臺灣博碩士論文加值系統

本論文的研究背景是以 p 型與 n 型矽奈米粒子結合化學吸附單層膜，黏聚製成 p 型與 n 型薄膜半導體，並進行結合形成 p-n 接面，以期製作低成本薄膜太陽能電池。為了達到這個目標，我們改良了矽粒子膠狀溶液，並且成功降低了 p 型或 n 型薄膜半導體的電阻率。
為了去除矽奈米粒子表面氧化膜，加入了氯化亞錫(還原劑)，之後製作反應型化學吸附單層膜，包覆矽奈米微粒後添加架橋劑，形成矽粒子膠狀溶液。再分別將 p 型與 n 型矽粒子膠狀溶液，利用旋轉塗佈法或者噴墨塗佈法塗佈在基板上，在氮氣的環境下加熱烤乾硬化後，各別進行電阻率的量測。
我們改變了氯化亞錫的添加量與還原時間，發現能有效降低薄膜電阻率的適當條件；並且比較了2種架橋劑的效果差異，作爲未來開發太陽能電池的參考。

In this thesis, we studied on the research of how to combine p-type and n-type silicon nanoparticles with chemical monolayer adsorption, and then p-n junction structure formation of semiconductor can be employed in the organic solar cell. With lower cost to fabricate organic solar cell, we improved silicon particle colloidal solution, and then reduce resistivity of p-type and n-type film semiconductor.
Stannous chloride (SnCl2) was employed to remove oxide film on silicon nanoparticles, and then chemical monolayer adsorption was coated on silicon nanoparticles. After that, crosslinking agent was added to prepare particle colloidal solution of silicon. Either inkjet coating method or spin coating method were employed to coat the solution on the substrate, film samples were formed. Samples were dried in nitrogen environment, and their resistivity were measured.
We studied the influence by the amount of stannous chloride and de-oxidation time on the resistivity. In the suitable conditions, we found effective drop of resistivity; we also compared two kind of crosslinking agent, and take it as a reference about fabricate organic solar cell.

中文摘要 i
Abstract ii
致謝 iii
目錄 iv
表目錄 vii
圖目錄 viii
第一章:導論
1.1 再生能源 1
1.2 太陽電池發電原理 2
1.3太陽電池的種類 4
1.3.1 無機太陽能電池 4
1.3.1.1 矽質太陽能電池 4
1.3.1.2化合物太陽能電池 5
1.3.2 有機太陽能電池 5
1.3.3 複合材料 6
1.4 粒子製作方式 8
1.5化學吸附單層膜 9
1.6 矽粒子膠狀溶液製作太陽能電池 10
第二章:實驗原理 12
2.1 化學吸附單層膜的製作 12
2.1.1 矽烷類化學吸著劑構造 12
2.1.2 化學吸附分子的反應 13
2.2矽粒子表面的反應型化學吸附單層膜製作方法 15
2.3離心分離法 20
2.4粒子塗膜的導電性 21
第三章:實驗方法 23
3.1藥品與儀器 23
3.1.1藥品 23
3.1.2儀器 23
3.1.3基板、容器、材料 24
3.2塗膜用的矽粒子製作 25
3.2.1 矽粒子分散液製作 25
3.2.2 矽粒子表面的化學吸附單層膜製作 25
3.2.3 矽粒子薄膜的硬化 26
3.3量測 27
3.3.1電阻率量測 27
3.3.2 粒徑大小分布測定 29
3.3.3 掃描式電子顯微鏡(SEM) 30
第四章:結果與討論 31
4.1 塗膜用的 p 型矽粒子溶液製作 31
4.1.1 p 型矽粒子進行攪拌 31
4.1.2 p 型矽粒子薄膜的電阻率量測 32
4.1.3 SEM 下觀察 p 型矽粒子薄膜 34
4.1.4光學顯微鏡下觀察p型矽粒子薄膜 37
4.2塗膜用的 n 型矽粒子溶液製作 38
4.2.1 n 型矽粒子進行攪拌 38
4.2.2 n 型矽粒子薄膜的電阻率量測 39
4.2.3 SEM下觀察 n 型矽粒子薄膜 41
第五章:結論 44
第六章:參考文獻 46

[1]能源統計手冊，經濟部能源局，(2016)，
[2]施敏原著，黃調元譯，半導體元件物理與製作技術，交大出版社，(2002)。
[3]施敏、伍國珏原著，張鼎張、劉柏村譯，半導體元件物理，交大出版社，(2008)。
[4]佐佐木映德，碩士論文，國立大學法人香川大學，(2018)。
[5]邑田健治，津田信哉，アモルファス太陽電池の特徴とその応用-シースルー太陽電池，フレキシブル太陽電池への展開-応用物理第67巻第10號，p1192~1196，(1998)。
[6]日本太陽能學會原著，張萍譯，圖解太陽能應用技術，世茂出版社，(2009)。
[7]當間哲也，有機薄膜太陽電池，映像情報メディア学会誌Vol. 64， No.9，p1327~1329，(2010)。
[8]荒川裕則，高性能増感型色素太陽電池の要素技術，応用物理第73巻第12号，p1519~1524，(2004)。
[9] S.-I. Na,; S. -S. Kim,; J. Jo and D. -Y. Kim, Adv. Mater. 20, 4061,(2008).
[10]吳奉修，碩士論文，國立中山大學光電工程學系，(2009)。
[11]中野良紀，碩士論文，國立大學法人香川大學，(2012)。
[12] Sellers, H.; Ulman, A.; shnidman, Y.; Eilers, J. E. J. Am. Chem. Soc. 115, 9389, (1993).
[13] Sagiv, J. J. Am. Chem. Soc. 102, 92, (1980).
[14] Nuzzo, R. G.; Allara, D. L. J. Am. Chem. Soc. 105, 4481, (1983).
[15]楊振祈，碩士論文，國立中山大學物理學系，(2011)。