Browsing by Author "陳維浩"

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    使用原子層沉積法成長氧硫化鋅緩衝層的無鎘/無毒銅鋅錫硫硒太陽能電池
    (2020) 陳維浩; Chen, Wei-Hao
    銅鋅錫硫硒(CZTSSe)薄膜太陽能電池是極具淺力且便宜的新一代太陽能電池，由地表豐富的且無毒的元素組成。但眾所皆知的CZTSSe太陽能電池應用的N型材料為有毒且能隙較小的硫化鎘(CdS),這不僅會造成環境汙染且因能隙小(2.4eV)會吸收到短波長的可見光。為了克服這問題，本論文用寬能隙(2.7-3.2eV)且無毒的N型材料氧硫化鋅Zn(O,S)來取代CdS。 在之前實驗室的研究中，我們用化學水浴法(CBD)沉積無毒的Zn(O,S)與吸收層CZTSSe形成p-n接面。然後，發現用CBD的方式會形成寬能隙的副產物氫氧化鋅(Zn(OH)2)。因此我們提出了原子層沉積法(ALD)來成長Zn(O,S)，看中它的優點如精確控制薄膜厚度，精確控制材料化學計量，最重要的是不會產生副產物Zn(OH)2。 首先我們自己架設一台原子層沉積機台(ALD)在實驗室裡，並設計了穩定的參數。產生Zn(O,S)薄膜需要H2S氣體，因此我們找尋一個相對安全的方法去產生H2S氣體，且證明其穩定性與鋼瓶一樣穩定。透過量測X-射線光電子光譜(XPS)證明我們能藉由調控氧硫比例使Zn(O,S)的導帶位置改變。利用紫外光-可見光光譜儀(UV-Vis)來得到不同氧硫比例的吸收光譜以及帶隙位置，我們發現不論比例為多少的Zn(O,S)帶隙都是高於CdS。此外，我們從XPS和UV-Vis分析中證明透過ALD成長的Zn(O,S)是沒有副產物產生的。此外，經調整適當的氧硫比例，我們發現Zn(O,S)最佳厚度約30nm。X射線衍射儀（XRD）結果提供了有利的證據，相轉變會發生在40%