太阳能技术EEEN40421

课程内容：

本课程主要研究直接利用地球接收的太阳能的可再生能源系统，包括太阳能光伏（PV）和太阳能热技术。太阳能光伏设备主要分为三类：基于晶体半导体的一型电池（包括聚光电池）；基于大面积、低成本薄膜的二型设备；以及旨在利用基本物理原理克服一型和二型设备中各种能量损失机制的三型结构。

光伏设备直接产生电能，而太阳能热技术则涉及直接吸收阳光并将其转化为热能或用于发电。本课程阐述了太阳能电池中太阳能转换的基本机制，识别导致太阳能吸收和电荷分离的器件特性，从而实现电能输出。这为电池设计和改进确立了关键标准。支撑所有器件结构的核心需求是提升效率，因此本课程涵盖了实现最优功率提取的途径及限制光伏电池效率的因素。太阳能热技术的光学和热学参数被考虑在内，并回顾了发电方法。此外，课程还探讨了这些可再生能源系统在大规模发电厂及城市建筑基础设施中的应用。

学习目标：

本课程旨在让学生理解与太阳能资源发电相关可再生能源器件及系统设计与开发中的科学与工程问题。

学习成果：

完成本课程后，学生将能够：

1、描述并量化利用光伏（PV）及太阳能热系统发电的太阳能资源量。

2、描述使所有光伏电池能够将太阳能转化为电能的基本材料和器件特性。

3、描述影响光伏电池最终性能和耐久性的制造和加工问题。

4、描述集中式太阳能（热）发电（CSP）厂的基本特性和设计特征。

5、应用科学和数学分析对光伏和太阳能热系统的材料和器件进行设计和优化。

6、进行实验室实验以实现太阳能电池并测量其电输出特性，以确定功率转换效率。