目 錄
中文摘要 I
英文摘要 III
誌謝 V
目錄 VI
圖表目錄 VIII
第一章 導論 1
1-1 前言 1
1-2 研究動機 2
1-3 論文架構 4
第二章 太陽電池簡介與金屬誘發奈 米複晶矽之原理 5
2-1 太陽電池簡介 5
2-1-1 太陽電池的原理 5
2-1-2太陽光譜 6
2-1-3 太陽電池之等效電路 7
2-1-4 太陽電池效率之參數 9
2-1-5 影響太陽電池效率之因素 11
2-2 金屬誘發結晶之理論 12
2-2-1 前言 12
2-2-2 金屬誘發結晶奈米複晶矽原理 13
2-2-3 金屬誘發橫向結晶奈米複晶矽原理 14
2-3元件結構及原理 16
第三章 成長及量測儀器原理介紹與元件製程 19
3-1 成長儀器系統 19
3-1-1 電漿助長化學氣相沉積系統（PECVD） 19
3-1-2 真空蒸著系統 21
3-1-3 射頻磁控濺鍍系統 22
3-1-4 退火系統（Annealing System） 24
3-2 量測儀器及原理簡介 24
3-2-1 膜厚量測儀 (α-Step) 24
3-2-2 原子力顯微鏡 (Atomic Force Microscope，AFM) 24
3-2-3 傅立葉光譜儀（FTIR） 25
3-2-4 掃瞄式電子顯微鏡 (FE-SEM) 25
3-2-5 X光繞射儀 (X-ray Diffrcatometer，XRD) 25
3-2-6 拉曼光譜儀（Raman） 27
3-2-7 Solar Simulation 27
3-3 元件製作流程 27
3-3-1玻璃基板之清潔 27
3-3-2 薄膜元件成長步驟 28
3-3-3 抗反射層元件成長步驟 29
第四章 薄膜分析與太陽能電池特性 量測討論 31
4-1 薄膜特性分析 31
4-1-1 氫化非晶矽(α-Si:H)薄膜 31
4-1-2 表面粗糙結構 31
4-1-3 表面結構 32
4-1-4 吸收頻譜 33
4-1-5 成份分析 34
4-1-6 X-ray晶向分析 34
4-1-7 薄膜結晶型態 35
4-2 太陽能電池特性量測 35
4-2-1 元件特性量測 35
4-2-1 增加ARC特性量測 36
第五章 抗反射層製程對效率特性影響與研究 37
5-1 結構分析 37
5-2 抗反射層分析 38
5-2-1 折射率 38
5-2-2 表面分析 39
5-3 效率量測分析 39
5-4 效率比較分析 41
第六章 結論及未來展望 43
6-1 結論 43
6-2 未來展望 44
Reference 45
圖表目錄
圖2-1 太陽能電池等效電路圖 49
圖2-2 太陽能電池之電壓-電流特性圖 49
圖2-3 太陽能電池元件結構圖 50
圖3-1 PECVD成長系統圖 51
圖3-2 蒸著機成長系統圖 52
圖3-3 濺鍍機成長系統圖 53
圖3-4 退火系統圖 54
圖4-1 氫化非晶矽SEM圖(四萬倍) 55
圖4-2 氫化非晶矽SEM圖(八萬倍) 55
圖4-3 沉積AZO於基板表面SEM圖 56
圖4-4 蝕刻AZO後表面SEM圖 56
圖4-5 0.2％HCL蝕刻AZO之SEM圖 57
圖4-6 0.5％HCL蝕刻AZO之SEM圖 57
圖4-7 不同濃度蝕刻AZO之AFM-2D比較圖 58
圖4-8 不同濃度蝕刻AZO之AFM-3D比較圖 58
圖4-9 MILC之SEM圖 59
圖4-10 MILC示意圖 59
圖4-11 金(Au)誘發奈米複晶矽之SEM圖(四萬倍) 60
圖4-12 金(Au)誘發奈米複晶矽之SEM圖(八萬倍) 60
圖4-13 鋁(Al)誘發奈米複晶矽之SEM圖(四萬倍) 61
圖4-14 鋁(Al)誘發奈米複晶矽之SEM圖(八萬倍) 61
圖4-15 金(Au)誘發奈米複晶矽之截面圖 62
圖4-16 金(Au)誘發奈米複晶矽之斜向截面圖 62
圖4-17 鋁(Al)誘發奈米複晶矽之斜向截面圖 63
圖4-18 不同退火時間誘發成長奈米矽之AFM-2D圖 64
圖4-19 不同退火時間誘發成長奈米矽之AFM-3D圖 65
圖4-20 複合薄膜不同退火時間之吸收係數圖 66
圖4-21 MILC薄膜之EDS成份分析圖 66
圖4-22 金(Au)誘發結晶多晶矽與非晶矽之XRD 67
圖4-23 鋁(Al)誘發結晶多晶矽與非晶矽之XRD 67
圖4-24 金(Au)誘發結晶之拉曼圖 68
圖4-25 鋁(Al) 誘發結晶之拉曼圖 68
圖4-26 元件一指叉寬度200nm之效率圖 69
圖4-27 元件一指叉寬度300nm之效率圖 69
圖4-28 元件一指叉寬度400nm之效率圖 70
圖4-29 元件一指叉寬度500nm之效率圖 70
圖4-30 元件一增加ARC指叉寬度200nm之效率圖 71
圖4-31 元件一增加ARC指叉寬度300nm之效率圖 71
圖4-32 元件一增加ARC指叉寬度400nm之效率圖 72
圖4-33 元件一增加ARC指叉寬度500nm之效率圖 72
圖4-34 元件二指叉寬度200nm之效率圖 73
圖4-35 元件二指叉寬度300nm之效率圖 73
圖4-36 元件二指叉寬度400nm之效率圖 74
圖4-37 元件二指叉寬度500nm之效率圖 74
圖4-38 元件二增加ARC指叉寬度200nm之效率圖 75
圖4-39 元件二增加ARC指叉寬度300nm之效率圖 75
圖4-40 元件二增加ARC指叉寬度400nm之效率圖 76
圖4-41 元件二增加ARC指叉寬度500nm之效率圖 76
圖4-42 元件一指叉寬度對應有無ARC效率比較圖 77
圖4-43 元件二指叉寬度對應有無ARC效率比較圖 77
圖5-1 塊材網印多晶矽製程流程圖 78
圖5-2 塊材網印多晶矽結構圖 78
圖5-3 濺鍍沉積薄膜角度改變基板示意圖 79
圖5-4 抗反射層示意圖 79
圖5-5 各種材料折射率 80
圖5-6 AZO折射率變化圖 80
圖5-7 ITO折射率變化圖 81
圖5-8 Si3N4折射率變化圖 81
圖5-9 TiO2折射率變化圖 82
圖5-10 ZnO折射率變化圖 82
圖5-11 AZO厚度70nm各種角度之AFM-2D＆3D圖 83
圖5-12 ITO厚度70nm各種角度之AFM-2D＆3D圖 84
圖5-13 Si3N4厚度70nm各種角度之AFM-2D＆3D圖 85
圖5-14 TiO2厚度70nm各種角度之AFM-2D＆3D圖 86
圖5-15 ZnO厚度70nm各種角度之AFM-2D＆3D圖 87
圖 5-16 p-n太陽電池無ARC之效率圖 88
圖 5-17 p-n太陽電池有ARC(SiN)之效率圖 88
圖 5-18 AZO厚度40nm各角度之效率圖 89
圖 5-19 AZO厚度70nm各角度之效率圖 90
圖 5-20 AZO厚度100nm各角度之效率圖 91
圖 5-21 AZO厚度相對角度改變之效率比較圖 92
圖 5-22 ITO厚度40nm各角度之效率圖 93
圖 5-23 ITO厚度70nm各角度之效率圖 94
圖 5-24 ITO厚度100nm各角度之效率圖 95
圖 5-25 ITO厚度相對角度改變之效率比較圖 96
圖 5-26 Si3N4厚度40nm各角度之效率圖 97
圖 5-27 Si3N4厚度70nm各角度之效率圖 98
圖 5-28 Si3N4厚度100nm各角度之效率圖 99
圖 5-29 Si3N4厚度相對角度改變之效率比較圖 100
圖 5-30 TiO2厚度40nm各角度之效率圖 101
圖 5-31 TiO2厚度70nm各角度之效率圖 102
圖 5-32 TiO2厚度100nm各角度之效率圖 103
圖 5-33 TiO2厚度相對角度改變之效率比較圖 104
圖 5-34 ZnO厚度40nm各角度之效率圖 105
圖 5-35 ZnO厚度70nm各角度之效率圖 106
圖 5-36 ZnO厚度100nm各角度之效率圖 107
圖 5-37 ZnO厚度相對角度改變之效率比較圖 108
圖 5-38 在厚度40nm各種材料與角度之效率圖 109
圖 5-39 在厚度70nm各種材料與角度之效率圖 109
圖 5-40 在厚度100nm各種材料與角度之效率圖 110
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