第四章 分析與討論
4.3 本質層之光電特性分析
4.3.2 電性量測分析
由以下電阻公式，套入本實驗所設計電極之 Pattern 尺寸，可以計算出以 下結果：
試片尺寸與 pattern 之尺寸 Ag Ag
項目 膜厚(Å) 光導
σ
光 暗導σ
暗σ
光/σ
暗1 1266 4.90E-07 6.20E-15 4.00E-15 5.06E-23 1.23E+08 2 1028 3.80E-07 4.81E-15 1.00E-14 1.03E-22 4.68E+07 3 1073 3.60E-07 4.56E-15 6.70E-15 7.19E-23 6.34E+07 4 816 1.10E-08 1.39E-16 3.00E-16 2.45E-24 5.69E+07 5 967 7.80E-08 9.87E-16 6.60E-16 6.38E-24 1.55E+08 6 750 3.00E-08 3.80E-16 2.80E-15 2.10E-23 1.81E+07 7 1056 2.60E-08 3.29E-16 4.90E-16 5.17E-24 6.36E+07 8 978 3.30E-09 4.18E-17 1.40E-16 1.37E-24 3.05E+07 9 1069 7.90E-09 1.00E-16 2.10E-16 2.24E-24 4.46E+07 10 832 2.40E-09 3.04E-17 1.00E-16 8.32E-25 3.65E+07 11 668 1.80E-09 2.28E-17 6.60E-17 4.41E-25 5.17E+07 12 642 1.30E-10 1.65E-18 9.90E-17 6.36E-25 2.59E+06
表 4.19 不同製程條件下開關特性一覽表
在相同的氫氣摻雜比例，與不同的製程壓力下，可以得到以下變化之趨勢：
圖 4-112 SiH4=10sccm;H2=50sccm於不同製程壓力之開關特性變化 1.00E+00
1.00E+03 1.00E+06 1.00E+09
開關效應
數列1
數列1 1.23E+08 1.55E+08 4.46E+07 0.5torr 1torr 1.5torr
1.00E+00 1.00E+03 1.00E+06 1.00E+09
開關效應 數列1
數列1 4.68E+07 1.81E+07 3.65E+07 0.5torr 1torr 1.5torr
在相同的製程背景壓力，與不同之氫氣摻雜比例下，可以得到以下變化之 趨勢：
圖 4-114 SiH4=10sccm;H2=150sccm於不同製程壓力之開關特性變化 1.00E+00
1.00E+03 1.00E+06 1.00E+09
開關效應 數列1
數列1 6.34E+07 6.36E+07 5.17E+07
0.5torr 1torr 1.5torr
圖 4-115 SiH4=10sccm;H2=200sccm於不同製程壓力之開關特性變化 1.00E+00
1.00E+03 1.00E+06 1.00E+09
開關效應 數列1
數列1 5.69E+07 3.05E+07 2.59E+06 0.5torr 1torr 1.5torr
1.00E+04 1.00E+06 1.00E+08 1.00E+10
開關效應
數列1
於PECVD 製程中發現：SiH4與H2之摻雜比例呈現1:5 時，可獲得較佳之元 件開關效應。並在光穿透率之結果中發現，無論在0.5、1、1.5 torr 之製程壓力下，
當摻雜比例越高，其穿透率有向低波長shift 之現象。參照矽薄膜響應頻譜，發 現此現象說明當氫摻雜比例越高，光穿透率之變化，逐漸呈現微晶矽對光吸收之 特性。
實驗完成後發現，實驗製作過程中，須極為注意環境及真空腔體中的潔淨 度。尤其是往返各個製程與測試站時，須特別小心試片之密封，以免空氣中之水
圖 4-117 H2 dopen 50、100、150、200sccm於1torr製程壓力之變化
1.00E+00 1.00E+02 1.00E+04 1.00E+06 1.00E+08 1.00E+10
開關效應
數列1
數列1 1.55E+08 1.81E+07 6.36E+07 3.05E+07
50 100 150 200
圖 4-118 H2 dopen 50、100、150、200sccm於1.5torr製程壓力之變化
1.00E+00 1.00E+02 1.00E+04 1.00E+06 1.00E+08 1.00E+10
開關效應
數列1
數列1 4.46E+07 3.65E+07 5.17E+07 2.59E+06
50 100 150 200
第五章 結論與展望
一、本實驗成功於玻璃基板上，成長矽薄膜太陽能電池之本質層，使用國內光電 與半導體業界所常用之設備與儀器。本質層於照光與不照光下，具有相當優異之 開關效應(max γ值：為 108)，目前產業界開關效應之普遍標準為 105。
二、以PECVD 方法沉積鍍膜，由於電漿密度不高(~108 cm-3)，要提升鍍膜速率，
基本上最直接的方式，便是提高單位面積的電漿功率。但此法易造成薄膜被大量 離子轟擊(Ion Bombardment)，產生高密度的缺陷，進而影響太陽電池的特性。
三、朝低價透明可撓式基板，發展可更增加矽薄膜太陽能電池市場潛力之經濟與 應用價值。
四、非晶矽薄膜太陽能電池效率，效率雖不及市面上其它單晶矽薄膜太陽能電 池，但有其可應用性及成本上的考量。經研究發現，太陽電池的發電量取決於當 時的溫度、照度及應用環境光譜等三大因素。溫度愈高，反而是a-Si薄膜太陽電 池，會有較高的發電量。在現實環境下，太陽電池皆是放於屋外發電，因此就整 年的總體發電量來看，非晶矽薄膜太陽電池的前景看好。
五、開發 a-Si 與μ-Si 之堆疊結構，並運用其對太陽光波長吸收的全面性，來提 高其轉換效率。
六、經本實驗結果得知：開發更高光電轉換效益之本質層，將是提高能量轉換率
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