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研究生:謝昌翰
論文名稱:全自動多功能太陽能電池檢測系統應用於無電鍍濕蝕刻矽奈米線太陽能電池之特性探討與分析
論文名稱(外文):Development of a fully automatic multi-functional solar cell characterization system: application to solar cells with aligned silicon nanowires prepared by electroless etching
指導教授:黃智賢黃智賢引用關係
指導教授(外文):Jih-Shang Hwang
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺灣海洋大學
系所名稱:光電科學研究所
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:2009
畢業學年度:97
語文別:中文
論文頁數:94
中文關鍵詞:太陽能量測量子效率無電鍍濕蝕刻
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我們參考國際材料試驗協會(ASTM)訂定之標準,利用三軸移
動平台建立了一套具有光偏壓全自動可量測外部量子效率以及
I-V 特性的太陽能電池量測系統。我們示範將之應用於量測矽基
板平面太陽能電池、矽奈米線太陽能電池、有機太陽能電池、染
料敏化太陽能電池。進而,再比較矽基板太陽能電池於不同鈍化
條件下的差異。
我們發現矽奈米線太陽能電池,在偏壓光下會發生轉換效率
變差的問題,這與平面矽太陽能電池在不同強度照射時的不變表
現明顯不同。我們初步推斷造成這個現象的原因,可能是由於矽
奈米線吸收大量的入射光之後,產生大量的電子電洞對在矽奈米
線上,由於矽奈米線很細,因此,在強光照射下,大量的電子電
洞對密集的產生在狹窄的奈米線上,造成再結合的機會大幅增
加,進而使整個轉換效率下降。
目錄
致謝………………………………………………………………………3
摘要………………………………………………………………………4
Abstract………………………………………………………………….5
圖目錄……………………………………………………………………9
表目錄……………………………………………..……………………13
方程式目錄 ……………………………………………………………14
第一章 緒論……………………………………………………………15
第二章 基本原理………………………………………………………19
2.1 太陽能電池外部量子效率……………………………….…19
2.1.1 外部量子效率之量測及原理 …………………………19
2.1.2 頻譜響應之量測系統介紹 ……………………………21
2.2 太陽能電池之特性量測及介紹……………………….……25
2.2.1 太陽光模擬器與校正用電池 …………………………25
2.2.2 光譜不匹配誤差 ………………………………………29
2.2.3 太陽能電池之I-V 曲線…………………………………30
2.2.4 串聯電阻(Rs)之量測……………………………………35
2.2.5 I-V 特性曲線之修正……………………………………36
第三章 儀器簡介及實驗步驟…………………………………………40
3.1 量測系統之儀器架構及介紹………………………………40
3.1.1 系統硬體介紹 …………………………………………40
3.1.2 參考及校正元件介紹…………………………………45
3.1.3 可自動控制之接線盒…………………………………49
3.2 系統軟體介紹………………………………………………51
3.3 實驗流程……………………………………………………58
3.3.1 太陽能電池外部量子效率(EQE)量測流程……………58
3.3.2 太陽能特性電流電壓曲線(I-V curve)量測流程………62
第四章 結果與討論……………………………………………………71
4.1 外部量子效率(External Quantum Efficiency) .....................71
4.1.1 平面矽基板太陽能電池之外部量子效率 ……………71
4.1.2 矽奈米線太陽能電池之外部量子效率 ………………72
4.1.3 平面矽基板太陽能電池與矽奈米線太陽能電池之比
較 ………………………………………………………74
4.1.4 有機太陽能電池之外部量子轉換效率 ………………75
4.1.5 染料敏化(DSSC)太陽能電池之外部量子效率 ………77
4.1.6 平面矽基板太陽能電池經熱硝酸鈍化後之外部量子效
率 ………………………………………………………78
4.1.7 矽奈米線太陽能電池於不同強度直流光照下的外部量
子效率 …………………………………………………79
4.2 標準太陽能電池I-V 特性曲線量測 ………………………84
4.2.1 矽奈米線太陽能電池之I-V curve…………………….84
4.2.2 有機太陽能電池之I-V curve………………………….87
4.2.3 染料敏化太陽能電池之I-V curve……………………..89
第五章 結論……………………………………………………………92
參考文獻 ………………………………………………………………93
參考文獻
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