太阳能电池制作及量测实验.docVIP

太阳能电池制作及量测实验 实验目的: 学习基本太阳能电池的原理、制作及量测 实验设备: 超音波震洗机、快速加热退火炉(Rapid Thermo Annealing Furnace)、旋转涂布机(Spin Coater)、研磨机、真空热蒸镀机(Thermo Evaporator)、打线机(Wire Bounder)、双极性电源电表(KEITHLEY 236)、个人计算机、GPIB适配卡、Labview图控软件、氙灯 实验步骤: 以接口活性剂、丙酮、去离子水清洁P-type的硅芯片、以BOE溶液去除芯片上的氧化层(SiO2)。 以2% KOH(氢氧化钾)+8% IPA(异丙醇)混合溶液在75°C温度蚀刻芯片表面。 将硅芯片浸泡于浓硫酸(H2SO498%)与过氧化氢(H2O230%)的混和溶液(体积比为4：1)，温度保持90℃，浸泡时间为15分钟，以增加P509与基板间的亲水性(hydrophilic)。 将P509(五氧化二磷溶液)用旋转涂布机均匀涂布在P-type的硅芯片上。 再将芯片放入快速加热退火炉(RTA)中加热(1150℃4分钟)，通入氮气(N2)与氧气(O2)，气体流量分别为450与150sccm，使磷原子掺杂(Doping)进P-type芯片上内形成P-N junction。 以BOE溶液去除芯片上的含磷SiO2(PSG)，再用研磨机磨除芯片边缘。 快速热氧化: 石英管中通流量为150sccm的氧气，温度设定1050℃，加热90秒。 以BOE溶液去除芯片上的SiO2。 将芯片背面(P-type面)放入真空热蒸镀机中蒸镀平面铝电极。 10．再将芯片放入快速加热退火炉(RTA)中作Anneal(通氮气550℃的温度加热20分钟)，使P-type面获得良好的奥姆接触(Ohmic Contact)。 10．将芯片正面(N-type面)放入真空热蒸镀机中蒸镀栅栏形铝电极。 11．再次将芯片放入快速加热退火炉(RTA)中作Anneal(通氮气400℃的温度加热15分钟)，使N-type面获得良好的奥姆接触(Ohmic Contact)。 12．用打线机将铝电极和基座作联机，完成太阳能电池。 13．将太阳能电池接上KEITHLEY 236，透过GPIB接口，卡连接到个人计算机，以白炽灯照射太阳能电池，用Labview图控软件绘出电压-电流曲线。 学习目标: 了解P-N junction能阶图的义意、太阳能电池的电压-电流曲线、影响太阳能电池效率的因素、基本半导体制程 注意事项: BOE含氢氟酸须全程在排气柜中取以塑料吸管取用，容器不可用玻璃材质，全程戴手套以策安全。 芯片严禁以手触摸，必须用摄子夹取或戴手套拿取。 真空热蒸镀机及快速加热退火炉操作前务必先开冷却水循环机。 参考数据: 陈建良,奈米结构单晶硅太阳电池之制程及研究,国立台湾大学物理系硕士论文 施敏,半导体组件物理与制作,国立交通大版,第二版pp.384 /wiki/Solar_cell http://www.solarserver.de/wissen/photovoltaik-e.html .tw/_NewFiles/popular_science.asp?add_year=2003popsc_aid=109