複晶矽異質結構太陽能電池非晶矽膜層最佳化模擬 溫世傑、張國雄
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摘 要
本研究是應用 ATLAS 模擬軟體複晶矽異質結構太陽能電池中各非晶矽膜層厚度和能隙對於元件效率的影響。我們考慮各 層矽膜在同樣的缺陷密度的情況下，矽膜厚度及能隙的改變，使得開路電壓 (Voc) 和短路電流 (Jsc) 受到光吸收、電場與載 子複合的影響而有所改變，我們發現 i-layer 隨著能隙變化造成開路電壓 (Voc) 及短路電流 (Jsc) 的改變，以及 n-layer 厚度降 低造成開路電壓的增加，考慮背部電場 (Back Surface Field, or BSF) 厚度與消光係數 (Extinction Coefficient) 的匹配，再進行 能隙的最佳化，透過調變漸進式能隙本質層的方式，充分利用各層吸收各頻率光波長，使此複晶矽異質結構太陽能電池能 達到最佳化的效率為 9.9 %。
關鍵詞 : 複晶矽、太陽能電池
目錄
封面內頁 簽名頁 授權書．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．iii 中文摘要．．．．．．．．．．．．
．．．．．．．．．．．．iv Abstract．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． v 誌謝．．．．．．．．
．．．．．．．．．．．．．．．．．．vi 目錄．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．viii 圖目錄．
．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． x 表目錄．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．
．xiii 第一章 緒論．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 1 1.1 前言．．．．．．．．．．．．．
．．．．．．．1 1.2 研究背景．．．．．．．．．．．．．．．．．．2 1.3 研究目的．．．．．．．．．．
．．．．．．．．3 第二章 實驗原理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 4 2.1 太陽能電池的種類．．
．．．．．．．．．．．．4 2.1.1 單晶矽太陽能電池．．．．．．．．．．．4 2.1.2 多晶矽太陽能電池．．．．．．
．．．．．5 2.1.3 非晶矽太陽能電池．．．．．．．．．．．6 2.1.4 化合物半導體太陽能電池．．．．．．．．7 2.1.5 染料敏化型 (Dye-Sensitized Solar Cells；DSS C) 太陽能電池．．．．．．．．．．．．8 2.2 太陽能電池元件運 作原理 ．．．．．．．．．．10 2.2.1 基本太陽能電池運作原理 ．．．．．．．10 2.2.2 決 定太陽能電池的效率因素 ．．．．．． 12 2.3 太陽光譜 ．．．．．．．．．．．．．．．．．16 第三章 TCAD 元件 模擬軟體．．．．．．．．．．．．．． 18 3.1 TCAD 元件模擬軟體介紹．．．．．．．．．． 18 3.2 物理模型．．．．．．．．．．．．．．．．． 19 3.3 載子復合模型．．．．．．．．．．．．．．．
． 21 3.4 光源模擬．．．．．．．．．．．．．．．．． 23 第四章 太陽能電池模擬與結果．．．．．．．．
．．．．．． 24 4.1 前言．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 24 4.2 設定材料參數．．．．
．．．．．．．．．．． 25 4.3 改變 i-a-Si 厚度參數 ．．．．．．．．．．．．27 4.4 改變 n-a-Si 厚 度參數．．．．．．．．．．．．30 4.5 改變 BSF i-a-Si 以及BSF p-a-Si 厚度參數．．．32 4.6 改變 i-a-SiGe 能隙參數．．．．．．．．．．．42 4.7 改變 BSF i-a-SiGe 以及BSF p-a-SiGe 能隙參數．44 4.8 模擬結果討論 ．．．．．．．．．．．．．．．46 第五章 結論．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．47 參考文獻．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．48
參考文獻
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