Mo/CIAS介面的優化與Cu(In,Al)Se2太陽電池製程之研究

Optimization of Mo/CIAS interface for fabricating Cu(In,Al)Se2 solar cell

林怡婷

指導教授 ： 曾孝明 ； 黃惠良

國立清華大學/電機資訊學院/電子工程研究所/碩士(2014年)

摘要

本研究主要延續學長姐的實驗，利用DC sputter沉積Cu-In-Al 合金靶前驅物，其合金比例為Cu:In:Al=0.9:0.85:0.15，探討在固定比例的合金靶材下提高band-gap的研究；而Mo與CIAS 間的介面問題需要透過硒化的時間、溫度與硒粉的重量解決；透過製程條件獲得覆蓋性佳與透光性佳的CdS薄膜。本研究發現，在硒化前加入約50nm的Al可以提高太陽電池的開路電壓；並加入 i - ZnO 在 CdS 和 Al:ZnO 之間改善開路電壓以及並聯電阻，最後使用 E- Gun 沈積鋁 (Al) 作為前電極增並增加電子收集的能力。
45mg的硒粉、溫度530℃、硒化時間20分可以得到最佳的太陽電池，其開路電壓(Voc)為0.49、短路電流(Jsc)為17.97、填充因子(FF)為0.24，效率為2.11%。

關鍵字

銅銦鋁硒太陽能電池 ； 硒化製程 ； 濺鍍製作

參考文獻

[2] B. Kavitha , M. Dhanam, In and Al composition in nano-Cu(InAl)Se2 thin films from XRD and transmittance spectra, Elsevier, Vol. 140, pp. 59-63, 2007.

[5] H.L. Hwang, B. H. Tseng, H.L. Hsiao, M.C. Chou, J.Y. Lin, Y.L. Jiang, W.I. Lee, S.C. Lee, W.F. Su, solar cells, Wu-Nan, 2008

[8]. L. M. Woods, A. Kalla, D. Gonzalez, and R. Ribelin, Wide-bandgap CIAS thin-film photovoltaics with transparent back contacts for next generation single and multi-junction devices, Material Science and Engineering: B, Vol. 116, pp. 297-302, 2005.

[10]. Y.C. Hsieh, Studies of CIGS solar cells with In2Se3 buffer layer, master thesis, National Central University, 2009

[12]. J.P Ma, Y.M. Li, and Y.T Liu, Preparation and Characterization of the Cu(In, Al)Se2 Absorber, Advances in Electrical Engineering and Electrical Machines , Vol. 134, pp 329-335, 2011.