การใช้ดีบุกออกไซด์ในกระบวนการผลิตเซลแสงอาทิตย์โดยวิธีฉาบไอเคมี

Abstract

วิทยานิพนธ์นี้ประกอบด้วย เนื้อหา 2 ส่วน ส่วนแรกได้แก่ การศึกษาการเตรียมชั้นดีบุกออกไซด์โดยวิธีฉาบไอเคมี และนำไปตรวจสอบคุณสมบัติทางกายภาพของชั้นดีบุกออกไซด์นั้น ส่วนหลังเป็นการนำชั้นดีบุกออกไซด์มาประยุกต์ในกระบวนการผลิตเซลแสงอาทิตย์ เพื่อใช้เป็นชั้นกั้นการสะท้อนชองแสง และขั้วโลหะโปร่งแสงของเซลแสงอาทิตย์ วัสดุเริ่มต้นที่ใช้ในการเตรียมชั้นดีบุกออไซด์โดยวิธีฉาบไอเคมีได้แก่ ออกซิเจน ดีบุกออกไซด์ซึ่งมีสถานะเป็นไอโดยใช้ก๊าซไนโตรเจนเป็นตัวพา ปฏิกิริยาเคมีเกิดขึ้นภายในครอบแก้ว ที่มีวัสดุฐานวางอยู่บนตัวให้ความร้อนซึ่งจะให้ความร้อนที่เหมาะสม อัตราการไหลของก๊าซออกซิเจนและไนโตรเจนที่ใช้ในการทดลองมีค่า 40-500 และ 15-200 ลูกบาศก์เซนติเมตรต่อนาทีตามลำดับ โดยอุณหภูมิของวัสดุฐานมีค่าระหว่าง 300-500 ℃ ชั้นดีบุกออกไซด์เกิดขึ้นด้วยอัตรา 1.5-800 นาโนเมตรต่อนาที ผลการตรวจสอบคุณสมบัติทางกายภาพของชั้นดีบุกออไซด์พบว่า โครงสร้างทางผลึกของสารเป็นอสัญฐาน เมื่อเตรียมที่อุณหภูมิ 300 ℃ และเปลี่ยนเป็นผลึกพหุพนธ์เมื่อเตรียมที่อุณหภูมิ 400-500 ℃ แถบพลังงานต้องห้ามแบบตรงของสารมีค่า 3.90 อิเลคตรอนไวลท์ เซลแสงอาทิตย์แบบหัวต่อพีเอ็นที่มีชั้นดีบุกออกไซด์เป็นชั้นกั้นการสะท้อนของแสงมีประสิทธิภาพสูงถึง 12 % โดยมีแรงดันวงจรเปิด 0.58 โวลท์ กระแสลัดวงจร 35 มิลลิแอมแปร์ต่อตารางเซนติเมตร และค่าฟิลล์แฟคเตอร์ 0.6 นอกจากนี้ยังมีลักษณะเด่นอื่น ๆ ได้แก่ การมีผลตอบสนองต่อแสงในช่วงกว้างขึ้นโดยเฉพาะในย่านความถี่เหนือม่วง ชั้นดีบุกออกไซด์นี้ยังได้นำมาสร้างเซลแสงอาทิตย์แบบ ช้อตกีแบเรีย และมิส (MIS อีกด้วย)