製備n型氧化鐵與p型氧化銅薄膜應用於雙重能隙太陽能電池之研究 | 食品添加物合法業者資訊網

以磁控射頻濺鍍法製備氧化鐵薄膜的實驗中，發現使用含氧氣的電漿氣體，造成薄膜內氧氣吸附，氧化鐵薄膜為p型，在經由高溫後處理後，回復為n型半導體。

本研究為符合能源需求與經濟效益的觀點，設計出以矽為基底的多重能隙太陽能電池。由多重能隙、材料價格與穩定性等考量，n型氧化鐵(α-Fe2O3)與p型氧化銅(CuO)為特性符合的高能隙材料，因此，以製備出n-Fe2O3/p-CuO|n-Si/p-Si元件為目標，來增進光電轉換效率；且藉由製備氧化鐵與氧化銅薄膜，分析應用於太陽能電池材料的可行性。 以磁控射頻濺鍍法製備氧化鐵薄膜的實驗中，發現使用含氧氣的電漿氣體，造成薄膜內氧氣吸附，氧化鐵薄膜為p型，在經由高溫後處理後，回復為n型半導體。氧化鐵薄膜中摻雜鈦原子，高溫處理後，暗電導率以在氧氣電將氣體下製備0.2at%Ti-Fe2O3的6.38×10-7(ohm-1．cm-1)最高，且光/暗電導率比值達3.21。變換電漿氣體組成，經後處理之1at％Ti- Fe2O3 ，以Ar/O2(90/10)電漿氣體製備，有最高的光/暗電導率比。 在溶膠凝膠法旋轉塗佈製備氧化銅薄膜實驗裡，證實旋塗多層氧化銅薄膜，為可靠的厚膜製備程序。氧化銅薄膜在受光後，易將光能轉換成熱能，造成光/暗電導率比值僅1.1。變換前趨液溶劑組成，造成晶粒大小與排列緻密度變化，使用小分子的MEA較大分子DEA晶粒緻密，溶液裡添加水有幫助結成較大晶粒。摻雜鋰原子，晶粒隨摻雜濃度上升而下降，暗電導率由純氧化銅5.04×10-4上升2.4倍至2.05 at% Li-CuO 1.33×10-3(ohm-1．cm-1)。各種製程的氧化銅薄膜，光/暗電導率比皆僅約1.1。 由磁控射頻濺鍍法製備的氧化鐵薄膜，與溶膠凝膠法旋轉塗佈製備的氧化銅薄膜，能隙值分別為1.85eV與1.68eV，符合高能隙要求，但由於光/暗電導率比過低，電性仍不足以應用在太陽能電池材料。

In this study, we have designed a silicon based multi-junction solar cell to answer to e...