Abstract
因為串接式太陽電池的效率比一般的單層太陽電池來的高，所以我們想以串接式太陽電池為目標,發展我們的薄膜，而在Martin A. Green書中[2]更提到以三層的串接太陽電池為最佳，而它們的能隙依序為1.0ev，1.6ev，2.2ev，而前兩層的薄膜本實驗室已探討過了，所以本次實驗是以In/Ga來調變能隙介於1.53ev(CuInS2)至2.45ev(CuGaS2)的Cu(In,Ga)S2,以達到2.2ev的吸收層為目的。 在我們的實驗中，我們以Cu(5)In(1)Ga(4)為合金靶，通入的反應氣體為H2S，以達成我們所預期的成份Cu(In0.2,Ga0.2)S2，此薄膜的能隙由Vegard's law得到的為2.266ev，接近我們所預期的目的。 在結構方面，我們以XRD量測來分析，可得到非常強烈的(112) preferred orientation，且具有良好的chalcopyrite structure，並由其他實驗室的結果得知，我們的薄膜應為Cu-rich。而在組成元素方面，我們以EDX來做量測，可證明以活性反應濺鍍法成長的薄膜擁有良好且穩定的組成，其中更證明了元素S可以成功的與合金靶上的元素達成反應，成長於我們的薄膜中，但也證明了在成長過程中，我們無法精確地控制元素之間的比例，因每個元素有其不同的sputteryield，而SIMS則證明這些元素在整個薄膜中的縱深比相當的均勻，這對一個薄膜成長是一項很重要的指標。 由NIR可得到薄膜的能隙介於1.767~2.224ev之間, 並由Ga/(In+Ga)的值,找出能隙隨組成元素比變化的趨勢，在往後的實驗中，將以MO-Sputter來調變組成，達到更精準的能隙。而由SEM的照片中，可以發現隨著溫度從300C上升至600C，grain size由0.5um增加至4~5um，這可說是相當適合於太陽電池使用的，因其grain大，可減少grain boundary的影響，使太陽電池有較高的效率。在Hall measurement中，可知道我們的薄膜都是p-type，而Hallmobility在0.1到100 cm/v-s之間，concentration則介於10的16到1019次方，而resistivity由四點探針及Hallmeasurement所得都在0.1到10 ohm-cm之間，且隨溫度上升而上升，這些值可證明我們薄膜的電性相當好，甚至超越其他實驗室的結果。由以上討論可知,以活性反應濺鍍法成長的Cu(In,Ga)S2的薄膜具有相當好的性質，並證明這個方法是可行的。