少數載子生命週期量測在高效率矽晶太陽能電池的開發與應用

Applications of Lifetime Spectroscopy and Their Implications in High Efficiency Silicon Solar Cell Design

陳義洋(Yi-Yang Chen)

指導教授 ： 甘炯耀

國立清華大學/工學院/材料科學工程學系/博士(2014年)

https://doi.org/10.6843/NTHU.2014.00354

摘要

少數載子生命週期量測一直是高效率矽晶太陽能電池研發過程中所不可獲缺的技術．本論文將針對其理論以及量測技術進行探討．首先我們對兩種表面鈍化機制(場效應、界面化學效應)和整體覆合的關係進行探討．從其解析方程式中我們可以發現，在某些情況下，只需要一條載子生命週期對多餘載子的量測區線即可將兩者效應分開．此項技術能有效的決定表面鈍化的失效的真實原因．除此之外，我們也將其應用於探討化學溶液表面鈍化，利用少數載子生命週期量測我們可以觀測到溶液和矽晶圓表面的交互作用進而推測其表面鈍化原理．

最後，由於目前網印太陽能電池的發展達到瓶頸，許多高效率的結構例如背接式太陽能電池的開發漸漸的為人們所注意．然而它的致命傷在於複雜的結構以及許多高溫的製程．因此本論文特別針對低溫(650 C)的擴散特性進行探討，我們發現在低溫的擴散環境下，磷玻璃提供了非常良好的表面鈍化效果，使得開路電壓有機會能達到750 mV以上．此一結果和目前高效率的太陽能電池相仿然而卻能在較低的溫度達成，故能有效的降低製程所需要的能量以及複雜性．

關鍵字

少數載子生命週期量測 ； 太陽能電池 ； 矽晶

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