陳昇暉

本實驗探討不同鎘鹽類材料所鍍製之硫化鎘(CdS)緩衝層薄膜特性，及後續鎘離子擴散處理參數對軟性CIGS太陽電池元件效率影響之研究，並以軟體模擬探討鎘離子擴散量與深度對CIGS太陽電池元件特性與實驗比較。在使用化學水浴沉積法(Chemical bath deposion, CBD)鍍製n-CdS緩衝層時，溶液中的鎘(Cd)離子會擴散進入CIGS薄膜表面，形成n-CIGS:Cd，產生電性反轉，此型態的n-CdS/n-CIGS:Cd/p-CIGS(CIGSS)介面可調控CIGS太陽電池元件之空乏區寬度、內建電場、載子濃度等特性，有助於優化CIGS元件的開路電壓及短路電流，提升元件效率。因此本實驗首先將CIGS樣品浸泡於硫酸鎘溶液，藉由調整溶液中的氨水濃度、浸泡溫度、時間等參數，分析Cd離子在CIGS薄膜表面的擴散量及深度(Cd ion soaking treatment)；接著使用CBD法製作CdS薄膜，選用不同鎘鹽類材料、硫脲及氨水進行調配，藉由溶液pH值調整、鍍膜時間及溫度，控制CdS結晶顆粒大小，並製作出均勻性佳且透光性良好的CdS薄膜，其厚度約60nm，鍍製於已擴散Cd/S離子的CIGS樣品上，最後製作成CIGS太陽電池元件，得到最佳效率6.36%，VOC為0.503 V，JSC為32 mA/cm2，FF為39.1%。