การศึกษาคุณสมบัติของอะมอร์ฟัสซิลิคอนเจอร์เมเนียมและการประยุกต์เป็นเซลล์แสงอาทิตย์

Abstract

วิทยานิพนธ์ฉบับนี้ รายงานผลการศึกษาการปลูกฟิล์มบางอะมอร์ฟัสซิลิคอนเจอร์เมเนียม (a-SiGe:H) ด้วยวิธีการแยกสลายก๊าซด้วยประจุเรืองแสงโดยใช้ก๊าซผสมของ SiH4, GeH4 และ H2 ได้มีการศึกษาความสัมพันธ์ระหว่างเงื่อนไขการปลูกฟิล์มและคุณสมบัติพื้นฐานของ a-SiGe:H พบว่าเมื่อเพิ่มอัตราการไหลของก๊าซ GeH4/(SiH4+GeH4) จาก 0.17 ถึง 0.83 จะทำให้ช่องว่างพลังงานของ a-SiGe:H มีค่าลดลงจาก 1.59 eV เป็น 1.14 eV ในงานวิจัย ได้ประสบความสำเร็จในการปรับปรุงค่าสภาพนำไฟฟ้าด้วยแสงของ a-SiGe:H ที่มีช่องว่างพลังงานแคบประมาณ 1.5-1.6 eV ด้วยการผสมก๊าซ H2 ปริมาณมากๆ ในขณะกำลังปลูกฟิล์ม และใช้อุณหภูมิแผ่นฐานประมาณ 250 ํC ค่าอัตราส่วนของสภาพนำไฟฟ้าด้วยแสงต่อสภาพนำไฟฟ้ามืดมีค่าประมาณสูงถึงระดับ 10x10x10 - 10x10x10x10 ได้มีการประยุกต์ฟิล์มบาง a-SiGe:H เป็นชั้นผลิตพาหะในเซลล์แสงอาทิตย์รอยต่อ p-i-n ผลการประดิษฐ์เซลล์แสงอาทิตย์ได้แรงดันไฟฟ้าวงจรเปิด 0.6 V กระแสไฟฟ้าลัดวงจร 25.8 mA/cm2 ฟิลล์แฟกเตอร์ 36% และประสิทธิภาพ 5.6% นอกจากนี้ได้ทดลองประดิษฐ์เซลล์แสงอาทิตย์แบบ double-junction ซึ่งประกอบด้วยรอยต่อ p-i-n ซ้อนกัน 2 ชั้น โดยที่ชั้น i ชั้นแรกคือ a-Si:H และชั้น i ชั้นที่สองคือ a-SiGe:H ได้ค่าแรงดันไฟฟ้าวงจรเปิด 1.25 V กระแสไฟฟ้าลัดวงจร 12.7 mA/cm2 ฟิลแฟกเตอร์ 39% และประสิทธิภาพ 6.1% และสเปกตรัมตอบสนองต่อแสงมีความกว้างกว่ากรณีเซลล์แสงอาทิตย์ชนิด a-Si:H