奈米稀土螢光粉在提升矽晶太陽能電池效率之研究

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1、能源研究發展與管理甲組論文EnergyR&DSession-GroupA(一_)主持人：楊乾信王瑞琪(二)論　文：13篇13Papers1.奈米稀土螢光粉在提升矽晶太陽能電池效率之研究陳登銘　洪文彬2.Cu(In0.7Ga0.3)Se2奈米粉體外型與粒徑控制及其燒結體性質之研究徐偉翔　向性一　賈至達　顏富士3.電化學沉積硒化亞銅薄膜及其特性研究胡　毅　劉同城4.最佳化導電膠與矽基材之界面反應機制蔡榮庭　黃俊瑋　林舜天5.藉物理冶金製程提純石英礦之研究廖芳俊　童海瑞　鐘世傑6.藉由控制膠體溶液表面張力和靜電力物理層積可調控光穿透

2、光學薄膜應用於太陽能元件蘇彥勳　賴臆升　涂勝龍　申永輝7.量子點敏化二氧化鈦奈米柱陣列應用於太陽光光催化反應高立誠　林進榮　劉雅瑄8.利用多巴胺取代乙基纖維素應用於染料敏化太陽能電池蔡宗翰　洪博彥9.可撓式波浪形Ti/TiO2/In2S3/CuInS2光敏電池製作與研究曾韋傑　吳美倫　林麗娟　張宏宜10.二氧化鈦奈米管陣列於染料敏化太陽電池之整合應用林堅楊　張峻豪11.銳鈦礦二氧化鈦奈米粉體製備及其複合型光電極於染料敏化太陽能電池特性研究蕭宏安　楊乾信12.太陽能追日系統及其無線監控系統之研製蔡明晃　詹東昇　王國祥13.以低溫

3、製程製備可撓式染料敏化太陽能電池的二氧化鈦正電極材料陳彥凱　陳志恆能源甲1奈米稀土螢光粉在提升矽晶太陽能電池效率之研究陳登銘1　洪文彬2國立交通大學應用化學系　1教授　2博士生如何提升太陽能電池的轉換效率向來為極具挑戰的課題，矽基太陽電池的轉換效率與矽半導體能隙值及其對太陽光譜中不同波長的響應呈現密切相關。摻銪釩酸釔螢光體可將太陽光譜中250-400nm紫外波段轉換為波長峰值為619nm的紅光放射，本研究以旋轉塗佈法將奈米YVO4:Bi3+，Eu3+螢光粉塗佈於太陽能電池矽晶微組織表面(如圖1所示)，藉以提升電池在太陽光紫外光

4、區的捕捉效率。圖2顯示在AM1.5輻照下，經奈米螢光粉修飾矽晶太陽能電池外部量子效率與波長之關係，此結果顯示：下轉換奈米YVO4:Bi3+，Eu3+螢光體同時扮演抗反射與提升紫外光區下轉換效率的雙重角色。電流-電壓曲線顯示：當參考電池經過螢光粉修飾後，其短路電流密度Jsc(mA/cm2)、開路電壓Voc(Volt)、填充因子(FF)與光電轉換效率(h)值分別由35.3，0.59，0.78與16.6%增加至電池之36.8,0.59,0.77,and17.3%，此結果證實電池之Jsc增加4%，而h值則增加0.7%。關鍵詞：太陽能電

5、池、奈米螢光粉、YVO4:Bi3+,Eu3+、光譜下轉換、旋轉塗佈法能源甲2Cu(In0.7Ga0.3)Se2奈米粉體外型與粒徑控制及其燒結體性質之研究徐偉翔1　向性一2　賈至達3　顏富士2成功大學資源工程學系　1博士生　2教授臺灣師範大學物理學系　3教授本研究以直接升溫法製備CIGS奈米粉體，探討非配位型溶劑與不同Se/陽離子比例，對CIGS奈米粉體結晶相、粉末外型及粒徑大小之影響。當非配位型溶劑(ODE)添加量增加時，其CIGS外型會由片狀逐漸轉變為球狀奈米粉體；若Se/陽離子比例增加時，生成之CIGS粉體粒徑尺寸較均一且

6、細小，其粒徑分佈約9-20nm。藉由改變溶劑種類與Se/陽離子比例，可有效調節金屬單體之活性，並控制其粒徑尺寸分佈。當反應溶液之過飽和度較大時，於低溫短時間會先形成奈米之CuSe結晶相並於CuSe表面發生非晶質硒化銦與硒化鎵之孕核，而在250oC之高溫下，處於介穩態之CuSe會再溶解而直接與非晶質的硒化銦、鎵反應生成原子有序排列與熱力學穩定之黃銅礦結構CuIn0.7Ga0.3Se2奈米粉體。以直接升溫法製備之CIGS奈米粉末為原料，經熱壓燒結及硒化熱處理後可製備出具有高緻密性之燒結體，此燒結體經霍爾效應量測為p-type之半導

7、體能隙值約為1.12eV，符合光電元件所需之基本特性。關鍵詞：銅銦鎵硒、粒徑控制、奈米晶粒、直接升溫法能源甲3電化學沉積硒化亞銅薄膜及其特性研究胡　毅1　劉同城2大同大學材料工程研究所　1教授　2研究生銅硒化合物主要為硒化亞銅(Cu2Se、Cu2-xSe)或是硒化銅(CuSe、Cu3Se2)，而硒化亞銅通常以非計量比的Cu2-xSe相存在。硒化亞銅是一種P型半導體，可以用來做太陽能電池的透光層(windowlayer)或是CIGS系太陽能電池的先驅物等。本研究以電化學沉積法(electrochemicaldeposition)

8、在不同定電壓下於鉬基板上製備硒化亞銅(Cu2-xSe)薄膜，實驗以鉬基板為工作電極，白金為對電極，甘汞電極為參考電極，電解液則為硫酸銅與亞硒酸水溶液。隨著電壓的增加，試片表面沉積的顆粒由均勻分布逐漸團聚，再形成板狀結構，其尺寸約為100~200nm。經由X光光電子能譜(XPS