賴昆佑

由於氮化銦鎵材料的能帶可調範圍從0.7eV 到3.4eV，此三元化合物便成為光伏元件的熱門材料，理論上，多接面太陽能電池可透過適當的銦摻雜，使得全光譜的太陽能電池得以實現，但在氮化銦鎵太陽能電池的研究上的轉換效率仍低於3 % ，其歸因於許多的材料限制，例如材料成長品質與長波長吸收的權衡，不足的載子收集等。 在此研究中，我們以漸變銦含量的氮化銦鎵作為主動層，其目的為增加載子的收集及吸收光譜的範圍。我們準備了三種樣品: 兩種漸變銦含量的氮化銦鎵太陽能電池，其厚度分別為 172 nm 及184 nm，及一固定15 % 銦含量的傳統型 p-i-n 結構。所有樣本皆由有機金屬化學氣相沉積法成長於藍寶石基板上，根據電流-電壓曲線及量子光譜圖的結果，漸變結構的太陽能電池的轉換效率高於傳統的p-i-n結構，但增加主動層的厚度卻導致較低的轉換效率。結果顯示漸變能帶結構能夠有效地增加載子的收集，除此之外，模擬結果指出極化效應亦對於載子收集有重大的影響。