Abstract
們研究各種不同商業上太陽能的技術，最後得到一個結論，在光電產業中大家都想要降低成本同時又可以生產高效率的太陽能電池，在這個前提下表面鈍化技術在提升太陽能電池上就扮演一個舉足輕重的地位。所有實驗樣品都是利用市面上最先進且穩定的商業化製造過程來製做，並以業界相同規格量測實驗樣品，實驗的精確度可說是以最嚴格的條件把關，並且首次證明了多晶矽薄膜也可視為一種鈍化材料。本論文將先介紹各種太陽能電池的原理與製程技術，之後將研究結果分成兩個部份討論。 第一部份(可見第三章節詳細說明)，首次用低壓化學氣相沉積系統(LPCVD)沉積矽薄膜鈍化太陽能等級P型單晶矽太陽能電池，分別在560℃和620℃的沉積溫度下在太陽能電池基板的正面和背面形成本質非晶矽和本質多晶矽薄膜，這兩種矽薄膜都可鈍化單晶矽太陽能電池表面，有效的提升開路電壓。在光譜響應中短波長和長波長的區域(即波長300-600nm的區域和波長850-1100nm的區域)顯示光生電流有明顯的提升，這個結果是由於正面和背面的表面複合速率下降所造成的。 在接下來第二部份的研究中(可見第四章有詳細討論)，我們很巧妙的利用標準工業製程程序原本就有的磷擴散高溫製程，將電漿輔助化學氣相乘積系統 (PECVD)沉積的非晶矽薄膜轉變成多晶矽薄膜，即可利用第一個部份的研究結果，證明磷擴散前沉積一層非晶矽薄膜可鈍化P型單晶矽太陽能電池的前表面。以標準工業製程程序製作並量測三組不同太陽能電池，我們發現相較於一般傳統太陽能電池以及磷擴散後沉積非晶矽薄膜的非晶矽鈍化太陽能電池，磷擴散前沉積一層5nm的非晶矽薄膜在太陽能電池前表面更加可以提高轉換效率。我們透過拉曼光譜儀驗證非晶矽薄膜經過磷擴散的高溫製程後，確實可轉變成多晶矽薄膜。實驗結果顯示多晶矽薄膜在太陽能電池的前表面相對於傳統太陽能電池轉換效率提高了0.5％的絕對值，且相較於非晶矽薄膜鈍化太陽能電池轉換效率提高了0.4％的絕對值。像這樣效率提升的結果是因為減少表面複合，更有趣的是可以降低接觸電阻，而降低接觸電阻就同時可以提升太陽能電池的填充因子。