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研究生:許欽宏
研究生(外文):Hsu, Chin-Hung
論文名稱:利用高密度電漿沉積製作及發展高性能非晶矽鍺薄膜太陽能電池
論文名稱(外文):Fabrication and technology development of high performance amorphous silicon-germanium thin-film solar cells by high-density-plasma deposition
指導教授:闕郁倫沈昌宏
指導教授(外文):Chueh, Yu-LunShen, Chang-Hong
學位類別:碩士
校院名稱:國立清華大學
系所名稱:材料科學工程學系
學門:工程學門
學類:材料工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2013
畢業學年度:101
語文別:中文
論文頁數:72
中文關鍵詞:高密度電漿化學氣相沉積非晶矽鍺薄膜太陽能電池
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本論文介紹利用高密度電漿化學氣相沉積系統製備氫化非晶矽鍺(a-SiGe)薄膜太陽能電池。由於氫化非晶矽薄膜能隙較高(1.8~1.9eV),氫化非晶矽薄膜太陽能電池有高開路電壓的優點,但相對在太陽光譜中長波長的部分(750nm以上)無法有效吸收。為了克服上述氫化非晶矽薄膜太陽能電池之缺點,我們開發非晶矽鍺合金薄膜a-SiGe (1.4~1.6eV),使其可吸收太陽光譜中不同波段的,有效的增強光伏特元件吸收寬頻太陽光能的利用率,並且可以發展多接面堆疊型矽基薄膜太陽能電池。本文中也展示利用乙矽烷電漿技術製作的非晶矽及非晶矽鍺薄膜太陽能電池。
本實驗室目前已經開發單接面氫化非晶矽薄膜太陽能電池轉換效率達9.2%,導入矽鍺薄膜之單接面太陽能電池轉換效率達5.26%,且從量子效率量測結果可看出,單接面矽鍺薄膜太陽能電池在650~850nm所擁有的量子轉換效率有顯著的提升,並利用負偏壓量子效率量測系統及DLCP量測及比較缺陷密度。而堆疊型太陽能電池的部分,我們目前a-Si/a-SiGe雙層堆疊型薄膜太陽能電池開路電壓可達到1.56V,其轉換效率可達8.38%。未來研究的方向將致力於改善乙矽烷製作的非晶矽鍺太陽能電池,進而整合成高效率的雙接面與三接面太陽能電池。

摘要 III
ABSTRACT V
致謝 VII
目錄 VIII
表目錄 IX
圖目錄 X
第一章 導論 1
1.1 前言 1
1.2 太陽能電池介紹 2
1.3 矽鍺薄膜太陽能電池的動機與優勢 4
1.4 本文架構 7
第二章 非晶矽基薄膜介紹與太陽能電池理論 8
2.1 非晶矽基薄膜介紹及成長機制 8
2.2 太陽能電池理論 16
第三章 實驗儀器介紹與薄膜太陽能電池製程 23
3.1 實驗儀器介紹 23
3.2 薄膜太陽能電池元件製程 38
第四章 薄膜太陽能電池的量測結果與分析 43
4.1 非晶矽薄膜太陽能電池分析 43
4.2 非晶矽鍺薄膜太陽能電池 49
4.3 多接面矽基薄膜太陽能電池 64
第五章 結論與未來研究方向 68
5.1 結論 68
5.2 未來研究方向 69
參考文獻 70


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