流。
流向 PN 结的电子叫做电流子，流向集电极的电流叫做集电流。
当电子流过负载时，就形成了电能。
这个过程被称为太阳能电池的“工作”。
二、太阳能电池的应用场景太阳能电池具有光点深度透射、节约能源、使用寿命长等特点，被广泛建设在各种工业领域。
随着清洁能源的不断发展，太阳能电池也被广泛应用到各个领域。
太阳能电池材料电子教案(七)
授课节次
授课班级
10G2
10G3
10G4
2.1半导体简介2.2半导体定义2.3半导体特点
教学目的
1、掌握各种半导体定义。
2、了解名词：自由电子的形成、空穴、电子空穴对、载流子、电子导电、空穴导电、本征导电、复合。
3、理解动态平衡、载流子浓度与温度的关系
教学重点
掌握各种半导体定义。
教学难点
了解自由电子的形成、空穴、电子空穴对、载流子、电子导电、空穴导电、本征导电、复合。
教学准备
教案教参教材
教学方法
探究式教学法
教
学
过
程
Ⅰ、课堂组织：5分钟
组织课堂纪律、点名Ⅱ、复源自旧课，导入新课：5分钟提问：1、什么是太阳能及利用原理？
2、太阳电池发电原理？
3、晶体硅太阳电池发电原理？
4、金银铜铁等物质，具有良好的导电、导热性能，我们把它称作什么？
5、陶瓷、塑料等物质导电、导热性能差，我们把它叫做什么？
Ⅲ、讲授新课：75分钟
第二章半导体
一、定义
电阻率介于导体和绝缘体之间，并有负的电阻率温度系数的物质叫做半导体。
二、材料
1、元素半导体
2、化合物半导体
三、本征半导体
1、定义
不含杂质并且无晶格缺陷的半导体。
（画出能带图）
2、导带
空袋中存在电子后成为导带。
3、空穴
价带中缺少一个电子后形成一个带正电的空位，叫空穴。
少子浓度与温度有关，温度越高，少子越多
Ⅳ、归纳总结：5分钟
强调三种半导体的相同点和不同点
Ⅴ、布置作业：1分钟
课后习题:2、4
补充表格
教学反思
教研组长签名：教务科长签名：
太阳能发电教案太阳能教案大班(
太阳能发电教案太阳能教案大班(一、教学内容本节课选自《新能源技术与应用》教材第四章第一节，详细内容为太阳能发电原理及其应用。
重点讲解太阳能电池板的构成、工作原理以及太阳能发电的优势和局限性。
二、教学目标1. 了解太阳能电池板的构成及工作原理，理解太阳能发电的基本过程。
2. 掌握太阳能发电的优势和局限性，培养对新能源技术的认识和兴趣。
3. 培养学生的环保意识和能源节约意识，提高他们对可再生能源的利用和推广能力。
三、教学难点与重点难点：太阳能电池板的工作原理及太阳能发电的局限性。
重点：太阳能电池板的构成、优势以及环保意义。
四、教具与学具准备教具：太阳能电池板模型、多媒体课件、实验器材。
学具：笔记本、笔、实验报告册。
五、教学过程1. 实践情景引入（5分钟）利用多媒体展示太阳能电池板在生活中的应用实例，如太阳能路灯、太阳能充电器等，引发学生对太阳能发电的兴趣。
2. 理论讲解（10分钟）讲解太阳能电池板的构成、工作原理，阐述太阳能发电的优势和局限性。
3. 例题讲解（10分钟）举例说明太阳能电池板在实际应用中的计算方法，如计算太阳能电池板的发电量、满足家庭用电需求等。
4. 随堂练习（10分钟）让学生根据例题进行计算练习，巩固所学知识。
5. 实验环节（15分钟）分组进行太阳能电池板发电实验，观察并记录实验数据，分析太阳能发电效率。
6. 课堂小结（5分钟）7. 互动环节（5分钟）学生提问，教师解答，共同探讨太阳能发电的未来发展。
六、板书设计1. 太阳能电池板的构成2. 太阳能电池板的工作原理3. 太阳能发电的优势与局限性4. 实验结果与分析七、作业设计1. 作业题目：计算太阳能电池板发电量，满足家庭用电需求。
答案：根据所学知识，结合家庭用电需求，计算太阳能电池板的发电量。
2. 作业题目：简述太阳能发电的优势和局限性。
答案：从环保、经济、技术等方面分析太阳能发电的优势和局限性。
八、课后反思及拓展延伸1. 反思：本节课的教学效果，学生的掌握程度，实验环节的设置是否合理等。
2024年2023年科学太阳能教案
2024年2023年科学太阳能教案一、教学内容本节课选自《自然科学》教材第九章“太阳能”，详细内容涉及太阳能的定义、太阳能的利用方式、太阳能电池的原理及其在生活中的应用。
二、教学目标1. 让学生了解太阳能的概念，理解太阳能是一种清洁、可再生的能源。
2. 使学生掌握太阳能电池的工作原理，了解太阳能电池在生活中的应用。
3. 培养学生的环保意识，提高他们对新能源的认识和重视。
三、教学难点与重点教学难点：太阳能电池的工作原理。
教学重点：太阳能的概念、太阳能的利用方式及太阳能电池在生活中的应用。
四、教具与学具准备1. 教具：太阳能电池板、手电筒、多媒体设备。
2. 学具：实验报告册、笔、计算器。
五、教学过程1. 导入：通过展示太阳能电池板，引发学生对太阳能的好奇心，进而导入新课。
实践情景引入：让学生观察太阳能电池板，思考太阳能电池板是如何将太阳能转化为电能的。
2. 新课讲解：（1）太阳能的概念：介绍太阳能的定义，讲解太阳能是一种清洁、可再生的能源。
（2）太阳能的利用方式：讲解太阳能热水器、太阳能电池等太阳能利用设备。
（3）太阳能电池的原理：详细讲解太阳能电池的工作原理，通过多媒体展示太阳能电池的内部结构。
3. 例题讲解：以太阳能电池板为例，计算其输出功率，让学生了解太阳能电池的输出功率与光照强度、电池板面积等因素的关系。
4. 随堂练习：让学生根据所学知识，设计一个太阳能电池供电的手电筒。
六、板书设计1. 太阳能的概念2. 太阳能的利用方式太阳能热水器太阳能电池3. 太阳能电池的原理4. 太阳能电池在手电筒中的应用实例七、作业设计1. 作业题目：（1）简述太阳能的概念及特点。
（2）太阳能电池的工作原理是什么？（3）设计一个太阳能电池供电的设备，并说明其优点。
2. 答案：（1）太阳能是太阳辐射能的简称，是一种清洁、可再生的能源。
（2）太阳能电池的工作原理是光电效应，即光能被太阳能电池吸收后，产生电子空穴对，进而形成电流。
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十、利弊
1、优点
普遍无害巨大长久
2、缺点
⑴分散性
1原因：能流密度低
2措施：增大收集及转换设备的面积（成本高）
⑵不稳定性
1原因：季节、昼夜、位置、气候等
2措施：蓄能装置（薄弱环节之一）
3、效率低和成本高
十一、我国太阳能资源
1、西藏西部(世界第二)
2、五类地区
Ⅳ、归纳总结：5分钟
七、太阳电池（光伏效应）材料
单晶硅、多晶硅、非晶硅、砷化镓、硒铟铜
八、晶体硅太阳电池制作过程
提纯→拉棒→切片→制电池→封装
九、太阳电池的分类
1、太阳能光伏(电池)光→电
光伏板组件是一种暴露在阳光下便会产生直流电的发电装置，由几乎全部以半导体材料（如硅）制成的薄身固体光伏电池组成。
2、太阳热能（电池）光→热→电
4、光子速度
三、利用方式
1、光化学转化副版：1、植物光合作用
2、光热转化2、晾晒衣服
3、光电转化3、冬天站在太阳下
4、太阳能电池
四、影响因素
1、地球自转
2、季节
3、气候条件
4、大气层成分
五、太阳能发电方式
1、光→热→电
2、光→电
六、太阳电池发电原理
光→电池表面→光子被材料吸收→电子跃迁→电位差→输出功率
2、找不到人的时候最想干什么？（电能）
3、冷的时候最想干什么？（热能）
Ⅲ、讲授新课：75分钟
第一章太阳能
一、定义
太阳内部进行的由氢聚变成氦的原子核反应，不停的释放出巨大的能量，并不断向宇宙空间辐射能量，这种能量就是太阳能。
二、原理
太阳内部或表面黑子连续不断的核聚变反应。
补充：1、黑子相关内容
3、太阳能既是一次能源，又是可再生能源，无污染
授课日期
授课节次
授课班级
1.1概念1.2原理1.3太阳能电池发电原理1.4晶体硅太阳电池的制作过程
1.5利用太阳能的历史1.6利弊1.7我国太阳能资源
教学目的
1、掌握太阳能的定义、利用方式、影响因素及面临的主要问题。
2、了解太阳能发电方式，掌握太阳能电池发电原理。
3、了解能产生光伏效应的材料及晶体硅太阳电池的制作步骤。
定义、原理、利用方式、电池原理、制作、分类
Ⅴ、布置作业：1分钟
课后习题1、2、3、4、5
教学反思
教研组长签名：教务科长签名
教学重点
1、太阳能定义、利用方式、利弊及太阳电池制作步骤。
教学难点
1、太阳能电池发电原理。
2、培养学生兴趣，激发学生好奇心。
教学准备
教案教参教材
教学方法
探究式教学法
教
学
过
程
Ⅰ、课堂组织：5分钟
组织课堂纪律、点名
Ⅱ、复习旧课，导入新课：5分钟
提问：1、饿的时候最想干什么？（化学能）