課程名稱

(中文) 能源材料

開課學程

大學部、碩士班

(英文) Energy Materials

課程代碼

DSCE0346

授課教師

賴宜生

學分數

3

必/選修

選

開課年級

材料四、碩二

建議先修科目

半導體物理

課程概述 (course description)：
這門課程主要解說目前能源材料的發展，使學生能了解能源材料的應用與元件的操作原理。課程將介紹學生太陽能電池的材料、元件與操作原理，教導主題包含了矽基太陽能電池、薄膜太陽能電池、鈣鈦礦太陽能電池與染料敏化電池的材料選擇與應用。
The course presents the development of energy materials, as well as introduces students to the understanding of applications of several energy materials and operation of energy devices. It is designated to introduce students the current status of materials, devices and concepts of solar cells. Topic also covers the materials selection for silicon-based solar cells, thin film solar cells, perovskite solar cells, and dye sensitized solar cells.

課程目標 (course objectives)：
1. 引導學生認識太陽能電池產業的發展
2. 讓學生理解太陽能電池發電原理
3. 讓學生認識太陽能電池的種類與設計
4. 讓學生認識太陽能電池成本與效率的控制
5. 讓學生了解最新太陽能電池的技術演進

教科書

整理之講義

參考書籍

單元主題

內容綱要

對應之學生核心能力

核心能力達成指標

太陽能電池現況與發展
Current status and developement of solar cells

1. 太陽能電池的種類與發展
2. 目前太陽能電池市場建置
3. 太陽能電池效率
4. 太陽能電池未來趨勢

P1, P2, P4, P6

以學生報告、期中考、期末考來驗證學生核心能力的達成。

半導體物理
Semiconductor physics

1. 半導體基礎簡介
2. 載子傳輸
3. p-n二極體原理
4. 能帶圖與費米能階
5. 金屬/半導體接面

P1, P2, P4, P6

以學生報告、期中考、期末考來驗證學生核心能力的達成。

太陽能電池架構與操作原理
The architecture and operation principle of solar cells

1. 理想太陽能電池
2. 光捕捉的設計
3. 電流-電壓(I-V)曲線
4. 太陽能電池的參數

P1, P2, P4, P6

以學生報告、期中考、期末考來驗證學生核心能力的達成。

矽基太陽能電池製程
Silicon-based solar cells

1. 高純度矽的提煉
2. CZ的拉單晶法
3. 多晶矽製作法
4. 矽基太陽能電池的製程
5. 矽基太陽能電池模組化
6. 製程機台的簡介

P1, P2, P4, P6

以學生報告、期中考、期末考來驗證學生核心能力的達成。

新型矽基太陽能電池
New silicon-based solar cells

1. 新型矽基太陽能電池的介紹
2. 新型矽基太陽能電池的製程變化
3. 提升效率與降低成本的關鍵步驟

P1, P2, P4, P6

以學生報告、期中考、期末考來驗證學生核心能力的達成。

薄膜太陽能電池
Thin film solar cells

1. 非晶矽薄膜太陽能電池
2. p-i-n結構說明
3. 串疊型電池
4. 微晶矽薄膜太陽能電池
5. CdTe薄膜太陽能電池
6. CIGS薄膜太陽能電池
7. 可撓式薄膜太陽能電池

P1, P2, P4, P6

以學生報告、期中考、期末考來驗證學生核心能力的達成。

鈣鈦礦太陽能電池
Perovskite solar cells

1. 晶體結構
2. 鈣鈦礦太陽能電池原理
3. 鈣鈦礦太陽能電池的挑戰

P1, P2, P4, P6

以學生報告、期中考、期末考來驗證學生核心能力的達成。

染料敏化電池
Dye sensitized cells

1. 光電化學反應
2. 染料敏化電池的原理
3. 染料種類介紹
4. 載子傳輸動力學

P1, P2, P4, P6

以學生報告、期中考、期末考來驗證學生核心能力的達成。

高聚光型太陽能電池
High concentrated solar cell

1. 高聚光型太陽能電池結構
2. 光學元件的介紹
3. 追日系統
4. 結構與電池效率

P1, P2, P4, P6

以學生報告、期中考、期末考來驗證學生核心能力的達成。

教學要點概述：
1. 教材編選：以ppt檔案呈現教材
2. 教學方式：課堂講授
3. 成績評量方法：甲、Midterm exam 50%，乙、Final exam 50%。
4. 教學資源：http://elearning.nuu.edu.tw/