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雙   層   鉬   薄   膜  於  CIGS 太   陽   能   電   池   之   影   響 ,[object Object],[object Object],1 聖約翰科技大學自動化及機電整合 研究生 2 聖約翰科技大學機械與電腦輔助工程系 教授
大綱 ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],Glass Mo(P) CIGS(P) ZnS(N) AZO(N) 太陽光 CIGS 太陽能電池堆疊示意圖
摘要 ,[object Object],[object Object],[object Object],Mo CIGS Glass ZnS AZO
前言 ,[object Object],[object Object],[object Object]
實驗參數 單層 Mo 薄膜濺鍍於玻璃基材之參數 表 陽極 陰極 載台 基材 靶材 氬 (Ar) 離子 濺鍍原理示意圖 Film type Mo Temperature (℃) 25 Pre – sputtering  pressure (torr) 5×10 -6 Sputtering  pressure (torr) 2.9×10 -3 5.4×10 -3 1.4×10 -2 Sputtering Ar gas flow (sccm) 10 40 70 DC power (W) 50 Pre – sputtering time (min) 3 Sputtering time (min) 35.1 31.6 20.1 Film thickness (nm) 1000 1000 1000
結果與討論 不同氬流量濺鍍單層鉬之面電阻值 不同氬流量濺鍍單層鉬之臨界負載力 5.0º 載台 Mo
實驗參數 Ar : 70 sccm -  750 nm Ar : 10 sccm -  250 nm Sample A Ar : 70 sccm -  500 nm Ar : 10 sccm -  500 nm Sample B Ar : 70 sccm -  250 nm Ar : 10 sccm -  750 nm Sample C 本文堆疊示意圖 雙層 Mo 薄膜濺鍍於玻璃基材之參數 表 Film type Mo Temperature (℃) 25 Pre – sputtering  pressure (torr) 5×10 -6 Sputtering  pressure (torr) 2.9×10 -3 1.4×10 -2 Sputtering Ar gas flow (sccm) 10 70 DC power (W) 50 Pre – sputtering time (min) 3 Sputtering time (min) 8.7 / 17.4 / 26.3 5 / 10 / 15.1 Film thickness (nm) 250 / 500 / 750 250 / 500 / 750
結果與討論 ( 續 ) ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],θ 固定入射光 接受控制器做 2 θ 掃描 薄膜 基材 d  =  晶面間距 θ  =  入射光與晶面之夾角 λ  =  光波波長 X 光繞射儀示意圖
結果與討論 ( 續 ) 不同氬流量濺鍍雙層鉬之晶體結構強度 ,[object Object],不同氬流量濺鍍雙層 鉬之 殘留應力
結果與討論 ( 續 ) 不同氬流量濺鍍雙層鉬之 臨界負載力 微米刮痕儀示意圖 5.0º 載台 Mo
實驗步驟 ( 續 ) CIGS -2000 nm 本文堆疊示意圖 CIGS - 2000nm CIGS - 2000nm CIGS 薄膜濺鍍於 雙層 Mo 之參數 表 Ar : 70 sccm -  750 nm Ar : 10 sccm -  250 nm Sample A Ar : 70 sccm -  500 nm Ar : 10 sccm -  500 nm Sample B Ar : 70 sccm -  250 nm Ar : 10 sccm -  750 nm Sample C Film type CIGS Temperature (℃) 25 Pre – sputtering  pressure (torr) 5×10 -5 Sputtering  pressure (torr) 7.4×10 -3 Sputtering Ar gas flow (sccm) 50 DC power (W) 20 Pre – sputtering time (min) 3 Sputtering time (min) 73.2 Film thickness (nm) 2000
結果與討論 ( 續 ) CIGS 濺鍍雙層鉬之晶體結構強度 CIGS 濺鍍雙層鉬之殘留應力 ,[object Object],不同製程 殘留應力 (MPa) CIGS / Sample A / Glass -43.6±4.2 CIGS / Sample B / Glass -84.6±1.9 CIGS / Sample C / Glass -246.6±4.7
結果與討論 ( 續 ) ,[object Object],[object Object],k  = 0.89 (Cu  代入常數 ) θ  =  繞射角 λ  = 0.154 nm D  =  晶粒尺寸 CIGS /  Mo / Glass 之晶粒尺寸關係 表 不同製程 晶粒尺寸 (nm) CIGS / Sample A / Glass 12.75 CIGS / Sample B / Glass 12.75 CIGS / Sample C / Glass 13.80
結果與討論 ( 續 ) ,[object Object],[object Object],奈米壓痕剖面圖 CIGS / Mo / Glass 之硬度及簡化模數關係 不同製程 硬度 (GPa) 簡化模數 (GPa) CIGS / Sample A / Glass 3.04 63.93 CIGS / Sample B / Glass 4.24 72.09 CIGS / Sample C / Glass 4.56 72.89 Loading Unloading h max h c h s h f Indenter
結果與討論 ( 續 ) ,[object Object],[object Object],CIGS 薄膜於雙層鉬之臨界負載力 CIGS 薄膜於雙層鉬之刮痕距離 5.0º 載台 CIGS
結果與討論 ( 續 ) ,[object Object],[object Object],反射率量測示意圖 CIGS 薄膜於雙層鉬之反射率示意圖
結果與討論 ( 續 ) ,[object Object],不同背電極膜厚比之 I-V 特性曲線 圖 不同背電極膜厚比 在 3V 時之電阻電流表 電流 (mA) 電阻 ( Ω ) Sample A 122E-6 20E+3 Sample B 141E-6 17E+3 Sample C 185E-6 13E+3
結論 ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
[object Object]

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  • 5. 實驗參數 單層 Mo 薄膜濺鍍於玻璃基材之參數 表 陽極 陰極 載台 基材 靶材 氬 (Ar) 離子 濺鍍原理示意圖 Film type Mo Temperature (℃) 25 Pre – sputtering pressure (torr) 5×10 -6 Sputtering pressure (torr) 2.9×10 -3 5.4×10 -3 1.4×10 -2 Sputtering Ar gas flow (sccm) 10 40 70 DC power (W) 50 Pre – sputtering time (min) 3 Sputtering time (min) 35.1 31.6 20.1 Film thickness (nm) 1000 1000 1000
  • 7. 實驗參數 Ar : 70 sccm - 750 nm Ar : 10 sccm - 250 nm Sample A Ar : 70 sccm - 500 nm Ar : 10 sccm - 500 nm Sample B Ar : 70 sccm - 250 nm Ar : 10 sccm - 750 nm Sample C 本文堆疊示意圖 雙層 Mo 薄膜濺鍍於玻璃基材之參數 表 Film type Mo Temperature (℃) 25 Pre – sputtering pressure (torr) 5×10 -6 Sputtering pressure (torr) 2.9×10 -3 1.4×10 -2 Sputtering Ar gas flow (sccm) 10 70 DC power (W) 50 Pre – sputtering time (min) 3 Sputtering time (min) 8.7 / 17.4 / 26.3 5 / 10 / 15.1 Film thickness (nm) 250 / 500 / 750 250 / 500 / 750
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  • 10. 結果與討論 ( 續 ) 不同氬流量濺鍍雙層鉬之 臨界負載力 微米刮痕儀示意圖 5.0º 載台 Mo
  • 11. 實驗步驟 ( 續 ) CIGS -2000 nm 本文堆疊示意圖 CIGS - 2000nm CIGS - 2000nm CIGS 薄膜濺鍍於 雙層 Mo 之參數 表 Ar : 70 sccm - 750 nm Ar : 10 sccm - 250 nm Sample A Ar : 70 sccm - 500 nm Ar : 10 sccm - 500 nm Sample B Ar : 70 sccm - 250 nm Ar : 10 sccm - 750 nm Sample C Film type CIGS Temperature (℃) 25 Pre – sputtering pressure (torr) 5×10 -5 Sputtering pressure (torr) 7.4×10 -3 Sputtering Ar gas flow (sccm) 50 DC power (W) 20 Pre – sputtering time (min) 3 Sputtering time (min) 73.2 Film thickness (nm) 2000
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