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研究生: 陳均維
Chen, Jiun-Wei
論文名稱: 表面塗佈奈米銀粒之太陽能電池研究
Study of Crystalline Silicon Wafer Based Solar Cells with Nano-Silver Particles
指導教授: 王立康
Wang, Likarn
口試委員:
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 電機資訊學院 - 光電工程研究所
Institute of Photonics Technologies
論文出版年: 2010
畢業學年度: 98
語文別: 中文
論文頁數: 66
中文關鍵詞: 奈米銀太陽能電池
外文關鍵詞: silver, solar cell
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  • 本研究著重在於如何提升更高的光電流的太陽能電池,因此參考過去的期刊,我們使用旋轉塗佈的方式來塗佈奈米銀粒,藉由表面電漿共振的效應,增加光散射入太陽能電池內,進而激發更多的載子,並藉由近場增強的效果使其增加載子的導通。
    而本實驗的結構為利用(100)P type的矽晶圓,背面成長1μm的SiO2來阻擋擴散,接著送入高溫爐管,先加熱至200℃持溫30分鐘以清除水氣,之後升溫至925℃持溫1分鐘,接著通入氮氣使其自然降至室溫後取出,接著旋塗上奈米銀粒,其粒徑為20nm~40nm、40nm~60nm、60nm~80nm、100nm~120nm、200nm~500nm。在旋塗完奈米銀粒之後,隨即蒸鍍鋁前電極500nm及鋁背電極1μm,之後濺鍍厚80nm的ITO薄膜,最後再用真空退火爐管退火400℃ 30分鐘;藉由奈米銀粒的表面電漿共振現象來增加光吸收,進而增加載子轉換,增加其光電流。而此一研究中,我們發現奈米銀粒粒徑在100nm~120nm在EQE曲線圖上於可見光波段400nm~700nm都有明顯的轉換效率的提升,而且奈米銀粒粒徑100nm~120nm在消光係數光譜圖上都有明顯的吸收峰值,且其強度都較其他粒徑來的高。而在I-V特性上,其Jsc=33.91(mA/cm2)較參考片的Jsc=31.17(mA/cm2)提升了2.74mA/cm2,效率由13.25%提升至14.48%,增加了1.23%,由此可以得知奈米銀粒在太陽能電池上能提升整體效率。


    總目錄 誌謝…………………………………………………………………………………Ⅰ 摘要…………………………………………………………………………………Ⅱ 第一章 緒論………………………………………………………………………1 前言…………………………………………………………………………1 1-1 文獻回顧…………………………………………………………………1 1-2 研究目的……………………………………………………………………5 1-3 論文架構……………………………………………………………………6 第二章 基本理論……………………………………………………………………7 2-1 太陽能電池(Solar Cells)……………………………………………7 2-1-1 太陽光譜…………………………………………………………7 2-1-2 太陽能電池原理…………………………………………………8 2-1-3 太陽能電池基本參數…………………………………………10 2-1-4 太陽能電池的轉換效率………………………………………13 2-2 影響太陽能電池效率的因素…………………………………………16 2-3 太陽能電池結構設計考量……………………………………………17 2-3-1 半導體材料的考量……………………………………………17 2-3-2 淺接面的考量…………………………………………………17 2-3-3 抗反射層的考量……………………………………………18 2-4 透明導電膜基本特性………………………………………………19 2-4-1 ITO導電及光學性質…………………………………………19 2-4-2 表面電漿效應…………………………………………………23 第三章 實驗方法及流程…………………………………………………………27 3-1 實驗流程………………………………………………………………27 3-2實驗方法………………………………………………………………28 第四章 實驗結果與討論………………………………………………………41 4-1 展阻量測(SRP)曲線圖分析…………………………………………41 4-2 ITO退火溫度與反射率及片電阻的關係……………………………43 4-3 奈米銀粒子分佈粒徑分佈SEM圖分析……………………………51 4-4 I-V曲線圖比較及EQE曲線圖比較…………………………………53 第五章 結論……………………………………………………………………64 參考文獻……………………………………………………………………………65

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