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結合次波長結構與氧化銦錫抗反射層於三五族太陽電池之研究
高仲均
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實驗內容 1.針對III-V族化合物太陽電池進行單/多層抗反射結構模擬分析及鍍膜試驗,並進行光學特性分析工作，以掌握最佳製程參數及抗反射性能. 2.採用成本低且容易scaleup的膠體晶體技術（ colloidal lithography ）來製作SWS(sub wavelength structure)結構,以獲得漸變折射之等效抗反射薄膜，並結合ITO透明導電氧化層增加電子收集效益。 3.以最佳化之ARC結構製作單結/多結III-V族化合物太陽電池，並分別進行效率之量測。 Page 2
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奈微米模擬結構示意圖 利用R-Soft之DiffractMOD軟體進行分析。 材料的折射係數(n)與消光係數(k):SOPRA資料庫
SWS(Si3Nx、ITO) SWS(Si3Nx、SiO2)+ITO薄膜 材料的折射係數(n)與消光係數(k):SOPRA資料庫 Page 3
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次波長(SWS)ARC薄膜在最佳厚度下之反射率與波長之關係圖
Si3Nx及ITO之SWS微結構之抗反射模擬分析 Si3Nx之SWS微結構+ITO薄膜之抗反射模擬分析 SWS SiNx 800nm+Base100nm R(%) 3.52 ITO 800nm+Base100nm 0.56 SiNx 800nm ITO厚度(nm) 25 50 75 100 3.60 5.24 7.08 7.94 7.47 Page 4
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Cell SEM 表面形貌分析 DARC(SiNx+ITO) DARC(SiO2+ITO) SWS ARC：Si3N4
SWS ARC：Si3N4/ITO Page 5
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結論 1.本研究探討薄膜型抗反射層以及次波長微結構抗反射層應用在III-V族化合物太陽能電池上之效應，以增加其光電流以提升效率。
2.DARC:(SiNx+ITO)、(SiO2+ITO)的平均反射率為12.10%、10.25%，效率提升了27%及29%。 3.次波長結構(SWS SiNx及SWS SiNx+ITO薄膜)效率則分別提升了25%、34%。 4.SWS搭配ITO薄膜的結構相對於未加ITO薄膜的SWS結構其短路電路電流提升了5%，因此ITO薄膜的應用確實可提升太陽能電池效率，不過需經適當設計使ARC結構達到漸變折射率的條件，則可在降低反射率的同時也能獲得光電子收集效益改善的雙重作用。 Page 6
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