第6章 第四节 跨学科实践：半导体与光伏发电(课件PPT)-【指南针·课堂优化】2025-2026学年新教材九年级上册物理（教科版2024）

&翡 初中物理 指南针·课堂优化·九年级物理JK 第6章电功率 第四节跨学科实践：半导体与光伏发电 课前自主导学 知识点① 认识半导体 (1)定义：半导体是导电性能介于导体和绝 缘体之间的一些材料，如锗、硅、砷化镓等。半 导体只有在一定条件下才能导电。 (2)特点：纯度很高的半导体材料，如高纯 硅、锗等，电阻很大。但如果在半导体材料中掺 入微量的其他元素，它们的导电能力就会显著 提高。科学家通过控制掺人元素的种类，研制 出了N型半导体和P型半导体，两种类型的半 导体以不同的方式结合，能制成二极管、三极管 等各种半导体元器件。 (3)二极管的单向导电性 如图所示，发光 二极管是常见的电子 元件。当电流从较长 接线脚（正极）流入 负极 正极 负极 正极 时，发光二极管中有 电流通过，发光二极 发光二极管 管发光。如果电流从较短接线脚（负极）流入， 电路处于开路状态。 知识点2 半导体的应用 半导体无处不在。它们控制着计算机、手 、汽车、飞机、医院中的CT机、无人机、导弹以 及生活中无处不在的其他电子设备。 半导体广泛应用于多个重要技术领域，如 集成电路、通信设备、光伏发电、激光与照明、大 功率电源转换等。某些半导体材料的导电性能 受温度、光照、压力等影响而显著变化，某些半 导体有特殊的光电特性，能在一定条件下释放 光能。人们利用半导体的这些特性，制成了热 敏电阻、光敏电阻、力敏电阻等传感元件，以及 二极管、三极管、整流器等电子元件，还发明了 半导体激光器、LED光源、太阳能电池、芯片等 器件，芯片(chip),是在一块半导体薄片上集成 二极管、三极管和其他电子元件而制成的电路。 芯片的发明和应用，是二十世纪的一项创举，是 信息时代的基础。 实验探究：测量太阳能电池的输出功率 如图所示，我们 可以在不同条件下， 测量太阳能电池的电 压和电流，计算太阳 太阳能电池 光 能电池的输出功率， 进一步确定影响太阳能电池的输出功率的 因素 (1)改变光照强度，测量太阳能电池的电压 和电流； (2)改变光源入射角度，测量太阳能电池的 电压和电流 (3)改变2片太阳能电池板的连接方式，测 量太阳能电池的电压和电流。 跨学科实践活动 主题：设计校园光伏发电项目方案 原理：光伏电池板由半导体材料制成。光 伏发电是利用半导体太阳能电池板将光能直接 转变为电能的一种技术。 任务： 1.测算学校屋顶光伏理论发电量及学校用 电量 请各小组通过实地调查、网络查询和图书 查阅，估算学校日常用电量，研究测算学校屋顶 太阳能板的理论日发电量。 2.确定太阳能电池板安装方式 查阅电子地图，记录学校所在位置及当日 太阳高度角，模拟并测算出太阳能电池板最佳 方位角及当日太阳能电池板倾角度数。 3.撰写学校屋顶光伏发电项目方案 搜集本地区自然环境特征资料，分析实际 发电量少于理论发电量的原因，分析影响学校 发电量的有利条件和不利条件，思考如何提高 太阳能电池板的发电量，撰写项目方案。 4.交流展示 举办报告会，尝试从能源结构、环境保护角 度讨论能源利用对环境的影响，并与其他同学 分享和交流自己设计的校园光伏发电项目 方案。