硒化銅銦薄膜與磷化銦鎵太陽能電池之光學特性研究

Optical properties of CuInSe2 films and InGaP solar cells

黃信傑(Hsin-Chien Huang)

指導教授 ： 沈志霖

中原大學/理學院/應用物理研究所/碩士(2009年)

https://doi.org/10.6840/CYCU.2009.00917

摘要

摘要
利用光激螢光譜、時間解析光激螢光譜與X-ray繞射光譜研究快速熱退火處理後的CuInSe2薄膜層。在快速熱退火處理後，CuInSe2薄膜層的品質有提升的現象。若熱退火溫度在500oC時，低溫下光激螢光光譜與X-ray繞射光譜中有最窄的半高寬，時間解析光激螢光光譜中有最長的載子生命期。另從CuInSe2薄膜層不同溫度的拉曼散射光譜中，得到聲子生命期與溫度的變化，並得出A1聲子模式隨溫度變化的衰減過程。
將奈米金團簇塗佈在InGaP太陽能電池後，光激螢光強度與光電轉換效率分別增加約1.6倍與14.9%。在塗佈奈米金團簇後，利用Mie理論可模擬出散射因子與波長的關係。我們發現螢光強度提升程度與理論模擬相符，所以光電轉換效率提升應是增加奈米粒子的散射率所影響。

關鍵字

硒化銅銦 ； 太陽能電池

並列摘要

Abstract
We studies CuInSe2 thin films after rapid thermal annealing (RTA) by photoluminescence (PL), time-resolved photoluminescence (TRPL), and X-ray diffraction (XRD) and we found that quality of CuInSe2 thin films imporoves after RTA. If the temperature of RTA is 500oC, the PL and XRD spectra have the shortest full width at half maximum (FWHM) and the TRPL have the longest carrier lifetime. From the temperature-dependent Raman scattering of CuInSe2 thin films, we obtained the phonon lifetime of CuInSe2 epilayers as a function of temperature. The the decayed mechanism of A1 phonon mode with temperature is discussed.
Introducing the gold nanoclusters to InGaP solar cell, the intensity of the PL in active layer and the conversion efficiencies enhanced 1.6 times and 14.9%, respectively. We conclude that the enhancement of the conversion efficiencies origins from the enhancement of light scattering by gold nanoclusters.

並列關鍵字

CIS ； Solar Cell

參考文獻

[6] K. R. Catchpole, and S. Pillai, J. Luminesc. 121, 315 (2006).

[10] 吳佩芳，私立中原大學物理研究所碩士論文 (2007)。

[16] C. Rincon and F. J. Ramirez, J. Appl. Phys. 72, 4321 (1992).

[18] P. G. Klemens, Phys. Rev. 148, 845 (1966).

[19] Kejia Wang, John Simon, Niti Goel, and Debdeep Jena, Appl. Phys. Lett. 88, 022103 (2006).