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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:尤俊龍
研究生(外文):Chun-Lung Yu
論文名稱:MOCVD成長之Ⅲ-Ⅴ族砷化鎵太陽能電池之研究
論文名稱(外文):Study the Structures of Ⅲ-Ⅴ Solar Cell Grown by MOCVD System
指導教授:賴芳儀賴芳儀引用關係洪榮木
指導教授(外文):Fang-I LaiJung-Mu Hung
學位類別:碩士
校院名稱:清雲科技大學
系所名稱:電子工程研究所
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2007
畢業學年度:94
語文別:中文
論文頁數:34
中文關鍵詞:太陽能半導體反射膜高效率電池
外文關鍵詞:GaAsSolar cell
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近年來非常熱門的替代能源太陽能電池,已被廣泛地研究與應用在社會上。已知太陽能電池的光電轉換理論效率,與半導體的能帶 Eg 有關,從太陽光譜整合來看,因砷化鎵材料能隙Eg約為1.42,理論吸收波長450nm~800nm,所以較適合作為高效率太陽能電池材料。本論文主要探討使用MOCVD (metal-organic chemical vapor deposition) 改變砷化鎵single-junction太陽能電池之結構對其轉換效率的影響。我們調整p-type window layer (AlGaAs)與p-type emitter layer (GaAs) 不同厚度,研究不同厚度對砷化鎵single-junction太陽能電池之效能的影響並得到優化條件,實驗結果顯示,當window layer的厚度由300 Å調至450 Å與emitter layer由600 Å調至500 Å時,效率可由16.29%提升至效率21.05%,以此可見有效增減window layer及emitter layer對光穿透及電轉換有相當大的影響。再者,實驗使用低反射率材料coating對轉換效率影響,如利用單層SiO2及雙層TiO2/SiO2作為抗反射膜材料,轉換效率由18.31%提升至19.65%。最後實驗改變金屬於晶片上遮蔽面積測試其對轉換效率的影響,可由19%提升到21%。
Solar cell which is popular used for alternative energy source has already been studied and applied to the society in recent years. As known, the efficiency of solar cell is depend on energy gap (Eg) of semiconductor. From the whole solar spectrum, GaAs material with Eg of 1.42eV can be absorbed from wavelength of 450nm to 800nm is suitable for high-efficiency solar cell material. In this thesis, the effect of GaAs single-junction solar cell structure on efficiency is investigated. The different thicknesses of p-type window layer (AlGaAs) and p-type emitter layer (GaAs) are changed to obtain optimizing condition on efficiency of GaAs single-junction solar cell.
The experimental results show that the efficiency is increased from 16.29% to 21.05% by the increasing of window layer thickness from 300Å to 450Å and the decreasing of emitter layer thickness from 600Å to 500Å. It shows that the effect of changing window layer and emitter layer on light penetration and efficiency is large. In additional, the coating of low reflective material is employed to discuss the efficiency. For example, the single layer SiO2 and double layer TiO2/SiO2 are used for antireflective layer. The efficiency is increased from 18.31% to 19.65%. Finally, the effect of metal area is investigated to increase the efficiency from 19% to 21%.
中文摘要 ………………………………………………………..….…….………i
英文摘要 ………………………………………………………..….……………ii
誌謝 ……………………………………………………………….……………iii
目錄 ……………………………………………………………….……………iv
表目錄…………………………………………………..………….….…………vi
圖目錄………………………………………………… ……………..…………vii
第一章 緒論….…………………………………….…………..…………………1
1.1 前言……………………………...…………………………………1
1.2 研究背景與動機………………………………….….………………2
1.3 研究目標 …………………………………….…………….………3
1.4 論文架構 …………………………………………………………..4
第二章 太陽能電池概敘………………………………….……….………………5
2.1 原理………………………………………….……….……………5
2.2 太陽能電池種類……………………………….….………..……… 6
2.3 太陽能光譜 ……………………………….….….……..…………7
第三章 太陽能電池磊晶製程與量測………………………………………………10
3.1 單接面太陽能電池結構…………………………….………………10
3.1.1 材料分析 ……………………………………..……………10
3.1.2 為何使用砷化鎵(GaAs) ……………………..………………11
3.1.3 磊晶結構探討 ………………………………...……….……12
3.2 製程與量測…………………………………………..……………13
3.2.1 單接面太陽能電池製作 …………………………..…………13
3.2.2 使用設備及量測原理 ……………………………..…………16
3.2.3 單接面太陽能電池量測…………………….…..… …………17
第四章 結果與討論…………………………………………….…..….…………22
4.1 Single junction solar cell磊晶調整結果 …………...…….…..………24
4.2 不同低反射率coating結果……………………….……..….………26
4.3 金屬遮蔽面積修改結果 ………………………….……..…………28
第五章 未來展望……………………………………………….….….…………29
參考文獻 …………………………………………………….…………………30
簡歷 ……………………………………………………………………………31
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