本論文第一部分實驗主要分為兩個方向： (1)將二氧化矽奈米粒子塗佈至具有表 面粗糙化以及 80 nm 單層膜氮化矽的單晶矽太陽能電池，觀察表面結構以及量測抗反射 效果。(2)利用理論計算軟體 Rsoft CAD Layout DiffractMOD 進行單層二氧化矽奈米粒 子以及聚苯乙烯奈米粒子的反射率模擬。 (EG)/35 (ethanol)/30 (DI water)的體積混合比製造出10 wt%的二氧化矽奈米粒子懸 浮水溶液。而我們使用的電池片則是工研院所提供的單晶矽太陽能電池(圖3-2)。此電 池片是先將p型矽晶圓以KOH蝕刻進行表面粗糙化。接下來則是在爐管中利用POCl3擴散
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至已有表面粗糙化的p型矽晶圓中製造出200 nm的n型矽晶圓，以完成p-n接面。完成了
p-n接面之後則是利用PECVD在表面成長一層80 nm的SiNx做為抗反射層。然後再利用網 印的方式完成表面及背面電極。最後則是利用532 nm Nd:YAG laser將電池片切割至適 當大小。
我們首先將電池片以丙酮去除表面沾附的微小粒子，接著再以DI water沖去表面殘 留的丙酮，最後放置在已先預熱至85℃的hot plate上烘乾。確定電池片的表面是潔淨 的之後，我們將電池片浸泡入兩種不同的高分子界面活性劑中。首先浸入的是0.2 wt%
的Poly(diallyl dimethyl ammonium chloride)水溶液(以下簡稱為PDDA)。我們將電池 片在PDDA中靜置1分鐘，1分鐘過後再將電池片取出以DI water潤洗。接著再將潤洗過的 電池片，浸入第二種高分子界面活性劑，0.2 wt%的Poly(styrene sulfonic acid) sodium salt水溶液(以下簡稱為PSS)，同樣的也是靜置1分鐘，此部分實驗流程如圖3-3所示。
最後我們將會得到塗佈有11層高分子界面活性劑的單晶矽太陽能電池片，如圖3-4所 示。接著進行的是二氧化矽奈米粒子的塗佈動作。我們將商業化二氧化矽奈米粒子水溶 液取出2000 μl並稀釋在100 ml的DI water中，稀釋過後的奈米粒子水溶液將會輔以超 音波震盪15分鐘確保其分散性。震盪完畢之後再將塗佈好高分子界面活性劑的電池片靜 置在二氧化矽奈米粒子水溶液中30~110分鐘。浸泡完畢之後，將電池片取出並以hot plate於85℃烘乾五分鐘以去除剩餘水分及界面活性劑。
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3-1.2 旋轉塗佈法
同樣的將單晶矽太陽能電池片以丙酮、DI water 潔淨以及烘乾。與浸泡法不同的 是，此方法塗佈高分子界面活性劑以及二氧化矽奈米粒子都是使用 spin coater。圖 3-5 是本試驗室所購買的高規格 spin coater。此機台可以控制旋轉塗佈時間、旋轉加速度 以及轉速。此外，這個機台的轉速範圍可以從低轉速 50 轉至高轉速 6000 轉，因此在使 Layout DiffractMOD 進行模組建立以及計算反射率圖譜。其中包含了： (1)單層二氧
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化矽奈米粒子。(2)單層聚苯乙烯奈米粒子。RCWA 理論模擬計算所使用的 harmonics 為 5、grid size 為 0.01、step 則為 0.001。
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1. Poly(diallyl dimethyl ammonium chloride)
分子式：(C8H16N?Cl)x 分子量：161.674
沸點：100℃ 供應商：友和貿易股份有限公司 2. Poly(styrene sulfonic acid) sodium salt
分子式：(C8H7O3S?Na)x 分子量：206.196
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5. 電子束微影系統 ( Electron Beam System , ELS-7500EX ELS , Elionix Corp. )，提供電子顯微鏡觀察，交通大學奈米科技中心
6. U4100，量測電池片反射率，HITACHI，交通大學奈米科技中心 7. 旋轉塗佈機(Spin coater)
8. 加熱板(Hot plate) 9. 烘箱
10. 超音波震盪器
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圖 3-1 商業化二氧化矽奈米粒子水溶液
圖 3-2 工研院所提供的單晶矽太陽能電池片
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圖 3-3 高分子界面活性劑浸泡流程圖
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圖 3-4 完成十一層界面活性劑塗佈的電池片示意圖
圖 3-5 spin coater
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圖 3-6 完成五層界面活性劑塗佈的電池片示意圖
圖 3-7 推疊而成的表面粗糙化
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圖 3-8 堆疊而成的 80 nm 單層膜氮化矽
圖 3-9 具表面粗糙化、80 nm 單層膜氮化矽以及二氧化矽奈米粒子的矽晶圓
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圖 3-10 具表面粗糙化、80 nm 單層膜氮化矽以及聚苯乙烯奈米粒子的矽晶圓
圖 3-11 Ba2SiO4: Eu2+ (5%)螢光粒子
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