工业化单晶硅太阳电池制备工艺优化虚拟仿真实验

工业化单晶硅太阳电池制备工艺优化虚拟仿真实验

实验要求

(1)专业与年级要求:

        面向物理学、应用物理学或物理学类相关专业三年级的学生,也可以面向光伏企业的员工进行培训。

 

(2)基本知识和能力要求:

        具备《半导体物理》、《固体物理》、《半导体器件物理》、《薄膜物理与技术》等课程基础知识及基本实验技能。


教学成果

实验背景

    工业化单晶硅太阳电池制备工艺优化虚拟仿真实验以“学生为中心,产出导向,科教互补,培养创新拔尖一流人才”为教学理念,坚持“虚实结合、优势互补”的原则,解决学生在《半导体物理》《固体物理》《半导体器件物理》等课程的知识点无法在具体生产实践中应用,工厂实习过程中由于涉及毒易爆气体等原因,无法近距离接触或操作,科研实验室大型仪精密且吊贵,本科生无法广泛进入科研实验室开展创新实验的困境。本虚拟仿真实验对提升学生工程技术与实践方面的创新能力,培养适合内蒙古区域经济发展的高层次人才具有非常重要的作用。


设计原则

    本项目不过分关注仪器内部细节构造,而是聚焦于加工中发生的物理化学变化,重点揭示工艺的意义及原理。为保证结果的科学性与精准度,输出结果均基于真实实验和建模分析。


实验目标

1.依托“国家级物理实验教学示范中心”,科研成果转化实验教学项目,开展高危、高耗、大型仪器虚仿实验

2.依托“半导体光伏技术校内实训基地”,采取虚实结合,通过“理论-实践-再理论-再实践”的教学方法,达到提高创新能力的培养目标

3.注重基础理论,结合内蒙古地区光伏产业,培养工程技术与实践方面的应用物理人才


成绩评定

该实验教学项目以培养学生对现代化工业条件下生产单晶硅太阳电池优化工艺参数的能力为目标,以虚拟仿真的形式,采用多元化的考核方法对学生进行全面、系统的考核与评价。

本实验项目分为教学模式和考核模式。教学模式包括工厂生产环境漫游体验、生产设备结构原理学习、工艺参数原理与优化设计综合练习三部分内容;考核模式为优化参数综合应用与制备、测试。实验成绩的计算办法:教学模式成绩(包括作业问题成绩)×40%+考核模式成绩×50%+实验报告成绩×10%。具体考核要求见表1:


考核内容

考核要求/能力培养

权重

系数

计分

(满分100

教学模式

相关知识储备

理论知识

掌握制备单晶硅太阳电池各模块的理论知识要点,具备分析各参数对结果的影响以及找出物理原理的能力。

15%

15

提出问题及讨论分析

根据学习的相关理论知识,提出合理的问题,然后通过讨论给出解决方案,具备讨论分析、协调合作的能力。

环境漫游认知

工厂生产环境体验

了解制绒车间、扩散车间、烧结车间、印刷车间等布局;了解各车间的设备配置;掌握正确的进入无尘车间的方法,以及安全操作规范。具备安全意识和规范操作的能力。

5%

5

生产设备结构原理学习

掌握各种设备的结构、参数条件以及正确的操作方法,具备正确操作仪器的能力。

单一练习

随机挑选一个模块进行优化

具备根据系统提供的各模块功能,正确判断参数范围,并能根据结果正确修正参数;具备针对某一模块优化参数设计的能力。

20%

20

流程设计

自主选择流程中各模块顺序

具备根据工业化生产过程设计制备单晶硅太阳电池流程的能力,并且能够合理的进行参数设计。

考核

模式

教师设定结果范围

教师给定测试参数范围进行考核

具备根据系统提供的结果要求范围,正确判断每一模块参数范围,并能组成制备流程的能力;具备针对某一模块不断优化设计的能力。

50%

50

实验

报告

实验报告下载、填写及上传

下载实验报告,准确填写实验目的、原理、步骤、实验结果,分析结果与哪些参数有关以及背后的物理因素,并及时上传。

10%

10