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作者:杜陳忠、梁沐旺矽薄膜太陽能電池之矽鍍膜設備技術發展近況

作者:林昆蔚、陳俊廷雷射輔助低溫成長微晶矽基薄膜技術

增強式電漿化學氣相沉積（PECVD）常用於工業界薄膜成長製程，以反應氣體矽甲烷（SiH4）成長之非晶矽薄膜具有高吸收係數，特別適合做為太陽能電池材料，但非晶矽薄膜在長時間照光下，薄膜品質易產生光劣化現象（Staebler-wronski Effect），乃因薄膜中SiH2比例過高所致，因此國內已有研究單位針對矽薄膜成長品質來做改善。基於提高解離矽甲烷（SiH4）之速率，提出二氧化碳雷射輔助解離化學氣相沉積技術（Laser-assisted plasma enhanced chemical vapor deposition system, LAPECVD），利用矽甲烷對二氧化碳雷射波長10.6μm具有高吸收效率，在低溫成長環境下經由雷射輔助促使矽甲烷解離成矽氫鍵（Si-H）進而成長具高緻密性及低缺陷品質的微晶矽薄膜，以拉曼光譜作分析，其峰值訊號往520cm-1方向做偏移，顯示隨著雷射功率增加，薄膜型態逐漸由非晶形態轉換到結晶形態，且其微結構參數（microstructure parameter）也隨雷射功率增加而下降，表示雷射輔助有助於形成緻密性較佳的薄膜，將雷射輔助低溫成長微晶矽基薄膜製程應用於成長矽薄膜太陽能電池，所成長元件之光電轉換效率由原來無雷射輔助之6.04%有效提升至有雷射輔助之7.01%。

作者:董福慶、吳佩珊、金崇碩、張翼、黃金花超高頻PECVD成長微晶矽薄膜

本文乃就超高頻PECVD成長微晶矽薄膜量測分析撰文。微晶矽薄膜主要是用矽甲烷（SiH4）與氫氣（H2）的混合，經由超高頻40.68MHz激發電漿解離進行薄膜沉積。在產業生產需求上，降低生產成本為主要目標。太陽電池為求降低更大的成本，則較高的模組效率與鍍膜速率是必需的。本質層微晶矽薄膜的結構受到製程參數極大的影響，諸如電漿功率密度、基板溫度、氣體流量比例與沉積時的真空壓力。調整這些鍍膜沉積的參數，以研究其沉積的薄膜所對應的各種電性與微結構性質，從其中找出最佳沉積條件以應用於高效率矽薄膜太陽電池。

作者:董福慶、吳佩珊、趙修武、林重勳、魏大欽高密度電漿源氣流場模擬分析

以電漿輔助化學氣相沉積設備進行低溫微晶矽薄膜的成長，在太陽能產業中引起極大的注意，特別是在製造矽薄膜太陽電池上。藉由矽甲烷（SiH4）與氫氣（H2）混合後，經由氬電漿解離反應形成微晶矽薄膜做一模擬先導研究。建立電漿模型以模擬分析在真空腔體中的製程氣體與電漿之化學反應。從真空腔體中氣相物種的運動行為了解製程參數對各種不同物種，在反應過程中生成與消耗的影響，此模型導入17個物種，37個有關電子、離子與自由基及中性物種等化學反應式來計算。所提出的二維模型之模擬分析可獲得在基板上成膜時，靠近基板的關鍵物種之重要資訊，也同時說明控制基板上成膜的主要反應機制。

作者:杜陳忠、林冠宇、梁沐旺電漿光譜監控之微晶矽薄膜沉積研究

在高效率矽薄膜太陽電池的微晶矽薄膜沉積過程中，電漿中活性物種（例如SiHx, H）的濃度變化會影響製程之穩定性，本文以即時電漿調變技術控制活性物種濃度，探討應用電漿光譜分析儀（OES）於沉積微晶矽薄膜製程的穩定性研究。

從X光繞射干涉儀（X-Ray Diffraction, XRD）以及掃描式電子顯微鏡（Scanning Electron Microscope, SEM）分析後，顯示經由適當的調控活性物種電漿光譜比值（SiH*/Hα），可以控制微晶矽薄膜的組織微結構；而且應用在多次相同沉積製程時，從拉曼光譜儀（Raman Spectrometer）分析薄膜結晶率的結果顯示，微晶矽薄膜結晶率的變化率約5%左右；因此從本研究結果顯示應用即時電漿調變技術於大量生產微晶矽薄膜時，有助於獲得長時間的電漿鍍膜製程穩定性。