光電子器件與技術(shù)-課程大綱-2022版

《光電子器件與技術(shù)》課程教學(xué)大綱一、課程基本信息課程名稱(中文)光電子器件與技術(shù)(英文)OptoelectronicDevicesandTechnology課程代碼課程性質(zhì)專業(yè)基礎(chǔ)課(必修)開課院部物理與光電工程學(xué)院課程負(fù)責(zé)人課程團(tuán)隊授課學(xué)期第五學(xué)期學(xué)分/學(xué)時2學(xué)分/32學(xué)時課內(nèi)學(xué)時32理論學(xué)時32實驗學(xué)時實訓(xùn)（含上機）實習(xí)其他適用專業(yè)電子科學(xué)與技術(shù)授課語言中文對先修的要求先修《高等數(shù)學(xué)》、《大學(xué)物理》、《固體物理》、《半導(dǎo)體物理與器件》。掌握光電轉(zhuǎn)換和半導(dǎo)體載流子導(dǎo)電的物理機制，熟悉電路集成以及半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)。對后續(xù)的支撐為學(xué)生以后學(xué)習(xí)和從事與光電知識及應(yīng)用相關(guān)工作打下基礎(chǔ)。課程簡介課程的主要內(nèi)容是以半導(dǎo)體物理為基礎(chǔ)講述光電子器件的基本物理基礎(chǔ)知識包括物理模型和數(shù)值分析方法，以及這些知識在光伏器件、顯示與照明器件、電光調(diào)制和光放大器件、以及光探測等光電子器件中的應(yīng)用。通過本課程的學(xué)習(xí)使學(xué)生對光電子技術(shù)中的基本概念、基本技術(shù)和基本器件有較全面和系統(tǒng)的認(rèn)識，掌握光電子器件相關(guān)理論與器件物理，為光電子器件的研究、設(shè)計及應(yīng)用奠定理論基礎(chǔ)。本課程將以學(xué)生獲得知識能力為目標(biāo)，采用集中講授、案例和視頻教學(xué)，并課堂講授結(jié)合課下答疑的方式使學(xué)生系統(tǒng)掌握這門課程。Themaincontentofthecourseistointroducethebasicphysicalknowledgeofoptoelectronicdevicesbasedonsemiconductorphysics,includingphysicalmodelsandnumericalanalysismethods。Theapplicationoftheseknowledgeinoptoelectronicdevicessuchasphotovoltaicdevices,displayandlightingdevices,opticalmodulationandopticalamplificationdevices,andopticaldetectiondevices.Throughthestudyofthiscourse,studentswillhaveacomprehensiveandsystematicunderstandingofthebasicconcepts,basictechnologiesandbasicdevicesinoptoelectronictechnology,mastertherelevanttheoriesanddevicephysicsofoptoelectronicdevices,andobtainatheoreticalfoundationfortheresearch,designandapplicationofoptoelectronicdevices.二、課程目標(biāo)及對畢業(yè)要求指標(biāo)點的支撐序號課程目標(biāo)支撐畢業(yè)要求觀測點畢業(yè)要求1目標(biāo)1：了解光電子器件的發(fā)展及其重要性，掌握光電子器件工作原理及其結(jié)構(gòu)、工作特性和各類器件在各方面的應(yīng)用，掌握光電子器件的制備與設(shè)計過程，并能應(yīng)用相關(guān)的理論和技術(shù)解決光電子器件的工程問題。1.3能夠?qū)⑾嚓P(guān)知識和數(shù)學(xué)模型方法用于推演、分析電子器件和應(yīng)用電子系統(tǒng)方面的復(fù)雜工程問題，用于解決方案的比較與綜合。1.工程知識——能夠?qū)?shù)學(xué)、自然科學(xué)、工程基礎(chǔ)、專業(yè)知識用于解決電子器件和應(yīng)用電子系統(tǒng)方面的復(fù)雜工程問題。2目標(biāo)2：了解光電子器件的制備及其應(yīng)用對環(huán)境和社會可持續(xù)發(fā)展的影響和意義。7.2能夠評價專業(yè)相關(guān)領(lǐng)域工程實踐對環(huán)境和社會可持續(xù)發(fā)展的影響。7.環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展——能夠理解和評價針對復(fù)雜工程問題的工程實踐對環(huán)境、社會可持續(xù)發(fā)展的影響。三、教學(xué)內(nèi)容及進(jìn)度安排序號教學(xué)內(nèi)容學(xué)生學(xué)習(xí)預(yù)期成果課內(nèi)學(xué)時教學(xué)方式支撐課程目標(biāo)1光電器件簡介和發(fā)展現(xiàn)狀思政內(nèi)容導(dǎo)入：通過闡述光電器件的發(fā)展和應(yīng)用，使學(xué)生認(rèn)識到光電器件的重要性，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和愛國熱情。了解光電器件的發(fā)展概況，理解各種光電器件的結(jié)構(gòu)及基本原理。2講授、教學(xué)視頻、實例分析、作業(yè)目標(biāo)1和目標(biāo)22太陽能的特點以及其作為清潔能源在光伏發(fā)電中的發(fā)展和重要意義。思政內(nèi)容導(dǎo)入：通過講述我國在新能源中太陽能電池以及光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和在世界上占有的領(lǐng)先地位，讓學(xué)生增強愛國自信心，以及意識到大力發(fā)展光伏發(fā)電在新清潔能源中的重要意義。了解太陽光的特性，以及光伏發(fā)電作為潔凈的可再生能源在改變現(xiàn)有的能源結(jié)構(gòu)、改善生態(tài)環(huán)境以及未來能源中的地位；了解目前太陽能電池的發(fā)展現(xiàn)狀，以及下一代電池的啟示和設(shè)計。2講授、教學(xué)視頻、實例分析、作業(yè)目標(biāo)1和目標(biāo)23太陽能電池的光伏原理、結(jié)構(gòu)、制備技術(shù)和性能測試:內(nèi)容包括半導(dǎo)體和PN結(jié)物理基礎(chǔ)，各種太陽能電池結(jié)構(gòu)、制備和工作原理，電池的光伏性能測試。（1）掌握半導(dǎo)體材料及PN結(jié)的物理基礎(chǔ)，以及半導(dǎo)體的電學(xué)和光學(xué)特性；（2）了解不同類型太陽能電池的結(jié)構(gòu)和性能特點，以及制備技術(shù)；（3）掌握電池的光伏性能的重要物理參數(shù)，以及如何進(jìn)行表征測試。8講授、教學(xué)視頻、實例分析、作業(yè)目標(biāo)14太陽能電池的集成及其應(yīng)用:內(nèi)容包括太陽板的設(shè)計，互聯(lián)效應(yīng)，溫度效應(yīng)以及其它問題，各種電池板的壽命，以及各類電池和電池板的面臨的挑戰(zhàn)，產(chǎn)業(yè)化和發(fā)展方向（1）了解太陽能電池集成的意義和設(shè)計理念。（2）掌握太能電池集成的影響因素和如何進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計。（3）了解各類電池和電池板的應(yīng)用和發(fā)展方向。4講授、教學(xué)視頻、實例分析、作業(yè)目標(biāo)15LED照明技術(shù)簡介了解半導(dǎo)體照明的優(yōu)勢、應(yīng)用前景、發(fā)展歷史以及相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈；理解LED照明技術(shù)對健康、安全、環(huán)境等的影響。2講授、教學(xué)視頻、實例分析、作業(yè)目標(biāo)1和目標(biāo)26LED器件及其技術(shù)掌握LED的工作原理；了解LED的制備工藝；掌握白光LED的實現(xiàn)方法、了解白光LED照明用熒光粉的基本特性；熟悉LED幾種常見的封裝方法，掌握功率型LED封裝的散熱方法；理解LED照明與健康、環(huán)境等的關(guān)系4講授、教學(xué)視頻、實例分析、作業(yè)目標(biāo)17平板顯示技術(shù)了解平板顯示的發(fā)展概況，理解各種平板顯示的結(jié)構(gòu)及顯示原理，掌握各種性能參數(shù)的定義；掌握液晶材料物理性質(zhì)對顯示的影響。4講授、教學(xué)視頻、實例分析、作業(yè)目標(biāo)18電光調(diào)制和光放大技術(shù)了解電光調(diào)制和光放大技術(shù)的發(fā)展和意義，掌握其基本工作原理以及器件結(jié)構(gòu)與主要性能關(guān)系，了解器件的設(shè)計和基本制造工藝。2講授、教學(xué)視頻、實例分析、作業(yè)目標(biāo)19光電探測技術(shù)了解光電探測技術(shù)的發(fā)展和意義，以及其器件的分類和結(jié)構(gòu)；掌握光電探測器件的工作原理和重要的物理參數(shù)，了解光電器件的設(shè)計和制造工藝。4講授、教學(xué)視頻、實例分析、作業(yè)目標(biāo)1課程考核序號課程目標(biāo)（支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點）考核內(nèi)容評價依據(jù)及成績比例(%)成績比例(%)出勤作業(yè)考試1目標(biāo)1：了解光電子器件的發(fā)展及其重要性，掌握光電子器件工作原理及其結(jié)構(gòu)、工作特性和各類器件在各方面的應(yīng)用，掌握光電子器件的制備與設(shè)計過程，并能應(yīng)用相關(guān)的理論和技術(shù)解決光電子器件的工程問題。了解各光電子器件的發(fā)展及其重要意義。能夠掌握光電子器件的工作原理，以及器件的制備；（3）能夠掌握材料/器件結(jié)構(gòu)與電學(xué)、光學(xué)性能之間的關(guān)系。(4)掌握表征器件主要性能的重要物理參數(shù)，以及如何進(jìn)行測試；(5)掌握影響光電器件性能的重要因素以及如何進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計。151550802目標(biāo)2：了解光電子器件的制備及其應(yīng)用對環(huán)境和社會可持續(xù)發(fā)展的影響和意義。（1）了解各類光電器件的應(yīng)用和發(fā)展方向。（2）了解光電器件如太陽能電池和LED對環(huán)境和社會可持續(xù)發(fā)展的意義。002020合計151570100注：各類考核評價的具體評分標(biāo)準(zhǔn)見《附錄：各類考核評分標(biāo)準(zhǔn)表》五、教材及參考資料1.教材自編PPT講義2.主要參考書[1]《光電子技術(shù)及應(yīng)用》（第2版），周自剛著，電子工業(yè)出版社，2017。[2]《太陽能電池-工作原理、技術(shù)和系統(tǒng)應(yīng)用》(第一版)，MartinA.Green著，狄大衛(wèi)、曹昭陽等譯，上海交通大學(xué)出版社，2010。[3]方志烈編著，《半導(dǎo)體照明教程》，電子工業(yè)出版社，2014。[4]王麗娟編著，《平板顯示技術(shù)基礎(chǔ)》，北京大學(xué)出版社，2013。六、教學(xué)條件多媒體教室課程大綱執(zhí)筆人：審核人(專業(yè)負(fù)責(zé)人/系主任)：制定時間：2022年2月1日

附錄：各類考核評分標(biāo)準(zhǔn)表作業(yè)評分標(biāo)準(zhǔn)表80-100分60-79分40-59分0-39分得分作業(yè)完成進(jìn)度（權(quán)重0.5）按時完成延遲一周完