具多層介質抗反射膜/繞射光柵結構之二硒化銅銦鎵(CIGS)薄膜太陽能電池的設計與研製(II)

最近，二硒化銅銦鎵(CIGS)化合物半導體的發展應用頗受矚目，主要原因為材料具備高轉換效率、低製作成本、光吸收範圍寬廣、光照射強度與角度彈性大、長期穩定性佳，以及可大面積化等優點，極適合於要求高成本效益的太陽能系統，有鑑於此，設計與研製具較佳特性的CIGS太陽電池為本計畫的目標。CIGS太陽電池的結構是由抗反射層、透明導電氧化物、緩衝薄膜層、光吸收層、電極薄膜層等堆疊而成，本計畫第一年工作是先在低鹼玻璃基板上濺鍍鉬(Mo)/氧化銦錫(ITO)電極，並利用電化學沈積法結合硒化法成長CIGS；為了獲得良好的異質接面特性並減少載子復合機率，我們將使用化學水浴沈積法(CBD)成長寬能隙之CdS (Eg = 2.26 ~ 2.5 eV)薄膜當作緩衝層；考量元件導電層需具備較高的穿透度與低特徵接觸電阻，濺鍍沈積含鋁摻雜之氧化鋅薄膜(ZnO:Al)將可符合需求。有別於僅利用單層MgF2作為抗反射層，為了提高電池的轉換效率，我們將在電池結構中鍍上多層介質抗反射層以減少菲涅耳反射效應並增加入射光在電池可吸收太陽頻譜的穿透量，此外，在電池表面進行粗糙化處理也可達到相同的效果。目前有關週期性繞射光柵對矽基材太陽能電池的影響已被廣泛研究並證明可顯著提升電池工作效率，然而卻很少有研究報告探討週期性光柵對CIGS solar cell轉換效率的影響。在不影響原結構設計下，本計畫第二年擬在太陽電池表面製作微光學繞射結構，利用光柵繞射效應來增加光的吸收量並減少零階反射光的產生。實驗上，我們將以模擬軟體(FDTD)審慎設計不同幾何結構的光柵並配合製程完成元件之製作，期望能進一步增進太陽能電池的工作效率。

系統編號:PB10001-1178
原計畫編號:NSC100-2623-E182-004-ET