太阳能电池制作及量测实验

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1、太阳能电池制作及量测实验一、实验目的:学习基本太阳能电池的原理、制作及量测二、实验设备:超音波震洗机、快速加热退火炉(RapidThermoAnnealingFurnace)、旋转涂布机(SpinCoater)、研磨机、真空热蒸镀机(ThermoEvaporator)、打线机(WireBounder)、双极性电源电表(KEITHLEY236)、个人计算机、GPIB适配卡、Labview图控软件、氙灯三、实验步骤:1．以接口活性剂、丙酮、去离子水清洁P-type的硅芯片、以BOE溶液去除芯片上的氧化层(Si

2、O2)。2．以2%KOH(氢氧化钾)+8%IPA(异丙醇)混合溶液在75°C温度蚀刻芯片表面。3．将硅芯片浸泡于浓硫酸(H2SO498%)与过氧化氢(H2O230%)的混和溶液(体积比为4：1)，温度保持90℃，浸泡时间为15分钟，以增加P509与基板间的亲水性(hydrophilic)。4．将P509(五氧化二磷溶液)用旋转涂布机均匀涂布在P-type的硅芯片上。5．再将芯片放入快速加热退火炉(RTA)中加热(1150℃4分钟)，通入氮气(N2)与氧气(O2)，气体流量分别为450与150sccm，使磷

3、原子掺杂(Doping)进P-type芯片上内形成P-Njunction。6．以BOE溶液去除芯片上的含磷SiO2(PSG)，再用研磨机磨除芯片边缘。7．快速热氧化:石英管中通流量为150sccm的氧气，温度设定1050℃，加热90秒。8．以BOE溶液去除芯片上的SiO2。9．将芯片背面(P-type面)放入真空热蒸镀机中蒸镀平面铝电极。10．再将芯片放入快速加热退火炉(RTA)中作Anneal(通氮气550℃的温度加热20分钟)，使P-type面获得良好的奥姆接触(OhmicContact)。10．将芯

4、片正面(N-type面)放入真空热蒸镀机中蒸镀栅栏形铝电极。11．再次将芯片放入快速加热退火炉(RTA)中作Anneal(通氮气400℃的温度加热15分钟)，使N-type面获得良好的奥姆接触(OhmicContact)。12．用打线机将铝电极和基座作联机，完成太阳能电池。13．将太阳能电池接上KEITHLEY236，透过GPIB接口，卡连接到个人计算机，以白炽灯照射太阳能电池，用Labview图控软件绘出电压-电流曲线。四、学习目标:了解P-Njunction能阶图的义意、太阳能电池的电压-电流曲线、影

5、响太阳能电池效率的因素、基本半导体制程一、注意事项:BOE含氢氟酸须全程在排气柜中取以塑料吸管取用，容器不可用玻璃材质，全程戴手套以策安全。芯片严禁以手触摸，必须用摄子夹取或戴手套拿取。真空热蒸镀机及快速加热退火炉操作前务必先开冷却水循环机。二、参考数据:陈建良,奈米结构单晶硅太阳电池之制程及研究,国立台湾大学物理系硕士论文施敏,半导体组件物理与制作,国立交通大版,第二版pp.384http://en.wikipedia.org/wiki/Solar_cellhttp://www.solarserver.

6、de/wissen/photovoltaik-e.htmlhttp://www.nsc.gov.tw/_NewFiles/popular_science.asp?add_year=2003&popsc_aid=109