太阳能转化原理与技术

课程编码：180210085602P3006H 英文名称：Principles and Technologies for Solar Energy Conversion 课时：40 学分：2.00 课程属性：专业课 主讲教师：肖家栋

通过本课程的学习了解太阳能利用技术的现状、发展趋势与技术瓶颈，要求学生掌握光化学转化、光热转换、光电转换技术类型、基本原理与应用的一般方法，提升学生综合利用理论和技术解决问题的能力，为从事太阳能转化及相关领域的研发工作奠定基础。

《无机化学》、《物理化学》、《有机化学》

第一章 绪论 2.0学时 肖家栋
第1节 光的本质与光科学
第2节 太阳能与人类
第3节 地球生态环境与人类社会可持续发展
第二章 自然光合作用 5.0学时 肖家栋
第1节 光合作用概述
第2节 原始光能转化过程
第3节 光系统II、细胞色素b6f复合物及光系统I
第4节 二氧化碳固定
第5节 生物能源简介
第6节 人工光合成
第三章 光化学转化之光催化原理与技术 8.0学时 肖家栋
第1节 光催化基础概述
第2节 半导体光催化剂的组成及光吸收
第3节 光催化过程中的光生电荷分离
第4节 光催化过程中的表面催化反应
第5节 太阳能光催化分解水制氢技术
第6节 太阳能光催化治理环境污染物
第7节 太阳能光催化有机合成
第8节 太阳能光催化的其他应用简介
第四章 人工光化学合成太阳能燃料规模化应用探索 3.0学时 肖家栋
第1节 太阳能分解水制氢的途径与前景
第2节 光催化功能面板与流动反应器技术
第3节 规模化“氢农场”系统
第4节 规模化人工合成太阳能燃料前沿与挑战
第五章 光化学转化之光电催化原理与技术 8.0学时 肖家栋
第1节 光电催化人工光合成的原理与特点
第2节 半导体-溶液界面双电层和能级分布
第3节 半导体-溶液界面电荷传递及光电流理论简介
第4节 光电催化分解水体系的分类
第5节 光电催化分解水的测试条件及主要效率指标
第6节 光电催化相关电解水原理和催化剂简介
第7节 光电极制备和界面修饰方法
第8节 光电催化转化平台
第六章 光电转化原理与技术 6.0学时 肖家栋
第1节 光伏发电基础概述
第2节 太阳能电池的历史与现状
第3节 太阳电池分类及特征
第4节 太阳能光伏技术的应用
第七章 光热转化原理与技术 4.0学时 肖家栋
第1节 光热转化与存储基础
第2节 光热能-电能转化
第3节 光热能-化学能转化
第八章 科研进展课堂报告与讨论 2.0学时 肖家栋
第1节 科研进展课堂报告与讨论
第九章 考试 2.0学时 肖家栋
第1节 考试

肖家栋，中国科学院大学化学工程学院副教授，独立PI，博导，入选中科院“百人”及国家海外高层次青年人才计划（2023）。长期从事能源与环境光/热催化材料及反应工程研究，发表SCI论文近50篇，以第一作者在Nat Mater、Acc Chem Res、Nat Commun、J Am Chem Soc、Angew Chem Int Ed、ACS Catal等期刊发表论文近20篇；联合主编RSC英文专著1部，以一作撰写RSC及Wiley专著章节共2章；获中国分析测试协会科学技术奖一等奖、中科院百篇优博、宝钢优秀学生特等奖、首届CPCIF-Clariant可持续发展青年创新奖等。