การปลูกฟิล์มอะมอร์ฟัสซิลิคอนและศึกษาการดูดกลืนแสงด้วยวิธีซีพีเอ็ม

Abstract

วิทยานิพนธ์ฉบับนี้เป็นการศึกษาเทคโนโลยีการปลูกฟิล์มบางของวัสดุอะมอร์ฟัสซิลิคอน (hydrogenated amorphous silicon : a-Si:H) ด้วยวิธีการแยกสลายก๊าซด้วยประจุเรืองแสง (glow discharge plasma CVD) โดยศึกษาอิทธิพลของอุณหภูมิของแผ่นฐานที่มีต่อคุณสมบัติทางแสงและอิเล็กทรอนิกส์ของ a-Si:H ได้มีการวัดสเปกตรัมของสัมประสิทธิ์การดูดกลืนแสงซึ่งเกิดจากการดูดกลืนแสงโดยโลคอลไลซด์สเตตใน a-Si:H ชนิดบริสุทธิ์ด้วยวิธีซีพีเอ็ม (Constant Photocurrent Method : CPM) ในช่วงพลังงานโพตอนที่น้อยกว่าช่องว่างพลังงาน ได้ออกแบบระบบการวัดซีพีเอ็ม เขียนโปรแกรมซอฟต์แวร์ และดำเนินการวัดสเปกตรัมของสัมประสิทธิ์การดูดกลืนแสงที่วัดได้นั้นให้ข้อมูลเกี่ยวกับลักษณะของความหนาแน่นของโลคอลไลซด์สเตทและความหนาแน่นของแขนขาด (dangling bonds) ความหนาแน่นของสเตทที่วัดได้ด้วยวิธีซีพีเอ็มนี้สอดคล้องกับผลการวัดด้วยวิธี ESR (Electron Spin Resonance) จากผลการปลูกฟิล์ม a-Si:H ชนิดบริสุทธิ์ที่อุณหภูมิแผ่นฐานต่าง ๆ พบว่าอุณหภูมิแผ่นฐานที่เหมาะสมที่สุดที่จะทำให้ความหนาแน่นของแขนขาดน้อยที่สุดและสภาพนำไฟฟ้าด้วยแสงมีค่ามากที่สุดคือประมาณ 200℃ ข้อมูลที่ได้นี้สามารถนำไปใช้ประโยชน์ในการประดิษฐ์เซลล์แสงอาทิตย์ชนิดอะมอร์ฟัสซิลิคอนซึ่งมีรอยต่อโฮโมชนิด p-i-n ได้ประสิทธิภาพของเซลล์แสงอาทิตย์ประมาณ 6.7%