第四章非晶矽太阳能电池

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1、第四章非晶矽太陽能電池4-1非晶矽太陽能電池的發展及其演進4-2非晶矽太陽能電池的基本結構及其特性4-3非晶矽太陽能電池的製程技術內容大綱本章節將討論以及探討的內容，主要有三大部分：非晶矽太陽能電池的發展及其演進非晶矽太陽能電池的基本結構及其特性非晶矽太陽能電池的製程技術882第四章　非晶矽太陽能電池　P4-2-1非晶矽太陽能電池基本結構90圖4-1兩層式或三層式非晶矽太陽能電池元件的基本結構示意圖3第四章　非晶矽太陽能電池　P史坦伯-勞斯基效應(Staebler-WronskiEffect,SWE)，又稱之為光輻射性能衰退效應(PhotonicRadiationD

2、egradation)：太陽光照射之後的短時間之內，其光電轉換的性能將會大幅地衰退，而其衰退的程度約為10.0%30.0%，如圖4-2所示914-2-1非晶矽太陽能電池基本結構4第四章　非晶矽太陽能電池　P91圖4-2史坦伯-勞斯基效應以及懸吊鍵的示意圖4-2-1非晶矽太陽能電池基本結構5第四章　非晶矽太陽能電池　P934-2-2非晶矽太陽能電池特性圖4-3在p-n接面型以及p-i-n接面型元件中光電流產生的機制示意圖6第四章　非晶矽太陽能電池　P944-2-2非晶矽太陽能電池特性圖4-4單晶矽的、非晶矽的、以及多晶矽的結晶結構示意圖7第四章　非晶矽太陽能電池　P

3、通常，適用於太陽能電池之透明導電薄膜電極的特性要求有：1.高的光透過率2.低的表面電阻值3.好的歐姆接觸電極4.組織化表面結構5.安定的化學特性964-2-3透明導電薄膜材料及其特性8第四章　非晶矽太陽能電池　P透明導電薄膜成形的材料，有摻雜3.0~10.0wt%氧化錫的氧化銦(In2O3)，以及銦錫合金等兩種。銦錫氧化物(IndiumTinOxide，In2O3-SnO2,ITO)是一種n型的半導體材料。964-2-3透明導電薄膜材料及其特性9第四章　非晶矽太陽能電池　P透明導電氧化物具有高的透明性以及高的導電性，其主要的物理機制將分述如下，其基本機制的示意圖，如

4、圖4-5(a)以及4-5(b)所示在高的導電性方面，其基本的機制是氧空孔缺陷(OxygenVacancyDefect)以及置入型原子缺陷(InterstitialDefect)等所導致的；如圖4-5(b)所示974-2-3透明導電薄膜材料及其特性10第四章　非晶矽太陽能電池　P974-2-3透明導電薄膜材料及其特性圖4-5高的透明性(a)以及高的導電性(b)透明導電氧化物的基本物理機制示意圖11第四章　非晶矽太陽能電池　P就銦錫氧化物而言，透明導電薄膜成形的方法：濺鍍法(Sputtering)電子束蒸鍍法(ElectronBeamEvaporation)熱蒸鍍法(T

5、hermalEvaporationDeposition)化學氣相鍍膜法(ChemicalVaporDeposition)噴霧熱裂解法(SprayPyrolysis)1004-2-3透明導電薄膜材料及其特性12第四章　非晶矽太陽能電池　P薄膜型矽太陽能電池元件的製作方法：液相磊晶(LiquidPhaseEpitaxy,LPE)低壓化學蒸鍍(LowPressureCVD,LP-CVD)常壓化學蒸鍍(AtmospherePressureCVD,AP-CVD)電漿強化化學蒸鍍(PlasmaEnhancedCVD,PE-CVD)離子輔助化學蒸鍍(IonAssistedCVD,

6、IA-CVD)熱線化學蒸鍍(HotWireCVD,HW-CVD)1014-3-1非晶矽太陽能電池的薄膜製作技術13第四章　非晶矽太陽能電池　P就電漿技術的應用而言：物理式沉積技術(PhysicalVaporDeposition,PVD)化學式沉積技術(ChemicalVaporDeposition,CVD)乾式蝕刻技術(DryEtching)就電漿狀態而言，氣體分子或粒子的碰撞機制方式：有游離化(Ionization)分解化(Dissociation)分解游離化(DissociativeIonization)激發鬆弛化(Excitation&Relaxation)1

7、034-3-1非晶矽太陽能電池的薄膜製作技術14第四章　非晶矽太陽能電池　P1034-3-1非晶矽太陽能電池的薄膜製作技術圖4-7電漿技術的應用分類示意圖15第四章　非晶矽太陽能電池　P利用電漿沉積技術來進行原子薄膜層的沉積以及形成，一般原子薄膜層沉積技術(AtomicLayerDeposition,ALD)，可以分為四大反應步驟：1.反應性前驅體分子(PrecursorMolecules)沉積於基板表面而呈飽和狀態，並進行表面吸附化學反應。2.將惰性載體氣體(InertCarrierGas)注入，而將過剩的或未反應的反應性前驅體分子帶出反應腔(Reaction