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Chapter 7 化合物半導體 II-VI 族太陽能電池   

Chapter 7 化合物半導體 II-VI 族太陽能電池   . 7-1 化合物半導體 II-VI 族太陽能電池的發 展及其演進 7-2 化合物半導體 II-VI 族太陽能電池的基 本結構及其特性 7-3 化合物半導體 II-VI 族太陽能電池的製 程技術. 內容大綱. 本章節將討論以及探討的內容,主要是: 化合物半導體 II-VI 族太陽能電池的發展及其演進 化合物半導體 II-VI 族太陽能電池的基本結構及其特性 化合物半導體 II-VI 族太陽能電池的製程技術. 210. 210. 7-1 化合物半導體 II-VI 族太陽能電池的發展 及其演進.

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Chapter 7 化合物半導體 II-VI 族太陽能電池   

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Presentation Transcript


  1. Chapter 7化合物半導體II-VI族太陽能電池    第七章 化合物半導體II-VI族太陽能電池  P 7-1 化合物半導體II-VI族太陽能電池的發 展及其演進 7-2 化合物半導體II-VI族太陽能電池的基 本結構及其特性 7-3 化合物半導體II-VI族太陽能電池的製 程技術

  2. 內容大綱 本章節將討論以及探討的內容,主要是: 化合物半導體II-VI族太陽能電池的發展及其演進 化合物半導體II-VI族太陽能電池的基本結構及其特性 化合物半導體II-VI族太陽能電池的製程技術 第七章 化合物半導體II-VI族太陽能電池  P 210

  3. 210 7-1 化合物半導體II-VI族太陽能電池的發展 及其演進 第七章 化合物半導體II-VI族太陽能電池  P • 在薄膜型太陽能電池方面,矽系列或矽基 (Si-Based) 薄膜型太陽能電池之外,碲化鎘系列或碲化鎘基 (CdTe-Based) 太陽能電池,亦是眾多種類薄膜型太陽能電池中的一種,它亦是薄膜型太陽能電池之中,發展歷史最長久的。 • 1956年美國RCA公司發展出碲化鎘基太陽能電池, • 1963年Cusano博士,使用碲化鎘 (CdTe) 以及碲化銅 (Cu2Te) 製作出異質接面型太陽能電池元件,1979年法國的CNRS公司使用氣相傳輸沉積法 (Vapor Transport Deposition, VTD) 在n型晶片基板表面 ,沉積p型碲化鎘薄膜而製作出轉換效率為7.0% 左右的太陽能電池。

  4. 7-2 化合物半導體II-VI族太陽能電池的基本結構及 其特性 以鎘為系列之薄膜型太陽能電池的種類: 碲化鎘 (CdTe) / 硫化鎘 (CdS) 硫化鎘 (CdS) / 硫化亞銅 (Cu2S) 鋅鎘硫化物 (ZnxCd1xS) 第七章 化合物半導體II-VI族太陽能電池  P 211

  5. 硫化鎘的存在是以兩種不同的礦物質,一為硫鎘礦 (Greenockite),而另一為方硫鎘礦 (Hawleyite)。在硫鎘礦方面,它是一種六方晶體 (Hexagonal) 的纖鋅礦 (Wurzite) 晶體結構;而在方硫鎘礦方面,它則是一種閃鋅礦 (Sphalerite/Zinc Blende) 晶體結構,而硫化鎘的晶格常數為0.586 nm,如圖7-1所示的。 7-2-1 硫化鎘 (CdS) 以及碲化鎘 (CdTe) 半導體材料的基本特性 第七章 化合物半導體II-VI族太陽能電池  P 212 圖7-1 硫化鎘的晶體結構示意圖

  6. 在室溫狀態之下,碲化鎘的晶體結構是閃鋅礦結構,而其晶格常數為0.648 nm,如圖7-2所示 第七章 化合物半導體II-VI族太陽能電池  P 213 圖7-2 碲化鎘的晶體結構示意圖

  7. 7-2-2 硫化鎘 (CdS) 以及碲化鎘 (CdTe) 太陽能電池的基本結構及其特性 以鎘為系列之薄膜型太陽能電池的元件結構: 表板結構型 (Superstrate Structure) 基板結構型 (Substrate Structure) 如圖7-3(a) 以及 (b) 所示 第七章 化合物半導體II-VI族太陽能電池  P 213

  8. 第七章 化合物半導體II-VI族太陽能電池  P 214 圖7-3 表板結構型的(a) 以及基板結構型的(b) 鎘系列薄膜型太陽能電池

  9. 事實上,碲化鎘基薄膜型太陽能電池的種類: 有p-n同質接面型的 p-n異質接面型的 等兩種太陽能電池,如圖7-4所示的 第七章 化合物半導體II-VI族太陽能電池  P 215 圖7-4 p-n同質接面型的(a) 以及p-n異質接面型的(b) 碲化鎘基薄膜型太陽能電池

  10. 就碲化鎘 (Cadmium Telluride, CdTe) 以及硫化鎘 (Cadmium Sulfide, CdS) 太陽能電池而言,其元件結構的排列,分別地為: 玻璃基板 (Glass Substrate) 透明導電膜 (Transparent Conductive Oxide Film) 前面接觸電極及碲化鎘 (Front Contact Electrode and CdTe) 硫化鎘 (CdS) 背面或裏面接觸電極 (Back Contact Electrode) 等不同厚度的薄膜層 其基本的元件結構示意圖,如圖7-5所示的 第七章 化合物半導體II-VI族太陽能電池  P 214

  11. 第七章 化合物半導體II-VI族太陽能電池  P 215 圖7-5 碲化鎘 / 硫化鎘太陽能電池的基本元件結構示意圖

  12. 7-3-1 硫化鎘 (CdS) 以及碲化鎘 (CdTe) 太陽能電池的製程技術 . 第七章 化合物半導體II-VI族太陽能電池  P 218 用於製作太陽能電池的玻璃基板材料,其標準的厚度是2.0~4.0 mm左右 圖7-6 表板結構型的太陽能電池元件製作的整個流程示意圖

  13. 第七章 化合物半導體II-VI族太陽能電池  P 219 • 碲化鎘 (CdTe) 薄膜層的主要製程技術種類,如下所述的;以碲化鎘為系列之薄膜型太陽能電池的製程技術,分別地有: • 電鍍沉積法 (Electro-Deposition, ED) • 密閉空間式的昇華法 (Closed-Space Sublimation, CSS) • 網版印刷法 (Screen Printing, SP) • 噴霧沉積法 (Spray Deposition, SD) • 氣相傳輸沉積法 (Vapor Transport Deposition, VTD) • 有機金屬化學沉積法 (Metallic Organic Chemical Vapor Deposition, MOCVD) • 濺鍍法 (Sputtering)

  14. 第七章 化合物半導體II-VI族太陽能電池  P 220 圖7-7 碲化鎘 / 硫化鎘太陽能電池的代表性製程設備系統簡易的示意圖

  15. 第七章 化合物半導體II-VI族太陽能電池  P 220 圖7-7 碲化鎘 / 硫化鎘太陽能電池的代表性製程設備系統簡易的示意圖

  16. 第七章 化合物半導體II-VI族太陽能電池  P 220 圖7-7 碲化鎘 / 硫化鎘太陽能電池的代表性製程設備系統簡易的示意圖

  17. 7-3-2 硫化鎘 (CdS) 以及碲化鎘 (CdTe) 太陽能電池的模組技術 . 第七章 化合物半導體II-VI族太陽能電池  P 223 • 在硫化鎘 (CdS) 以及碲化鎘 (CdTe) 太陽能電池方面,其模組的組合方式: • 串接式 (In-Series Connection) • 並接式 (In-Parallel Connection) • 其代表性的模組結構示意圖,如圖7-8所示

  18. 第七章 化合物半導體II-VI族太陽能電池  P 223 圖7-8 碲化鎘 / 硫化鎘太陽能電池的代表性模組結構示意圖

  19. 第七章 化合物半導體II-VI族太陽能電池  P 223 圖7-8 碲化鎘 / 硫化鎘太陽能電池的代表性模組結構示意圖

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