导言-南昌航空大学.DOC

南昌航空大学 开放型实验教学项目指导书 《新型太阳能电池实验与DIY制作》 任课老师：薛名山 电 话 邮 箱：msxue2004@126.com 指导书目录 1. 实验教学大纲----------------------------------------------------------------------------2 2. 太阳能电池研究现状和意义---------------------------------------------------------4 3. 实验内容-----------------------------------------------------------------------------------9 3.1基片加工与清洗----------------------------------------------------------------------------9 3.2电解液配制--------------------------------------------------------------------------------11 3.3薄膜制备----------------------------------------------------------------------------------12 3.4薄膜电子功函数测量-----------------------------------------------------------------------13 4. 预期实验目标-------------------------------------------------------------------------------16 1. 实验教学大纲 授课对象 四年制本科材料、物理、化学、光学等相关专业。 二、实验的特色、目的与任务 本开放型实验围绕现今的节能环保理念开发新型的太阳能电池，使学生对太阳能电池的工作原理有一个基本的了解，激发学生对科学研究的热情和兴趣，增强学生的实际动手能力。主要任务是对太阳能电池的核心工程——太阳能电池薄膜制备的实验过程有一定的了解，对薄膜的电子结构有一定的认识。 三、[1] 熊绍珍，朱美芳太阳能电池基础与应用[2] 靳瑞敏太阳能电池原理与应用 [3] 沈辉，曾祖勤编太阳能光伏发电技术——可再生能源丛书出版社21世纪人类面临的巨大挑战。日益增长的能源消费，特别是煤碳、石油等化石燃料的广泛大量使用，对环境和全球气候带来的巨大影响，使得人类的可持续发展目标面临严峻威胁。如何实现可持续发展是当今国际社会所探讨的共同主题。为此，人类已开始寻求并努力开发新的替代能源，为人类社会的进步提供可持续的发展动力。21世纪世界能源结构将发生巨大变革，由以资源有限、污染严重的化石能源为主的能源结构，逐步转变为以资源无限、清洁干净的可再生能源为主的多样化、复合型的能源结构。在替代能源中，太阳能取之不尽，清洁安全，被认为是理想的可再生能源之一。光伏发电是太阳能利用的重要组成部分，越来越受到人们的关注。 太阳电池是一种利用光生伏特效应而把太阳能直接转换成电能的装置，其发展历史可以追溯到1839年，法国物理学家Alexander Edmond Becquerel发现了光生伏特效应(Photovoltaic effect)，他观察到浸在电解液中的电极之间有光致电压。1876年，在硒的全固态系统中也观察到了类似现象。直到1883年，第一个硒制太阳电池才由美国科学Charles Fritts所制造出来。到20世纪30年代，硒制电池及氧化铜电池已经被应用在一些对光线敏感的仪器上，例如光度计及照相机的曝光针上。而硅太阳电池则直到1946年才由半导体研究学者Russell Ohl研制出来。1954年，科学家将硅太阳电池的转换效率提高到6％左右。随后，太阳电池应用于人造卫星。1973年能源危机之后，人类开始将太阳电池转向民用。最早应用于计算器和手表等。1974年，Haynos等人，利用单晶硅的各向异性腐蚀特性，将单晶硅太阳电池表面腐蚀得到许多类似金字塔的特殊几何形状，有效降低了光的反射率，使得太阳电池转换效率达到17％。1976年以后，如何降低太阳电池成本成为业内关心的重点。1990年以后，电池成本降低使得太阳电池进入民间发电领域，太阳电池开始应用于并网发电。 近年来，由于科技的进步与各国政府的大力支持，太阳电池保持着高速增长的态势。世界各国政府对太阳能发电充满了浓厚兴趣，制定并实施了“新阳光计划”、“太阳能百万屋顶计划”等，极大地促进了光伏产业的