การประดิษฐ์เซลล์แสงอาทิตย์รอยต่อเฮเทอโรของอะมอร์ฟัสซิลิคอนและผลึกมัลติคริสตัลไลน์ซิลิคอน

Abstract

วิทยานิพนธ์ฉบับนี้รายงานผลการศึกษาการประดิษฐ์เซลล์แสงอาทิตย์รอยต่อเฮเทอโรของฟิล์มบางอะมอร์ฟัสซิลิคอนและผลึกมัลติคริสตัลไลน์ซิลิคอน เพื่อพัฒนาให้ได้เซลล์แสงอาทิตย์ที่มีต้นทุนการผลิตต่ำและมีประสิทธิภาพสูง แผ่นฐานชนิดผลึกมัลติคริสตัลไลน์ซิลิคอนชนิดพี (p-mc-Si) มีความหนาประมาณ 0.3 มิลลิเมตร ฟิล์มบางอะมอร์ฟัสซิลิคอน (a-Si:H) ปลูกด้วยวิธีการแยกสลายก๊าซไซเลนด้วยวิธีพลาสมาซีวีดี โครงสร้างพื้นฐานที่ออกแบบในวิทยานิพนธ์นี้มี 2 แบบ คือ 1) ITO/n-a-Si:H/p-mc-Si/Al และ ITO/n-a-Si:H/i-a-Si:H/p-mc-Si/Al โดยที่ในเซลล์เซลล์แสงอาทิตย์โครงสร้างแบบที่ 1) ชั้น p-mc-Si ทำหน้าที่เป็นชั้นผลิตพาหะด้วยแสง และในเซลล์แสงอาทิตย์โครงสร้างแบบที่ 2) ทั้งชั้น i-a-Si:H และ p-mc-Si ทำหน้าที่เป็นชั้นผลิตพาหะด้วยแสง ในการศึกษาดังกล่าว ได้มีการเปลี่ยนตัวแปรต่างๆ เพื่อหาเงื่อนไขความเหมาะสมต่างๆ ที่จะทำให้ได้เซลล์แสงอาทิตย์ที่มีประสิทธิภาพสูงสุด เช่น กำลังไฟฟ้าที่ใช้ในการแยกสลายก๊าซไซเลน ความหนาของฟิล์ม a-Si:H เงื่อนไขทางเคมีสำหรับการกัดแผ่นฐาน และเงื่อนไขกรรมวิธีการปลูกฟิล์มบาง ITO เป็นต้น ผลการประดิษฐ์เซลล์แสงอาทิตย์ที่มีโครงสร้างแบบที่ 1) ITO/n-a-Si:H/p-mc-Si/Al ได้ประสิทธิภาพสูงสุด 6.52% และโครงสร้างแบบที่ 2) ITO/n-a-Si:H/i-a-Si:H/p-mc-Si/Al ได้ค่าประสิทธิภาพสูงสุด 8.22% ผลการวัดสเปกตรัมตอบสนองต่อแสงของเซลล์แสงอาทิตย์แบบที่ 2) มีความกว้างของสเปกตรัมมากวก่าของเซลล์แสงอาทิตย์แบบที่ 1) ซึ่งแสดงให้ทราบว่าในเซลล์แบบที่ 2 นั้น ทั้งฟิล์มบางชนิด i-a-Si:H และ ชั้น p-mc-Si ทำหน้าที่เป็นชั้นผลิตพาหะตามที่ออกแบบไว้