薄膜太陽能電池相對於傳統單晶矽太陽能電池具有節省材料、可製作於可撓曲基板和可調變吸收波段等優勢,近年來被廣泛的研究與討論,但受限於較低的載子遷移率與吸收光徑的不足,其效率仍有很大的進步空間,如何能降低薄膜厚度並有效地增加吸收光徑成為改善薄膜太陽能電池效率的關鍵之一。 本論文中,主要將結構設計在封裝層上,此設計能夠避免結構對於元件電性的影響,以及避免結構的尺寸受到薄膜厚度的限制而無法最佳化,結構的設計分為非週期性的粒子散射以及週期性的光柵繞射,研究結果顯示,粒子的折射率越大,尺寸越大,將具有較佳的散射效果,我們將介電粒子旋鍍在元件封裝層外,直徑為722nm的聚苯乙烯粒子相較於直徑為1160nm、676nm以及462nm的二氧化矽粒子有較佳的散射能力,可使元件效率有5.2%的增益,若在粒子表面濺鍍上一層高折射率的二氧化鈦薄膜,將具有更優異的散射效果,元件效率增加更為巨大。此外,若結構尺寸遠大於波長,其行為將由幾何光學來探討,我們利用奈米壓印技術在PC板上製作出微米等級倒金字塔結構,此結構除了有良好的抗反射能力外,100%的光會因反射與折射而偏折,其霧度可達到92%以上,將其應用在元件上可使效率由2.80%上升至3.04%,其電流密度的增益更達到15%。而相較於利用介電粒子的散射,週期性光柵的繞射能產生較大角度的繞射光,在週期小於波長的情況下,一階繞射的角度將能超過空氣與光柵介面的臨界角,而使光被侷限在主動層中,我們最佳化的結構為週期600nm深度900nm的三角形PDMS光柵上披覆上250nm高折射率的二氧化鈦,此結構因漸變折射率而具有良好的抗反射效果,且能使一階繞射效率提升至76%,根據理論計算,在吸收不足的近紅外光波段,主動層的吸收增益能達到106%。Thin film s...
本论文主要讨论了原子系统中电磁诱导透明和半导体纳米微结构中隧穿诱导透明在光学腔线宽、光学前驱波等方面的量子相干控制,取得了如下创新性的结果: (1)提出了利用暗态间相互作用改善光学腔特性的方案。...
本研究利用陽極氧化法製備氧化鈦奈米管陣列,藉由改變電解液組成與操作參數合成不同縱橫比之氧化鈦奈米管陣列,並以化學氣相沉積法與電沉積法摻雜硼原子進行改質,降低二氧化鈦之能帶間隙,提升其對可見光的吸收能力...
刀輪劃線乃LCD玻璃基板裂片的主要製程,但其在圓弧路徑劃線上的應用極少,過去的研究已發展出一震動輔助劃線技術,可在厚與薄的玻璃的直線路徑劃線裂片中達到自動裂片與良好表面品質的效果。本研究將其應用在不同...
本研究主要探討有機混摻太陽能電池於奈米尺度下的表面型態,對於有機太陽能電池效能的影響。本研究首先研究導電高分子P3HT與PCBM混摻系統中,熱退火程序對於表面型態與效能之間的關係。我們建立一套完整的系...
薄膜光伏元件為當前世界各國太陽能電池研究主流,相較於高成本的高效率 電池,使用薄膜光伏元件的太陽能電池,能夠達到輕量化與低成本的效果。目前 太陽能薄膜市場幾乎被碲化鎘(CdTe)型與銅銦鎵硒(CuIn...
目前最常見且成本最低的高品質石墨烯製備方法為利用化學氣相沉積法將石墨烯成長於金屬基板,並且可以藉由參數的調控使得石墨烯的形貌以及層數達到均一性。成長於金屬基板的石墨烯必須將其轉印到其他介電基板後才可運...
當提到氧化鋅這項材料時,人人無不提及其為未來近紫外光發光元件的潛在股,但事實上這並不讓人們意外:由於其能隙大小為3.4電子伏特,與當今最盛行的藍光LED原料──氮化鎵,幾乎如雙胞胎般的兩方相似。在過去...
中孔洞材料自1990年代以來受到廣泛的研究,其原因乃受惠於材料本身的獨特性質,如高比表面積、高孔洞體積、可調整孔洞大小等。目前中孔洞材料已經可以製備成不同的形貌,如塊材、纖維、奈米顆粒、薄膜等。此論文...
吸收损耗是影响薄膜性能的重要参数。现代光学系统尤其是强激光系统中常用光学薄膜的吸收率已达lppm量级甚至更小,而传统的薄膜吸收测量方法,如分光光度法、消光系数法、量热法,光热辐射法等因其灵敏度低,已无...
近年來由於物聯網的概念相當熱門,對於感知層中的傳感元件需求量大增,也因積體電路製程技術的發展,越來越多微型化智慧元件耗能需求逐漸降至數十微瓦,因此如何供應龐大數量的微能量需求就成相當重要的議題。傳統使...
表面奈米結構之薄膜廣泛應用於抗反射、生物醫學檢測以及自潔等,其製造以滾壓複製最快捷。滾輪壓印具有快速、連續、大面積的優點,目前奈米結構滾輪模具的製作,大多以電子束、離子束加工方式,加工面積小且設備昂貴...
在本篇論文包含兩個部份的研究,首先是利用高溫爐管在藍寶石基板上成長氮化鋁奈米柱層作為氮化鎵磊晶的緩衝層,使其在磊晶的過程之中產生側向生長的作用,第二部分則是利用氮化鎵發光二極體當作光源來構成葡萄糖濃度...
超疏水透明之自潔表面的應用日漸受到重視,具備超疏水自潔特性之表面可藉由雨水沖刷帶走表面汙染物而大大降低清洗次數,在環保節能上有很大之貢獻。以目前的實驗研究結果,超疏水透明薄膜仍無法廣泛應用,其主要原因...
表面電漿是金屬和介電質之界面的表面電荷密度波,可由入射之電磁波激發。因其具有亞波長及強局域場特性,現已被應用於如生物或化學分子之偵測辨識、表面增強拉曼光譜(Surface enhanced Raman...
透明導電氧化物在近年來引起許多人的興趣並且被廣泛的研究,因為其在 光電元件上扮演了重要的角色。目前最常被使用的透明導電材料為銦錫氧化物 (Indium Tin Oxide, ITO),銦錫氧化物擁有高...
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