臺灣博碩士論文加值系統

本論文的主題為以射頻電漿輔助化學氣相沉積法製作非晶矽薄膜應用於異質接合太陽能電池之研究，第一部分的實驗中，我們先建立出優良的矽晶片清洗程序，接著再於清洗後的矽晶片雙面沉積本質層非晶矽薄膜，以評估此薄膜的表面鈍化效果。之後，我們製作出導電性佳的 p 層、n 層以及 ITO 薄膜，並應用於矽晶異質接合結構的電池製作上。

Crystalline silicon heterojunction (SHJ) solar cells were prepared through
the growth of hydrogenated amorphous silicon (a-Si:H) thin layers by plasma-enhanced chemical vapor deposition (PECVD). A cleaning procedure for Si wafers suitable for SHJ were developed. A very low surface recombination velocity for the double-sided intrinsic a-Si:H coating on an n-type c-Si wafer was achieved. Also, an optimization of the fabrication process for the SHJ was discussed.

第一章 緒論………………………………...………...…………………...1
1.1 前言…………………………………...………....……….……….……...1
1.2 矽晶太陽能電池……………………………..……….…………..……...3
1.3 非晶/單晶異質接合的太陽能電池發展……………………………….11
1.4 研究動機與目的………………………………………………………..21

第二章 實驗方法與步驟………………………………………………..22
2.1 實驗裝置…………………………………………………….………..…..22
2.1-1 使用 rf-PECVD 系統成長本質層、p 型及 n 型非晶矽薄膜……..…..22
2.1-2 使用磁控濺鍍系統成長透明導電玻璃薄膜…………………………..24
2.1-3 使用熱蒸鍍系統鍍金屬薄膜……………………………………..……25
2.1-4 使用高溫爐系統進行熱擴散製程……………………………………..26
2.2 實驗程序………………………………………………………………….27
2.2-1 矽晶基材的清洗………………………………………………………..27
2.2-2 玻璃基材的清洗………………………………………………………..27
2.2-3 異質接合太陽能電池之製作程序……………………………………..28
2.3 分析儀器……………………………………………………………….....29
2.3-1 表面形態輪廓儀 (surface profiler) ………………………………...…..29
2.3-2 紫外光/可見光光譜儀 (UV/VIS) ……………………………………..29
2-3.3 場發射掃瞄式電子顯微鏡 (field emission scanning electron microscope,
FE-SEM)…………………………………………………………….…..30
2 - 3 . 4 X 射 線 光 電 子 能 譜 化 學 分 析 儀 ( X - r a y p h o t o e l e c t r o n
spectroscopy) …………………………………………………………...31
2-3.5 霍爾量測儀 (Hall measurement) ……………………………………...32
2-3.6 電壓電流量測系統 (IV) …………………………………………..…..34
2-3.7 太陽光模擬器 (solar simulator) …………………………………...…..35
2-3.8 分光效率量測儀 (Incident Photon-to-Current Efficiency, IPCE) ..…...37

第三章 結果與討論………………………………………………………..38
3.1 矽晶片清洗的研究…………………………………………………….....38
3.2 本質層非晶矽薄膜的研究…………………………………………...…..40
3.2-1 本質非晶矽膜層對矽晶表面鈍化效果的影響…………...…………….41
3.3 非晶矽摻雜層的研究………………………………………………….......42
3.3-1 p 型非晶矽薄膜的成長……………………………………………..…...42
3.3-3 n 型非晶矽薄膜的成長……………………………………………..…...42
3.4 n 型 FZ矽晶上的異質接合太陽能電池之製作………..................43
3.4-1 TCO 層的濺鍍製作…………………………………...................44
3.4-2 本質非晶矽膜層對 SHJ 太陽電池特性的影響………................47
3.4-3 p 型非晶矽膜層對太陽能電池的特性影響…….....................48
3.4-4 n 型非晶矽膜對矽晶異質接合太陽電池特性的影響……..….........49
3.4-5 金字塔表面織構處理後的矽晶異質接合太陽能電池的製作..........50
3.5 p 型矽晶異質接合太陽能電池的研究..............................52

第四章 結論……………...……………………………………………..…..54

參考資料………………………………………………………………....…..55

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