在低硒壓及硒化錫蒸氣環境下使用硒化熱處理技術研製高效率銅鋅錫硒太陽能電池

  • Jeng, Ming-Jer (PI)

研究計畫: 國家科學及技術委員會(原科技部) 國家科學及技術委員會學術補助

研究計畫-專案詳細資料

摘要

開發低材料成本及使用地球存量豐富元素為材料的太陽能電池將是一個值得研究的課題,研究低材料成本的銅鋅錫硒(硫)太陽能電池將是很好的選擇。從文獻上了解使用電鍍後硒化法研製高效率的銅鋅錫硒(硫)太陽能電池面臨幾個重要待解決的問題:1.如何降低金屬預製層因電鍍過程中夾入之雜質及如何優化其合金相使之適合後續硒化;2.如何使用高溫高硒壓蒸氣或低硒(Se)及硒化錫(SnSex)蒸氣壓完成硒化處理,以形成大結晶顆粒並使薄膜中元素均勻分佈、降低雜相的形成及太厚的二硒化鉬(MoSe2);3.如何應用鈍化或其他技術以降低缺陷復合中心,以提升開路電壓。針對面臨的這些問題本計畫將提出解決方法,去年計畫申請提出 3 年的研究計畫,但可惜的是只通過1 年,初審委員建議第2 及3 年為連貫性製程可以合併成一年執行,因此調整計畫內容重新申請。進行中計畫是研究採用電鍍法製作金屬預製層以降低材料成本及鍍膜時間,使用脈衝電鍍及磁場輔助電鍍技術來降低雜質夾雜並提升鍍膜品質及精確控制金屬比例,利用田口法找出優化合金相的製程参數,目前最高效率可達8.32%;有了優化製作電鍍金屬預製層的相關参數後,接下來本計畫將針對如何優化硒化熱處理的相關製程参數及如何降低薄膜的相關缺陷。首先將研究低硒壓蒸氣下或含硒化錫(SnSex)蒸氣下,以高基板溫度來增加結晶顆粒大小,並避免二次相及二硒化鉬(MoSe2)的形成,以接近化學平衡方式反應生長降低熱分解情形;以電漿輔助活化硒分子使薄膜組成比例均勻以避免背電極處形成高電阻及提高填充因子,並深入研究探討CZTSe 薄膜的形成機制及其薄膜特性;採用電漿輔助方法大幅度提高氧或硫環境的活性,使得對材料的表面具有很好的鈍化作用,以降低介面缺陷復合中心,並引入適量之鍺元素增大晶粒及降低缺陷來提高開路電壓。在目前具有8.32%電池效率的製作技術基礎下,經過這些解決方法的實現預計將可達成製作10%以上效率之CZTSe 太陽能電池。

Project IDs

系統編號:PB10608-2425
原計畫編號:MOST106-2221-E182-046
狀態已完成
有效的開始/結束日期01/08/1731/07/18

Keywords

  • 光電工程
  • 銅鋅錫硒(硫)
  • 太陽能電池
  • 脈衝電鍍
  • 磁場輔助電鍍
  • 電漿輔助活化硒分子

指紋

探索此研究計畫-專案觸及的研究主題。這些標籤是根據基礎獎勵/補助款而產生。共同形成了獨特的指紋。