學位論文
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Item 黑色矽巨孔洞陣列結構應用於矽晶太陽能電池之研究(2009) 李幸憲隨著石化燃料日益短缺與環保意識的高漲，人類亟需一種乾淨、無污染的能量來源，以應用於再生能源。太陽光能取之不盡，用之不竭，在發電的過程中無噪音且零汙染，因此，太陽能電池被視為最具潛力的再生能源。目前市面上的商用太陽能電池，其抗反射結構僅侷限於隨機金字塔結構，並無法達到最佳的抗反射效能。有鑑於傳統的太陽能電池製作方法，對於抗反射效能的提升極為有限，故本研究提出以黃光微影定義圖案搭配光輔助電化學蝕刻(PAECE)之整合技術，在矽晶片表面製作高深寬比的黑色矽巨孔洞陣列結構，而此結構將使太陽電池具有較佳的抗反射效能。 多孔矽成長於525 um與380 um之矽基板，當PAECE蝕刻時間為0.5 hr、1 hr、1.5 hr及2 hr條件下，皆能得到黑色矽巨孔洞陣列結構，且其反射率皆能大幅度降低。在280 nm-800 nm波長範圍內，空白矽晶片的平均反射率為37.35 %。未經過PAECE蝕刻的倒金字塔陣列，平均反射效率為6.2 %；具倒金字塔陣列再經PAECE蝕刻後，於525 um之矽基板條件下，經過30分鐘的PAECE蝕刻後，平均反射效率可大幅降低為1.02 %，而經過2 hr的PAECE蝕刻後，平均反射率更可降低為0.81 %。若晶片減薄至380 um時，經過2 hr的PAECE蝕刻後，能進一步降低反射率至0.72 %。此時結構除了具有倒金字塔的形貌外，尚還具有深凹的巨孔洞、微溝渠、隨機多孔矽及黑色多孔矽薄膜層等五種特殊結構。本研究提出的新型複合結構將能具有良好的光捕捉效應，並且增大受光表面積與P-N接面面積，可實際應用於單晶矽太陽能電池，將使太陽能電池的效率能進一步提升。