本論文第一部份分為兩個方向，首先是將二氧化矽奈米粒子塗佈在具有粗糙化表面 結構及 80 nm 單層膜氮化矽抗反射層的單晶矽太陽能電池上以強化其抗反射能力。接著 則是利用理論模擬計算軟體 Rsoft CAD Layout DiffractMOD 計算出單層二氧化矽奈米 粒子以及單層聚苯乙烯奈米粒子在單晶矽太陽能電池表面的抗反射應用效果。此兩個方
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5-1 二氧化矽奈米粒子抗反射層
本論文中從浸泡法開始改進，研發出利用 spin coater 製造二氧化矽奈米粒子抗反 射層於單晶矽太陽能電池片粗糙化表面的全新方法。並藉由改變二氧化矽奈米粒子水溶 液等待時間、旋轉塗佈時間以及旋轉塗佈轉速，製造出不同覆蓋程度、不同抗反射效果 的二氧化矽奈米粒子層，最後得到二氧化矽奈米粒子抗反射層製程的最佳化參數。如圖 5-1所示，利用旋轉塗佈法所製造的二氧化矽奈米粒子抗反射層顯著地降低了單晶矽太 陽能電池在紫外光至可見光(300~450 nm)以及可見光至紅外光(700~1200 nm)的反射 率。然而在紅外光波段，理論模擬計算出的單層二氧化矽奈米粒子反射率比二氧化矽奈 米粒子抗反射層實驗值反射率還要低上許多，這個部分仍有改善空間。如何對粗糙化表 面進行真正的單層二氧化矽奈米粒子覆蓋、改變奈米粒子種類進行抗反射效果比較、利 用二氧化矽奈米粒子做為粗糙化表面的再蝕刻遮罩皆可做為未來更進一步研究的方向。
圖 5-1 二氧化矽奈米粒子抗反射層反射率圖
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5-2 理論模擬計算
在本篇論文所使用的積木模組製造方法，未來可期利用在其他模組的建構上。利用 堆積木的方式可以製造出更精密且更接近現實樣本的理論模組，進而達到更加精準的理 論模擬結果，如圖 5-2所示的蜂巢結構。
圖 5-2 利用積木堆疊法製造出的蜂巢結構
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5-3 以螢光粒子提升單晶矽太陽能電池效率
在本論文中我們將 Ba2SiO4: Eu2+ (5%)螢光粒子利用旋轉塗佈法塗佈在單晶矽太陽能 電池上， 改變螢光粒子溶液濃度，並獲得了相當的提升效果，如表 5-1所示。其中以 Ba2SiO4: Eu2+ (5%)螢光粒子溶液濃度 0.05 wt%之樣本提升效率最多，約為 0.75%。未來 若能研究出不會改變電池片表面電阻的塗佈方式，定能使螢光粒子在太陽能電池上有更 進一步的應用。
表 5-1 不同濃度螢光粒子溶液之提升效果
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