МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РФ

 

 

МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

(ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)

 

________Институт радиотехники и электроники_______

(название университета, института)

 

факультет Электронной техники

 

Бакалавриат:                                  550700                        Электроника и микроэлектроника

(№ направления)                            (наименование направления)

 

Магистратура:                             550700                                     Электроника и микроэлектроника

(№ направления)     (наименование направления)

 

Профессиональное              _       550700      __                                 200100________              

высшее образование               (№ направления)                     (№ специальности)

 

 

УЧЕБНАЯ    ПРОГРАММА    ДИСЦИПЛИНЫ

ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ нетрадиционные источники

ЭНЕРГИИ

 

 Индекс дисциплины: ПС. 06В                                                                   Часы (всего): 76                                                                    

 

Основные разделы дисциплины:

Основные способы преобразования солнечного излучения на земле. Естественные способы преобразования: нагрев, ветер, фотосинтез. Основные способы преобразования солнечного излучения, используемые человеком. Эффективность различных способов преобразования. Предельная термодинамическая эффективность.

Основные характеристики солнечного излучения. Основные характеристики материалов, используемых в преобразователях солнечного излучения. Взаимодействие излучения с веществом.

Классификация солнечных элементов по типу используемых барьеров и способам их соединения. Солнечные элементы с электронно - дырочным переходом,  тонкопленоч-ные солнечные элементы. Основные характеристики преобразования. Конструкции кристаллических солнечных элементов с P-N переходом, изготовленных на основе различных материалов. Основные конструктивные решения, достоинства и недостатки. Электрические параметры, эффективность преобразования.

 

 

 

 

 

 

 

СОДЕРЖАНИЕ ПРОГРАММЫ

Учебный план   2002 года
Лекции (36 час)                                                                   – 10 семестр

Объём самостоятельной работы (40 часов)                   – 10 семестр

 

Ι. Содержание лекций

10 семестр

Основные способы преобразования солнечного излучения на земле. Естественные способы преобразования: нагрев, ветер, фотосинтез. Основные способы преобразования солнечного излучения, используемые человеком. Эффективность различных способов преобразования. Предельная термодинамическая эффективность.

Основные характеристики солнечного излучения. Характеристики солнечного излучения, падающего на землю. Влияние состояния атмосферы, географической точки, времени суток на энергетические характеристики солнечного излучения. Стандартизированные спектральные и энергетические параметры солнечного излучения.

Основные характеристики материалов, используемых в преобразователях солнечного излучения. Взаимодействие излучения с веществом. Классификация твердых тел по их оптическим характеристикам. Основные материалы гелиоэнергетики и их характеристики. Оптические покрытия: селективные и неселективные. Активные среды:  полупроводники, люминесцирующие материалы.

Основные типы потенциальных барьеров, используемых в фотоэлектрических полупроводниковых преобразователях. Рассмотрение достоинств и недостатков различных типов потенциальных барьеров (металл - полупроводник, P-N переход, гетеропереход) с точки зрения их использования в солнечных элементах:

Классификация солнечных элементов по типу используемых барьеров и способам их соединения. Однокаскадные и многокаскадные солнечные элементы. Основные конструкции солнечных элементов, классификация солнечных элементов по типу конструкции.

Солнечные элементы с электронно - дырочным переходом. Модельное рассмотрение. Основные характеристики преобразования. Эффективность. Примеры конкретных конструктивных решений для кристаллических солнечных элементов с P-N переходом, изготовленных на основе различных материалов. Многокаскадные солнечные элементы на основе монокристаллических материалов. Основные конструктивные решения, достоинства и недостатки. Электрические параметры, эффективность преобразования.

Тонкопленочные солнечные элементы. Основные типы тонкопленочных солнечных элементов. Достоинства и недостатки. солнечных элементов на основе поликристаллических материалов. солнечных элементов на основе тонких пленок аморфных тетраэдрических полупроводников.

Солнечные модули и панели. Солнечные модули и панели на основе монокристаллических и поликристаллических материалов. Основные элементы их технологии. Способы соединения солнечных элементов в батареи. Влияние разброса параметров. Оценка экономических затрат и себестоимости.

Обзор практических применений фотоэлектрических преобразователей и оценка перспективы развития направления. Основные типы солнечных энергетических блоков. Структурная схема фотоэлектрической преобразовательной установки. Рассмотрение основных элементов преобразовательной установки и требований к ним. 

Характеристики мощных преобразовательных установок, работающих в различных частях мира.

Термоэлектрические источники энергии. Феноменологичесое описание процессов. Используемые материалы. Основные типы генераторов, конструкции и технология изготовления. Полупроводниковые холодильники, конструкции и технология изготовления. Основные параметры. Проблемы повышения эффективности.

 

  ΙΙ. Итоговый контроль теоретических и практических знаний студентов в сессию

В приложение к диплому выносится зачетная оценка за  10 семестр.

 ΙΙΙ. ЛИТЕРАТУРА

1. В.П. Бонч-Бруевич, С.Г. Калашников   Физика полупроводников. М.: Наука. 1990.

2. Фаренбрух А., Бьюб Р. Солнечные элементы. М. Энергоатомиздат. 1997.

 

 

Программу составил

докт.техн.наук, проф.                                                        Э. Н. Воронков

 

Программу утвердил

Заведующий кафедрой

полупроводниковой электроники

профессор                                                                      А.И. Попов