矽太陽能電池簡介

再 生能源種類 風能 太陽能 水力 地熱能 氫能 生化質能

光合作用

生命的分子 - -porphyrin 紅血球 葉綠素

Wind power 優點 : 無污染 缺點 : 輸出不穩定、需特殊地點

Honda FCX Clarity - hydrogen car

Wind power 優點 : 無污染 缺點 : 輸出不穩定、需特殊地點

Geothermal power - Iceland

Type of cellEfficienciy (%)Characteristics SiliconCrystalline24high cost Multicrystalline18high cost Amorphous13medium cost, unstable CuInSe 2 19indium expensive III-V semiconductors (GaAs, InP)25High efficiency, high cost II-VI (CdTe)16 Dye-sensitized nanostructured cells 10low cost, scale up production Bipolar AlGaAs/Si20high cost Organic3low cost, low efficiency 太陽電池種類

Principle of silicon solar cell Valence – conduction band Transition Problem: Excition 防害電子的收集 P-N Junction

Si 太陽電池之結構

I-V curve Voc~ 0.75 V, J SC ~ 17.7 mA/cm 2, Efficiency ~ 10 %

晶矽（包含單晶與多晶）太陽能電 池的生產介紹 拉晶：主原料為二氧化矽，經純化後（目前全球僅有少數 純化原料廠，供不應求），再用拉晶爐成長成晶柱。二氧化矽純化拉晶爐 修角：早期製造太陽能電池的晶柱因無修角，直接將圓晶 柱切片，所以成品為圓形晶片，現在大多先將晶柱修角成 近似四方柱形。 切片：用切片機將修成近似四方柱形的晶柱，一片片的切 成薄片（像切方形火腿片），一般切到約 0.4 ～ 0.5mm 的厚 度。 刻蝕：化學刻蝕及拋光成為 0.3mm 的薄片 (wafer) 。

晶矽（包含單晶與多晶）太陽能電 池的生產介紹 清洗：用純水將薄片洗淨。 擴散及銀漿印刷：經由擴散爐處理後，製成 N 型上層及 P 型 下層，再將晶片表面及背面分別用銀漿印刷成輸出電路， 一般表面為負極，背面為正極，經由摹擬陽光儀作功率檢 測及品管分級後，即為商業成品。 蒸鍍：如將表面及背面不經過絲網印刷，而改採光刻及坩 鍋蒸鍍式製造抗反射層與表面的輸出導線，再加上其他特 殊技術，如此可提高太陽能電池的轉換效率。但坩鍋的容 納有限生產量較少，蒸鍍耗時生產速度較慢，其成本及售 價將提高許多；太空式單晶片即採用此法。（製造常規商 業級的薄片電阻約 0.5 ～ 3 歐姆，有些太空式的薄片電阻需 低於 0.01 歐姆以下 —— 馬丁格林電池 E ～ 24% ，澳洲） 蒸鍍

可彎式 可彎式太陽電池圖 η~ 4% TCPPBlack rice N3

電將兩電極接至三用電 表，負端接 TiO 2 工作電 極，正端接鍍有碳膜之 對電極。 將塗有 TiO 2 薄膜之電極 面朝上，置於模擬燈源 或陽光下測試即可。 以上實做流程均於戴明鳳教授指導之實驗室拍攝 太陽電池實驗產生電流圖

模擬太陽光量測裝置圖

DSSC I-V 量測示意圖

太陽電池之各種應用

矽太陽電池之應用 矽太陽能電 池主體 連接一風 扇

矽太陽電池之應用 給電池施加 光源時，風 扇就會開始 轉動

矽太陽電池之日常生活應用 - 攜帶型手機充電器

矽太陽電池之日常生活應用 - 攜帶型背包充電器

太陽能充電 板與背包連 接