臺灣博碩士論文加值系統

銦錫氧化物薄膜(ITO薄膜)已大量應用於光電產業，例如:液晶顯示(LCD) 、太陽能電池(Solar Cells)、觸控面板(touch panel)、發光二極體（LED）以及有機發光二極體（OLED）等方面，但是，目前ITO薄膜大多使用真空製程進行製備，吾為了達到降低成本與可大面積製作之目標，遂開發非真空網版印刷ITO薄膜的技術。
本研究探討利用網版印刷技術製備ITO薄膜並應用於矽基異質接面太陽能電池電流傳導層之可行性。本研究主要分成三個部分:第一部分為ITO奈米粉體的分散，透過濕式研磨將ITO粉體經過適當物理性分散和化學性分散的程序之後，獲得粒徑小且分散均勻性佳的穩定ITO溶液；第二部分為網版印刷置備ITO薄膜，藉由添加NH4PA將ITO溶液配置為ITO漿料並調整適當網版規格與熱退火的參數，完成具導電性與透光性的ITO薄膜；第三部分為將網版印刷的ITO薄膜作為電流傳導層之應用，透過網版印刷參數提整可以獲得最高1.48%的元件效率，而在改善ITO顆粒於基板上的附著性與緻密性之後，可將元件效率提升至3.73%。

Currently, the ITO thin film was manufactured by vacuum method. However, the vacuum process cost intensively.In order to achieve the production of the large-area and the reduction of the costs, we developed the ITO thin film that fabricated by the non-vacuum screen-printing technology.
Our study was divided into three parts. At the first part, we obtained the dispersion stability of the nano-size ITO solution after the appropriate physical and chemical dispersing process. At the second part, we frabricated ITO thin film by the screen-printing technology and got the best conductivity and transparency of it after adjusting the appropriate pre-curing, annealing, and mesh. At the last part, we used ITO thin film as the current-conducting layer of solar cell and got the efficiency was 1.48%. After we improved the adhesion and density of the ITO particles on the textured silicon substrate, we got the highest efficiency was 3.73％.

中文摘要…………………………………………………………………..…I
ABSTRACT…………………………………………………………….…II
誌謝………………………………………...………………………………VII
目錄……………………………………………………………..……..….…IX
圖目錄…………………………………………………………..……..…XIII
表目錄………………………………………………………........……….XVI
第一章 緒論………………………………………………………………..1
1.1前言………………………………………………………………………1
1.2太陽能電池簡介…………………………………………………………3
1.3透明導電薄膜的簡介……………………………………………………6
1.4研究動機…………………………………………………………………9
第二章 理論基礎……………………………………………………..…10
2.1太陽能電池基本原理………………………………….………….……10
2.1.1太陽光能與光譜介紹……………………….……………………10
2.1.2太陽能電池工作原理……………………….……………………11
2.1.3太陽能電池特性分析…………………………………………….14
2.1.4異質接面太陽能電池…………………………………………….17
2.2 ITO透明導電膜基本原理…………………………………………..…19
2.2.1 ITO薄膜概論…………………………………………………….19
2.2.2 ITO薄膜之電學性質……………………….……………………19
2.2.3 ITO薄膜之光學性質……………………….……………………20
2.3 ITO透明導電薄膜置製備…………………………..…………………23
2.3.1物理氣相沉積…………………………………………………….23
2.3.1.1濺鍍法……………………………………………………23
2.3.1.2蒸鍍法……………………………...…………………….24
2.3.2 濕式化學成膜………………………………...…………………25
2.3.2.1浸沾法………………………………..…………………..25
2.3.2.2熱霧裂解法………………………………………………25
2.3.2.3旋轉塗佈法………………………………………………26
2.3.2.4網版印刷法………………………………………………27
2.4奈米粉體的團聚與分散……………………………….……………….28
2.4.1 奈米粉體分散穩定機制…………………..…………………….28
2.4.2 物理性奈米粉體分散…………………….……………………..31
2.4.3 化學性奈米粉體分散…………………….……………………..32
第三章 實驗方法與量測儀器介紹……………...………………….33
3.1實驗流程……………………………………………….……………….33
3.1.1 ITO奈米粉體分散……………………………….………………33
3.1.2基板清潔………………………………………………………….35
3.1.3網印ITO薄膜…………………………………..………………..36
3.1.4薄膜熱處理…………………………………………...…………..37
3.2實驗藥品與材料………………………………………………………..38
3.3實驗參數……………………………………………….……………….39
3.3.1 ITO粉體分散調變參數…………………………….……………39
3.3.2網印ITO薄膜調變參數…………………………..……………..39
3.3.3薄膜熱處理調變參數……………………………………….……40
3.3.4太陽能電池電流傳導層應用調變參數……………….…………40
3.3.5蒸鍍Al背電極參數………………………………...…………….41
3.4量測儀器介紹………………………………………..…………………42
3.4.1 動態光散射儀(DLS)…………………………….………………42
3.4.2 場發射掃描式電子顯微鏡(FE-SEM)…………….……....……42
3.4.3 能量分析光譜儀(EDS)……………………………………….…42
3.4.4 X光繞射儀(XRD)………………………………………………..43
3.4.5 霍爾效應量測(Hall effect measurement)…………………….44
3.4.6 紫外光-可見光光譜儀(UV-VIS)………………………………..46
3.4.7 四點探針(Four-point-probe)………………………...…………47
3.4.8 原子力顯微鏡(AFM)………………………….………………..48
3.4.9 太陽能電池量測系統………………………….………………..50
第四章 結果與討論…………………………………………….………51
4.1 ITO奈米粉體分散……………………………………………………..51
4.1.1氨水添加量的影響……………………………………………….52
4.1.2粉體濃度的影響………………………………………………….53
4.1.3球磨分散之參數…………………………………………….……55
4.1.4超音波分散之參數…………………………….…………………57
4.1.5球磨和超音波之兩階段分散………………….…………………59
4.2 網印ITO薄膜…………………………………………………………62
4.2.1 NH4PA對ITO薄膜的影響…………………….………………..62
4.2.2熱處理對ITO薄膜的影響………………………..……………..65
4.2.3網版規格對ITO薄膜影響………………………………………67
4.3太陽能電池電流傳導層之應用……………………………….….……71
4.3.1網版規格對太陽能電池特性影響………………….…..………..71
4.3.2改善界面問體對太陽能電池特性影響…………….……………74
第五章 結論……………………………………………………………....78
參考文獻……………………………………………………………....…….79

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