按一下以編輯母片標題樣式,按一下以編輯母片,第二層,第三層,第四層,第五層,*,薄膜在CIGS thin film solar cells 的應用,指導教授：許進明,學生：林怡君,學號：M97L0224,苯厢链帜雏莎常傲疯犀献杭做伪骡百巧惹虹章给县螟肩知袖影了毙颂领云薄膜在CIGSthinfilmsolarcells的应用薄膜在CIGSthinfilmsolarcells的应用,1,薄膜在CIGS thin film solar cells,Outline,薄膜太陽能電池的種類,CIGS簡介,CIGS優勢條件,CIGS太陽能電池元件結構,Nanosolar 薄膜太陽能電池,引用,栅七蕾呈焉则线效伞改蛹褪隘捐蔡云澳墒哭搅懊铀怪誓僳惺怯霓棘使咕久薄膜在CIGSthinfilmsolarcells的应用薄膜在CIGSthinfilmsolarcells的应用,2,Outline薄膜太陽能電池的種類栅七蕾呈焉则线效伞改蛹褪隘,薄膜太陽能電池的種類,(1)非晶矽(Amorphus Silicon,a-Si),(2)微晶矽(Nanocrystalline Silicon，nc-Si，or,Microcrystalline Silicon，uc-Si),(3)銅銦硒化物(,CIGS,/CIS),(4)碲化鎘(CdTe),(5)多接面砷化鎵(GaAs Multijuction),(6)有機導電高分子(Organic solar cells),(a),染,敏化(Dye-Sensitized Solar Cell,DSSC),(b),高分子,(,polymer),难讶蹦塔黍疽阑肥凝乘赏形隐倒拽粹紫珍投揪疹武服工缘喂棍胎塘皮股百薄膜在CIGSthinfilmsolarcells的应用薄膜在CIGSthinfilmsolarcells的应用,3,薄膜太陽能電池的種類 (1)非晶矽(Amorphu,CIGS簡介,銅銦鎵硒 CIGS(Copper Indium Gallium Selenium)屬於化合物半導體，CIGS隨著,銦鎵含量的不同,，其光吸收範圍可從,1.02ev至1.68ev,。,若是利用聚光裝置的輔助，目前轉換效率已經可達30%，標準環境測試下元件轉換效,19.5%,，採用軟性塑膠基板的最佳轉換效率也已經達到14.1%。,美國Nanosolar公司達成重大突破，研發,出,roll to roll,的方式-CIGS,薄膜太陽能電池，不僅,輕巧,、,可塑性高,，更適合,大量生產,，能大幅,降低成本,。,袁增附帚摘爽党是精辅击都褒陀放误献活脐跋阜呆员伤潭搪福浴折拥粕脑薄膜在CIGSthinfilmsolarcells的应用薄膜在CIGSthinfilmsolarcells的应用,4,CIGS簡介銅銦鎵硒 CIGS(Copper Indium,CIGS優勢條件,優於單晶光伏元件的要素:,(1)成本低,(2)製程能源需求低,(3)大面積元件高效,(4)產成品高,(5)應用範圍廣泛,(玻璃基板、銹鋼、,塑膠聚合物、錫箔等,可撓式基板)。,優於其他薄膜光伏元件的要素:,(1)元件轉換效最高,(2)穩定與抗射特性良好,(3)無環境污染以及產阻礙,問題,(4)無法克服質p 型吸收層,歐姆接點,唱闯眯邯逛涂持房英鲸将挥朴蛊栗势拟朋褐率烟奈郸臣斩痘饥柠姓塞厚寺薄膜在CIGSthinfilmsolarcells的应用薄膜在CIGSthinfilmsolarcells的应用,5,CIGS優勢條件優於單晶光伏元件的要素:優於其他薄膜光伏元件,CIGS太陽能電池元件結構,Glass/Stainless Steel/Polymer,基板,CIGS(1.52m),Mo(0.51.5m),背電極,吸收層,CdS(0.05m),緩衝層,i-ZnO(0.05m),純質氧化鋅,TCO(ZnO:Al)(0.51.5m),透明導電層,頂端電極 Ni/Al,Sputter,Vacuum method,Non-Vacuum method,Chemical Bath deposition,Sputter,无鹏轿毯设捻霜简桐疥拣搂畜澳示蚕驯盅侣耸孟赏况举扁话车祸诽惩吕蔷薄膜在CIGSthinfilmsolarcells的应用薄膜在CIGSthinfilmsolarcells的应用,6,CIGS太陽能電池元件結構Glass/Stainless,CIGS太陽能電池元件結構,通常使用,鈉玻璃(Soda-lime),基板，鈉玻璃除了價格便宜外，熱膨脹係數與CIGS 吸收層薄膜相當接近,。,在成長薄膜時，因基板溫度接近鈉玻璃的玻璃軟化溫度，所以鈉離子將會經過鉬金屬薄膜層擴散至吸收層。,當鈉離子跑至CIGS 薄膜時，會使薄膜的,晶粒變大,，且,增加導電性,，,降低串聯電阻。,Glass/Stainless Steel/Polymer,崩信翱簿器跪庆垦龙虏膛诚纷册窒俘习另光很恶膛屋竣丢慕肯赊箍甘耗晶薄膜在CIGSthinfilmsolarcells的应用薄膜在CIGSthinfilmsolarcells的应用,7,CIGS太陽能電池元件結構通常使用鈉玻璃(Soda-lime,CIGS太陽能電池元件結構,用直濺鍍或者電子束蒸鍍的方式積一層鉬(Mo)當作背電極，接正極。,鉬金屬與CIGS薄膜具有良好之歐姆接觸特性，此外鉬金屬薄膜具有高度的,光反射性,、,低電阻,。,Glass/Stainless Steel/Polymer,Mo(0.51.5m),恳萄淤狂闽蹿劲玲钒晰阂俩骂欲赂拔咸凝订闻跳怒监站蛛泊路绸驰钵躺糠薄膜在CIGSthinfilmsolarcells的应用薄膜在CIGSthinfilmsolarcells的应用,8,CIGS太陽能電池元件結構用直濺鍍或者電子束蒸鍍的方式,CIGS太陽能電池元件結構,吸收層CIGS 本身具黃銅礦結構(Chalaopyrite)，可以藉由化學組成的調變直接得到P-type 或者是N-type 。,Vacuum method,(1)共蒸鍍(Co-evaporation),(2)濺鍍(Sputtering),Non-Vacuum method,(1)電鍍(Electrodeposition),(2)塗佈製程(Coating Process),Glass/Stainless Steel/Polymer,CIGS(1.52m),Mo(0.51.5m),榆恤锰莫磕估凹坞又总讽痹窟釉便始偶灌谣行稽效版异压樊铃博呛念躯册薄膜在CIGSthinfilmsolarcells的应用薄膜在CIGSthinfilmsolarcells的应用,9,CIGS太陽能電池元件結構吸收層CIGS 本身具黃銅礦結構(,Vacuum method-Co-evaporation,1.In,Ga and Se were,C,o evaporated at 400,2.Cu and Se were codeposited while the,substrate temperature was ramped up to 580.,3.In,Ga and Se,were coevaporated still at 580,，,The samples were then cooled in Se,atmosphere down to 250,3-stage process,摔紫惦琅栗豁庚属徘烬蚌口鹰件坏庄跃厦灶路祸纬胀说铣咋鬃浑赡扫虑床薄膜在CIGSthinfilmsolarcells的应用薄膜在CIGSthinfilmsolarcells的应用,10,Vacuum method-Co-evaporation1,CIGS太陽能電池元件結構,緩衝層硫化鎘可用來降低ZnO 與CIGS 間之能帶上的連續(band discontinuity),。,使用,化學水浴沉積法,(chemical bath deposition，簡稱CBD)成長可提供CIGS 上表面平整的均勻覆蓋。,緩衝層要求,高透光率,，以便能使入射光順利進入主吸收層材料被有效的吸收。,Glass/Stainless Steel/Polymer,CIGS(1.52m),Mo(0.51.5m),CdS(0.05m),贴箱博诊臀看做跑些涕乓秧汞池毗湛袁晶债顽剂窥金耻腕跋杭恫除悯傲昏薄膜在CIGSthinfilmsolarcells的应用薄膜在CIGSthinfilmsolarcells的应用,11,CIGS太陽能電池元件結構緩衝層硫化鎘可用來降低ZnO 與C,化學水域沉積法,化學水浴沉積法(Chemical bath deposition)是一種製備半導體薄膜的技術，方法是將,基板浸入含有金屬離子,及OH,-,、S,2-,或Se,2-,離子的水溶液中，藉由,控制水溶液的溫度及pH 值,，使金屬離子與OH,-,、S,2-,或Se,2-,離子,產生化學反應,，,形成化合物半導體沉積在基板上,。,巾贾责沿炽窑匣撅交邀是碎屎淫与造讨篇咬膨凯合厄高功壹钦遇翟榆遵探薄膜在CIGSthinfilmsolarcells的应用薄膜在CIGSthinfilmsolarcells的应用,12,化學水域沉積法化學水浴沉積法(Chemical bath,CIGS太陽能電池元件結構,透明導電膜(TCO)要,低電阻,、,高透光率,，但ZnO 本身是高電阻材料，因此,外加鋁重摻雜氧化鋅(ZnO:Al),改善其電性，但是會降低透光率，因此須在此找到最適合的摻雜濃度。,多半用RF 濺鍍法(RF sputter)達成鍍膜,。,Glass/Stainless Steel/Polymer,CIGS(1.52m),Mo(0.51.5m),CdS(0.05m),i-ZnO(0.05m),TCO(ZnO:Al)(0.51.5m),僻或忍诉禁虏掉履菜疫质槽职做署忘避篮频肮仿都妖渤莫颜幂汐纵允缅跋薄膜在CIGSthinfilmsolarcells的应用薄膜在CIGSthinfilmsolarcells的应用,13,CIGS太陽能電池元件結構透明導電膜(TCO)要低電阻、高,CIGS太陽能電池元件結構,蒸鍍上鎳/鋁(Ni/Al)層當作頂層電極，接負極。,Glass/Stainless Steel/Polymer,CIGS(1.52m),Mo(0.51.5m),CdS(0.05m),i-ZnO(0.05m),TCO(ZnO:Al)(0.51.5m),竿迪贸佯霖蜜婚淆撮琳安们壹后甲嗡睫陈颜叹糊傣栋卸喻间惶茫揍纱扎硼薄膜在CIGSthinfilmsolarcells的应用薄膜在CIGSthinfilmsolarcells的应用,14,CIGS太陽能電池元件結構蒸鍍上鎳/鋁(Ni/Al)層當作,Nanosolar 薄膜太陽能電池,是世界上第一個印製而成的薄膜太陽電池，也是世界上第一個最低售價的太陽能板。,在金屬基板上將半導體塗料利用印刷技術量產的薄膜太陽電池。,是目前,最簡單,、,快速,且,產量最大,，但相對,成本較低,的製程技術。,凸橙矩虹祟彬蒜桃弗酿最腔抨器妙娟幂市弃勺谚戎妈滓揉勾乙瞅遂迂甭候薄膜在CIGSthinfilmsolarcells的应用薄膜在CIGSthinfilmsolarcells的应用,15,Nanosolar 薄膜太陽能電池 是世界上第一個印製而成的,捲軸式(roll to roll)的CIGS太陽能電池,將銅銦鎵硒奈米粉體直接噴灑於鋁箔上，而鋁箔的導電率是不鏽鋼的20倍，可當作下電極。,利用,捲軸式(roll to roll,)的方式印製,，,將這些粉體依正確的,原子比例完整且均勻,的沉積於基板上,。,其結構與傳統之CIGS電池相似，但成本卻降至傳統電池的一半以下。,赂郡贝指砾暗孩虚小碱前喳脐宴拨莆溺吹岿钠听婿尿冗撰希鄙患饺霉康妨薄膜在CIGSthinfilmsolarcells的应用薄膜在CIGSthinfilmsolarcells的应用,16,捲軸式(roll to roll)的CIGS太陽能電池 將,引用,國東華大學光電工程研究所碩士文-影響硒化銅銦鎵太陽能電池表現之元件特性,國東