Top PDF 2018학년도경찰대학1차시험(국어)2018학년도경찰대학1차시험(국어)
新穎矽量子點薄膜應用於太陽能電池之開發
開發具有多重能隙的多接面元件結構以有效減低光損耗是不可或缺的要件。
有鑒於矽量子點的獨特光學特性，我們提出並開發『漸變矽過多氧化矽多層 膜』與『氧化鋅矩陣材料整合』，期望能在保有矽量子點特性下，同時克服目前 應用於 SC 所遭遇的載子傳輸效益明顯受限的瓶頸，以製作出更具應用潛力的新 穎矽量子點薄膜。此篇論文首先即介紹 SC 的重要性和發展現況，與目前矽量子 點應用於 SC 的優勢與挑戰，並提出我們的研究目的且簡介此研究過程中的相關 製程與分析儀器。
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應用雷射、電子束再結晶非晶矽太陽能電池薄膜之研究
二、研究目的
本研究目的是在開發低溫多晶矽（LTPS）製程以應用於太陽能電池，希望能研發製程 簡單及成本低廉的多晶矽薄膜型太陽能電池，以簡化多晶矽薄膜製程與降低成本為目標，
故本研究結合非晶矽沈積與準分子雷射結晶技術製作多晶矽薄膜。先以電漿輔助化學氣相 沈積非晶矽薄膜於玻璃基板，再以準分子雷射為加熱源，熔融非晶矽薄膜使其凝固結晶成 為多晶矽薄膜。藉由改變準分子雷射的能量密度與雷射發數，分析這兩個實驗參數對多晶 矽薄膜的影響，以及確定多晶矽薄膜剖面爆炸結晶與超級側向生長的機制，最後再討論實 驗參數對側向晶粒尺寸的影響。
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太陽光能發電元件-太陽能電池
隨著半導體物性的逐漸了解，以及加工技術的進 步，第一個太陽能電池在 1954年誕生在美國的貝 爾實驗室。1973 年發生了石油危機，讓世界各國 察覺到能源開發的重要性。由於太陽光是取之不 盡，用之不竭的天然能源，除了沒有能源耗盡的 疑慮之外，也可以避免能源被壟斷的問題，因此 各國也積極地發展太陽能源的應用科技，期望由 增加太陽能源的利用來減低對化石能源的依賴 性。
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無機螢光粉在提升矽基太陽能電池轉換效率之應用
圖 16 大氣圈外(AM0)與地表上(AM1.5)太陽光能量光譜 [14]
太陽電池元件的電性量測可分別於戶外或是室內來進行，而太陽 電池元件容易受到溫度、照度與地利位置等因素影響，所以在戶外進 行量測所得到的數據不易有再現性與可比較性，雖不利於太陽電池的 研究開發之用，但對於已完成的太陽電池模組的實際發電效率監控卻 有莫大的助益。基於前述理由，目前主要的太陽電池元件量測工作大 都於室內進行，元件電性量測過程所需的太陽光線，是利用太陽光模 擬器來提供近似太陽光譜的光源，同時因為太陽電池元件的電力輸 出，與太陽光頻譜有著密不可分的關係，因此太陽光模擬器的優劣，
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量子點太陽能電池之開發及應用
□赴大陸地區出差或研習心得報告一份
出席國際學術會議心得報告及發表之論文各一份
□國際合作研究計畫國外研究報告書一份
處理方式：除產學合作研究計畫、提升產業技術及人才培育研究計畫、
可應用於太陽能電池之奈米結晶矽量子點埋入式氧化鋅薄膜之特性研究
不受教的包容，當然還要感謝那台有牛奶味的筆電。在您的提點，指導下，這兩 年雖然辛苦但收穫卻比想像中多很多很多。一起奮鬥拼畢業的夥伴們 文齡、Ping，
妳們真的在實驗上幫我很多，讓我在做實驗的過程能事半功倍。已經畢業的學長 們胖胖、G龍、佑佑哥，不論在機台操作或問題討論上對我都有莫大的幫助，當 然還有夥伴雋崴、立勳、紹平，以及贊文、資岳、家揚、品佐、佳裕學長們，加 上權政、為智、哲嶢、開昊這群學弟妹們，你們每位大家都在我碩班生活裡扮演 不可或缺的角色，深深的一鞠躬，感謝PTLee這個大家庭。最後，感謝在碩班結 束前一起做thermal實驗的笨蛋，短短的一個半月，笨蛋事蹟卻可以講一年半之 久，我想我是開心的，謝謝你。
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可應用於太陽能電池之奈米結晶矽量子點埋入式摻鋁氧化鋅薄膜與p型氧化鋅薄膜之特性研究
研究所的生活雖然只有短短 兩年，卻令我受益匪淺也印象深刻。不論是每一 次的實驗室聚餐、與夥伴們的吵吵鬧鬧、在排球場上的廝殺或半夜在奈米中心做 實驗，都讓我難以忘懷。雖然在研究過程中，遇到很多的挫折與失敗，但有實驗 室夥伴們的支持與幫助，及自己永不放棄的精神，使得研究終於有所成果。在此，
量子點和金屬增益螢光材料在提升單晶矽太陽能電池之應用
如圖 1-4-9、圖 1-4-10，Lakowicz 博士在 2003 年在玻璃基板上 長銀島[25]，藉由 Biotin 與 Avidin 之間的特異吸附能力，使 Avidin 固 定於基板上並鏈結著具有螢光標記的 DNA oligomers。藉由改變 BSA-Biotin 與 Avidin 鍵結的層數，來改變螢光分子與銀島之間的距 離。單層的厚度約為 9nm，觀察到隨著 BSA-Biotin 與 Avidin 鍵結層數 增加，螢光分子與銀島距離增加發光強度減弱，螢光分子的 decay time 與發光強度成反比。解釋是因為侷域化電場在單層厚度 9nm 時 為最強，其強度隨著距離增加而呈現指數衰退，所以為了產生金屬 螢光增強效應，必須在螢光分子與金屬奈米粒子間保持間距，太遠 太近都不理想。太近會螢光能量淬熄，太遠則侷域化電場增強不多。
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複晶矽應用於太陽能電池之研究與最佳化
電子工程學系 電子研究所碩士班
摘要
相較於現行直接利用矽晶圓製作的太陽能電池，利用薄膜複晶矽製作的太陽 能電池可有效的減低成本。但由於薄膜複晶矽的晶粒較小而造成在晶粒邊界大量 的覆合電流，以及由於厚度較薄造成較低的光吸收率，這些問題均仍待進一步研 究並克服以期能達到更有效率的薄膜複晶矽太陽能電池。其中，增加晶粒大小是 解決問題的方式之一，因其可使晶粒邊界減少以降低在晶粒邊界造成的載子覆 合，進而增進複晶矽太陽能電池的效率。直接沉積複晶矽於非矽基板上可以很容 易的得到複晶矽薄膜，但直接沉積會導致其晶粒過小而造成前述問題。因此，為 了得到較大的晶粒，已有許多不同使矽結晶的方式被研究。在本篇論文中我們利 用固相結晶法以及鋁誘發結晶法來得到我們所需的複晶矽材料。利用鋁誘發結晶 法可得到相當大的晶粒大小(1~50μm)，但因為鋁誘發結晶法會使產生的複晶矽中
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奈米圖形化玻璃基板應用於非晶矽薄膜太陽能電池
其中我們也利用 RCWA 模擬將仿生結構的周期與高度作最佳化的分析，於實際 元件製作中我們發現，受制於非晶矽薄膜之厚度過薄，高度過高的仿生結構將導 致薄膜覆蓋不均勻，影響元件電性之表現，因此光學最佳化之結構並不一定能得 到最佳的光電轉換效率，在太陽能電池元件電性與仿生結構高寬比的分析中，我 們認為在考慮電特性的情況下， 最佳的玻璃基板奈米結構深寬比大約界於 0.2~0.3 之間，這樣的深寬比選擇讓我們在光學特性與電特性中找到平衡，雖然 我們最後所採用之結構並非光學最佳化之結構，但我們仍然觀察到使用仿生結構 玻璃基板的非晶矽薄膜太陽能電池有全波段的外部量子效率提升，與光電轉換效 率的提升。
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新穎高效率太陽能電池之研究
接著我要感謝這四年半來共事過的學長、夥伴以及學弟妹們。我記得當時暑 假剛進研究室自行架設霍爾量測系統時，就是第一屆家榮和之皓學長協助我焊接 轉接頭以及扒開吸得牢牢的永久磁鐵，這對剛進研究所的我而言的無疑是最印象 最深刻的事情。再來是第二屆的一清、MOMO 以及立維學長，除了平時就教你們 的問題都能耐心的回答以外，在你們畢業之際我們共同研究的成果稍後亦成功地 發表在國際期刊上，相當令人振奮。第三屆我的夥伴家豪，無論是畫光罩或是做 實驗都非常有 sense，論資排輩你對於實驗室的貢獻也算是數一數二；另外一位夥 伴柏緯，雖然你平時有點白爛，但是模擬該衝的時候你也是會咬緊牙關向前進，
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透明導電膜氧化鋅摻雜鋁之成長與應用於矽薄膜太陽能電池之研究
(一)蒸鍍(Evaporation)
(二)分子束磊晶成長(Molecular Beam Epitaxy, MBE) (三)濺鍍(Sputter)
上述三種方式中，濺鍍擁有可以達到穩定的沈積效率、大尺寸的沈積 厚度控制、精確的成份控制及較低的製造成本而廣為應用於半導體工 業中。然而濺鍍的方法亦有直流濺鍍，射頻濺鍍，磁控濺鍍等差異區 分，一般濺鍍多在兩極間施加一直流電壓，稱為直流濺鍍，通常是利 用氣體的輝光放電效應，產生正離子束撞擊靶原子。直流濺鍍並不能 濺鍍絕緣體，由於在直流濺鍍時，撞擊陰極靶材的離子所帶的電荷因 無法被中和而滯留在靶材面上，使靶材形成帶正電的狀況而阻止正電 荷離子靠近，但使用射頻(RF)濺鍍則可避免這個問題發生。所謂的射 頻濺鍍是在介電質靶材背面加一金屬電極且改用射頻交流電(多用 13.56 MHz)，因電子比正離子移動更快速，因而在射頻的正半週期已 飛向靶面中和了負半週期所累積的正電荷，由於頻率的高速轉換，正 離子一直留在電漿區，對靶材仍然維持相當高的正電位，因此濺射得 以繼續進行。
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黑色矽巨孔洞陣列結構應用於矽晶太陽能電池之研究
4.3 黑色矽巨孔洞陣列結構之總討論
本研究以黃光微影製程定義圖案，並搭配電化學蝕刻之整合技術，成功將矽
基材製作成黑色矽巨孔洞陣列結構，具有極佳的抗反射性。表 4-2 為本研究的實
驗參數與結果整理。 圖 4-22 為在基板 525 m 與 380 m 情況下，進行 0.5 hr 的光 輔助電化學蝕刻時之蝕刻電流比較圖。由此蝕刻電流比較圖，可以推測後續蝕刻 形貌之所以不同，是受到不同蝕刻電流影響所致。圖 4-23 與圖 4-24 顯示在基板 525 m 與 380 m 情況下，黑色矽巨孔洞深度與深寬比皆隨著時間的延長而增 加。然而，太陽光光譜能量最強範圍為中波長波段，根據文獻【39】可得知，以 矽晶太陽能電池而言，中波長的光主要是在空乏區域內產生電子電洞對，可以直 接由內建電場將載子分離，也可說是對光電流貢獻最多的地方。因此，將結構深 度的增加，相對的也是增大 P-N 接面面積，這樣一來，當光進入此高深寬比的結 構中，如同進入高樓大廈一般，可以讓光源打到空乏區的機會增多，也同時增加 載子分離的機會，增大光電流，這也是未來讓效率提升的關鍵。
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水溶性碲化鎘量子點之製備與其在太陽能電池之應用
雯，雖然我們研究領域不同，但你們的關心與陪伴，讓我覺得不孤獨，希 望你們不論上班或實習都能有很好的成就；感謝阿婉時常在晚上陪我做實 驗，還得辛苦的維修高溫爐，要過的開心不要太操勞，氮化物螢光粉研究 要加油唷!感謝阿 Mo 總是給我欺負，讓我的惡魔角能出來透透氣，你零零 落落的台語真的帶給我很多的歡樂，微波轉型白光要加油唷!感謝子蘊貼心 為大家張羅吃吃喝喝行程，有你這樣稱職的秘書在實驗室，很幸福唷，實 驗也要加油!感謝小拉老是和我鬥嘴，驚人的食量與天兵的趣事，讓我大開 眼界，跑同輻時記得也要多多休息唷!量子剪裁研究一樣要加油唷! 感謝小 p 幫我濃縮，p 式無厘頭笑話挺冷的，逗你也挺有趣，華映白光計畫加油咧；
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電子光斑干涉術應用於矽晶太陽能電池之裂縫檢測
在未加任何負荷的狀況下，裂縫保持直線狀態，若施予適當的負荷，
裂縫即呈現開口形狀，如圖 3.6 所示。非貫穿型的裂縫是利用二維模 型沿厚度方向往三維模型，裂縫深度到達預定的程度時，將裂縫面封 閉後，才繼續延展該區域體積，即可完成非貫穿試片的裂縫模型。依 照太陽能電池模型四分之一對稱形式，模擬裂縫方向主要以兩種形式 作討論，多晶矽材料的晶格排列無特定方向，模擬裂縫延展的方向僅 以水平或垂直方式呈現；單晶矽材料上的裂縫延展則沿著 45°方向建 立，如圖 3.7 所示。除了以上討論的裂縫之外，太陽能電池上經常出 現一些表面刮傷，此類型缺陷的表面積通常比裂縫大，深度通常較 小。表面有刮傷時，會使 P 型或 N 型半導體暴露於空氣中，而使小 微塵的堆積在此區域，進而影響傳導電流，對太陽能電池的電性會有 些微的影響，然而，此缺陷卻不會造成完全性的破壞。在模擬分析中，
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新穎倒置結構之有機太陽能電池
III
摘要
本研究主要是探討一種倒置結構之有機太陽能電池，此倒置結構之元件，擁有 氧化鋅薄膜作為一個電子傳輸層，鍍上 P3HT:PCBM 作為光反應層，並利用 PEDOT:PSS 當作電洞傳輸層，最後蒸鍍上銀電極。相對於傳統式的有機太陽能電池，倒置結 構使用功函數較高的電極，移除了原本較低功函數容易產生氧化的鋁電極，可以 有效地提升有機太陽能電池的壽命。本文中探討了紫外光對於氧化鋅電子傳輸層 產生的效應，以及對倒置太陽能電池元件效率的影響，並量測電子電洞的結合效 率。此外，我們還介紹了使用石墨烯氧化物以及石墨烯在倒置有機太陽能電池中 作為一個電洞傳輸層，取代了傳統的 PEDOT:PSS，並且展現了不錯的效率。最後，
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高穩定性及高效率矽薄膜太陽能電池
第一章 導 論
1.1 前言
現在，全球正共同面臨二大迫在眉梢的問題－能源枯竭與溫室效應。自從工 業革命以來，人類的經濟活動大量使用化石燃料，已造成大氣中二氧化碳等溫室 氣體的濃度急速增加，產生愈來愈明顯的全球增溫、海平面上升及全球氣候變遷 加劇的現象，對水資源、農作物、自然生態系統及人類健康等各層面造成日益明 顯的負面衝擊。現今人們主要依賴的傳統能源存量有限，依估算，石油儲藏量剩 下 1 兆 338 桶，可使用 43 年；天然氣儲藏量剩下 146 兆立方公尺，可使用 62 年。另外，傳統排放 CO 2 更是嚴重造成地球暖化的問題，目前地球平均溫度比 20 年前高 0.2℃以上。為了確保能源自主和達成溫室氣體減量的目標，各國政府 均投入大量人力、物力發展綠色能源，自 2003 年起即以每年 40%左右速度快速 成長。因此增加無污染能源之開發與使用，是攸關人類生活之重要努力方向。
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以非晶矽鍺碳發展之薄膜堆疊型太陽能電池
感謝奈米元件實驗室工程師黃文賢、王昭凱、游文謙、陳彥佑、林耿正、林鈺閔，
你們在實驗儀器上的指導使得我更懂得如何操作儀器。。
感謝這兩年和我共同奮鬥的同學們育新、泓瑜、皇彥、國欽、俊凱，以及世杰、良 豪、大頭、卡卡等學弟妹，有了你們的陪伴讓我的碩班生涯更加多采多，使我能順利的 完成研究。祝福你們未來在實驗上事事順利。