利用溅镀成长氧化锌掺杂钼透明电极于太阳能电池之应用.PDF

利用濺鍍成長氧化鋅摻雜鉬透明電極於 太陽能電池之應用 計畫主持人 林天財 崑山科技大學電機工程系 摘 要 以高價元素摻雜氧化鋅薄膜，在低掺雜濃度下可得高載子濃度，因此薄膜有較高 載子遷移率。本研究中使用射頻濺鍍法進行氧化鋅及鉬共濺鍍成長於玻璃基板上，改 變不同製程條件，研究其薄膜之光電特性。研究中發現在固定沉積時間 45min ，鉬功 率 20W~30W皆出現 ZnO的繞射峰， 35W~40W時呈現非晶狀態。由電性分析可知鉬 功率 20W~30W呈現 n-type ，35w~40W呈現 p-type 。由光學分析可知在n-type 平均光 -2 穿透率72.5% ，p-type 平均光穿透率 34.5% 。電性分析中最佳電阻率為1.1×10 Ω-cm ， 21 -3 2 載子濃度為 2.2×10 cm ，遷移率為0.63cm /Vs ，平均光穿透率81% ，在氧化鋅摻雜 鉬薄膜與 ITO 、AZO及 GAZO 薄膜比較，發現在紅外光區域有較高光穿透率，此種特 性可以增加太陽能電池在紅外光區的穿透率，提高太陽能電池的轉換效率。 關鍵詞 射頻濺鍍、氧化鋅、透明導電膜: 一、研究動機與目的 雜，使薄膜為 P型特性，這種具有雙極性 以透明導電膜的來看，由於ITO因為 [2]的材料對於 P-N 接面的製作是相當有 光、電特性良好，且製程成熟，廣泛為業 利的，所以 P型氧化鋅的製備也是最近研 界所用。現今電子產品的需求量逐年增 究的焦點。 ZnO 薄膜的製備方法很多，諸 加，以長遠角度來看 ITO遲早會遇到原料 如：射頻濺鍍法、直流濺鍍法、中頻濺鍍 短缺及價格過高問題，且 ITO在高溫使用 法、離子噴塗法及化學氣相沈積法。對於 下並不穩定，在諸多不利條件下促使許多 ZnO 薄膜的性質來說，濺鍍製程很重要， 人們積極投入其它透明導電膜研究，希望 本研究採用射濺鍍法製備 ZnO:Mo 薄膜， 能找出更優良的透明導電材料。氧化鋅 原計畫以中頻濺鍍成長薄膜但因為實驗室 (ZnO)是目前被認為與 ITO 類似的材料之 的中頻濺鍍系統無法作基板加溫，薄膜性 一，經由文獻[3 ，6 ，7 ，8 ，9]證明氧化鋅 質不佳，以改善薄膜性質，故以射頻磁控 經適當的摻雜可得到電性較佳的薄膜，穿 濺鍍系統製備 ZnO:Mo 薄膜，射頻磁控濺 透率在可見光波段跟 ITO 類似，且製作氧 鍍法不但符合環保，不造成污染而且製得 化鋅薄膜成本較低、不具毒性等優點，因 的薄膜品