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研究生: 王瑞賢
Brite Jui-hsien Wang
論文名稱: 欄柵太陽能電池基板形貌製作與特性改良之研究
Fabrication and Characterization of Modified Grating Solar Cell
指導教授: 張廖貴術
黃惠良
口試委員:
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 原子科學院 - 工程與系統科學系
Department of Engineering and System Science
論文出版年: 2007
畢業學年度: 95
語文別: 中文
論文頁數: 92
中文關鍵詞: 欄柵太陽能電池多孔矽電化學蝕刻
外文關鍵詞: grating solar cell, porous silicon, electrochemical etching
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  • 本研究欲發展改良型欄柵太陽能電池,結合兩種便宜的蝕刻技術(KOH化學粗化法與電化學蝕刻法),成功的製作出新型結構之矽基板,具優良的抗反射效果與多的表面積,應可用來當作太陽能電池基板,以提升光的捕捉效應與增加pn介面的面積。因此,本論文主要討論蝕刻參數對基板形貌的影響,以及基板形貌與反射率的關係。並製作出電池,討論不同基板形貌對電池電性的影響。
    KOH化學粗化過的金字塔結構根據形貌與分佈大致分可為微小金字塔、完美金字塔與鬆散金字塔結構。因此,當電化學蝕刻成長多孔矽於鬆散金字塔表面時,可觀察到同時具有三種結構形貌之新型太陽能電池基板:金字塔、金字塔表面的多孔矽與金字塔周圍的多孔矽深溝渠結構。多孔矽深溝渠結構成功的蝕刻於金字塔的交界處,且分佈均勻,溝槽間距由金字塔的寬度決定約10µm左右,可避免高溫擴散n+射極時因間距太窄而失去pn介面。且與傳統只用KOH化學粗化法的單晶矽太陽能電池基板相比,反射率由11%~12%降至4%~5%,表面積增加約至少2.5倍以上。
    比較不同基板形貌對電池電性的影響,多孔矽基板製作出的太陽能電池,Jsc有明顯的上升,效率有提升的趨勢。


    Chapter 1 前言與研究目的 Chapter 2 文獻回顧 2-1 KOH 化學粗化 (KOH texturing) 2-1-1 異向性蝕刻原理 2-2 多孔矽(Porous Silicon) 2-2-1 多孔矽之形成機制 2-2-1-1 The Beale model 2-2-1-2 The diffusion-limited model 2-2-1-3 The current burst model Chapter 3 實驗方法與步驟 3-1 實驗流程 3-2 改良型欄柵太陽能電池基板之製備 3-2-1 試片的清洗 3-2-2 KOH化學粗化 3-2-3 電化學蝕刻 3-3 電池之製作 3-4 基板之分析 Chapter 4 改良型欄柵太陽能電池基板之製作及其形貌與反射率之 研究 4-1 多孔矽成長於平面矽基板 4-1-1 實驗參數 4-1-2 實驗參數與形貌的關係 4-1-3 反射率之量測 4-1-4 本節結論 4-2 多孔矽成長於微小金字塔結構之矽基板 4-2-1 實驗參數 4-2-2 實驗參數與形貌的關係 4-2-3 反射率之量測 4-3 多孔矽成長於完美金字塔結構之矽基板 4-3-1 實驗參數 4-3-2 電流密度的大小對形貌的影響 4-3-3 蝕刻時間對形貌的影響 4-3-4 反射率之量測 4-3-4-1 電流密度大小與反射率之關係 4-3-4-2 蝕刻時間與反射率之關係 4-3-5 本節結論 4-4 多孔矽成長於鬆散金字塔結構之矽基板 4-4-1 實驗參數 4-4-2 實驗參數與形貌的關係 4-4-3 表面微結構 4-4-4 反射率之量測 4-5 第四章結論 Chapter 5 反射率之模擬 5-1 模擬環境之建立 5-2 基板形貌之建立 5-3 模擬結果 Chapter 6 電性量測 6-1 電性分析與討論 6-2 第六章結論 Chapter 7 結論 參考文獻

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