簡易檢索 / 詳目顯示

研究生: 許民穎
Hsu, Min-Ying
論文名稱: 利用硒化與硫化氧化鋅製作硒化鋅與硫化鋅薄膜及奈米柱之研究
A Study of Transform ZnO Thin Films and Nanowires to ZnSe and ZnS Using Selenization and Sulfurization Processes
指導教授: 彭洞清
Perng, Dung-Ching
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 電機資訊學院 - 電機工程學系
Department of Electrical Engineering
論文出版年: 2014
畢業學年度: 102
語文別: 中文
論文頁數: 65
中文關鍵詞: 氧化鋅硒化鋅硫化鋅硒化法硫化法
外文關鍵詞: ZnO, ZnSe, ZnS, selenization, sulfurization
相關次數: 點閱:102下載:2
分享至:
查詢本校圖書館目錄 查詢臺灣博碩士論文知識加值系統 勘誤回報
  • 太陽能電池在近幾年被熱烈的討論與研究,從研究指出二六族半導體化合物ZnO/ZnSe之奈米柱可在第三代的太陽能電池中當作緩衝層之應用。本研究主要探討為在ITO玻璃基板上濺鍍ZnO薄膜,然後利用電鍍法成長ZnO奈米柱,再經由硒化與硫化製程轉換成ZnSe/ZnS之奈米柱。此方法之優點為ZnO薄膜之濺鍍製程容易控制,電鍍ZnO奈米柱相對於ZnS或ZnSe奈米柱來說也較容易。
    從實驗完成之TEM及EDS結果確定我們可以藉由硒化與硫化ZnO奈米柱完成ZnS/ZnSe奈米柱結構;另外ZnO薄膜也確定可由硒化或硫化製程轉換為ZnSe或ZnS薄膜。此實驗驗證了ZnSe及ZnS之半導體化合物可利用較為簡單之方法得到(將濺鍍之ZnO薄膜及奈米柱利用硒化或硫化法轉換成為ZnSe或ZnS薄膜及奈米柱),提供後續研究人員選擇。

    Recently, Photovoltaic have became a critical issue due to the increasing demand for renewable energy sources. Many research have show that ZnO/ZnSe coaxial nanowires could be as buffer layer of third generation nano-structured solar cells. The objective of this thesis is focus on investigating ZnO nanowires transformed to ZnSe/ZnS nanowires using selenization and sulfurization processes. The ZnO thin film will be prepared on ITO-glass substrate by using RF sputtering. Subsequently, the ZnO nanowires was growth by electrochemical plating method. the structure was converted into ZnSe/ZnS nanowires via the selenization and sulfurization processes. The results show that this method was an easy way to produce the ZnS/ZnSe nanowires. The formation of ZnS/ZnSe nanowires were confirmed by TEM and EDS results. The results also demonstrate an alternative approach to apply ZnS/ZnSe in photovoltaic applications.

    中文摘要 Ⅰ Extend Abstract Ⅱ 誌謝 Ⅴ 目錄 Ⅵ 表目錄 Ⅹ 圖目錄 XI 第一章 緒論 1 1-1 太陽能發展背景 1 1-2 太陽能電池簡介 2 1-3 研究動機 5 第二章 太陽能電池及電化學的原理 7 2-1 太陽能電池的原理 7 2-1-1 太陽能電池的工作原理 7 2-1-2奈米結構太陽能電池 7 2-1-3 太陽光譜 8 2-2 ZnO、ZnSe、ZnS介紹 8 2-2-1 ZnO介紹 8 2-2-2 ZnSe介紹 9 2-2-3 ZnS介紹 10 2-3 電化學簡介 11 2-3-1 電鍍基本裝製及電鍍系統 11 2-3-2 電鍍基本原理 13 2-3-3 循環伏安法 14 2-3-4 定電位電解法 15 2-3-5 定電流電解法 15 2-3-6 法拉第定律 15 第三章 實驗 22 3-1 實驗材料與藥品規格 22 3-2 實驗儀器之介紹 23 3-2-1 濺鍍系統 23 3-2-2 電鍍系統 24 3-2-3 硒化系統 25 3-2-4 硫化系統 25 3-3 ZnO及ZnSe薄膜及奈米柱之製作 25 3-3-1 ITO玻璃基板之清洗 25 3-3-2 濺鍍ZnO薄膜 26 3-3-3 電鍍ZnO奈米柱 26 3-3-4 硒化(Selenization)製程 27 3-3-5 硫化(Sulfurization)製程 27 3-4 薄膜分析儀器介紹 28 3-4-1 掃描式電子顯微鏡(SEM) 28 3-4-2 能量分散式光譜儀(EDS) 30 3-4-3 X光繞射分析儀(XRD) 31 3-4-4 穿透式電子顯微鏡(TEM) 32 3-4-5薄膜厚度輪廓測度儀(α-step) 33 第四章 結果與討論 45 4-1 沉積ZnO薄膜 45 4-2 硒化ZnO薄膜 45 4-2-1硒化溫度對ZnO薄膜之影響 46 4-2-2硒化時間對ZnO薄膜之影響 46 4-3 電鍍ZnO奈米柱 47 4-3-1 電鍍電位對ZnO奈米柱成長之影響 47 4-3-2 電鍍時間對ZnO奈米柱成長之影響 47 4-3-3 電鍍液濃度對ZnO奈米柱成長之影響 48 4-4 硒化製程對ZnO奈米柱之影響 48 4-5 硫化製程對ZnO奈米柱之影響 49 4-6 ZnSe/ZnS奈米柱剖面圖及EDS分析 49 4-7 ZnO/ZnSe/ZnS薄膜之硒化與硫化分析 49 4-7-1硒化與硫化對ZnO薄膜之影響 50 第五章 結論 63 第六章 參考文獻 64

    [1]翁敏航,太陽能電池:原理、元件、材料、製程與檢測技術,台灣東華書局股份有限公司,台灣,2010年。
    [2]楊德仁,太陽能電池材料,五南圖書出版股份有限公司,台灣,2008年。
    [3]莊嘉琛,太陽能工程-太陽電池篇,全華科技圖書,台灣,2003年。
    [4]濱川圭弘原著,張紅梅譯,光電太陽電池設計與應用,五南圖書出版公司,2009年。
    [5]H. L. R.E.I. Schropp, R.H. Franken, J.K. Rath, C.H.M. van der Werf, J.W.A. Schuttauf, R.L. Stolk, Thin Solid Films 2008, 516, 6818-6823.
    [6]T.H. Breivik , S. Diplas , A.G. Ulyashin , A.E. Gunnæs a B.R. Olaisen, D.N. Wright ,A. Holt b A. Olsen Thin Solid Films 2007, 515, 8479-8483.
    [7]C. D. M. Munzel, V. Dyakonov, J. Parisi, W. Riedlb, F. Karg, Thin Solid Films 2001, 387, 231-234.
    [8]方嘉峰, 國立成功大學微電子工程研究所博士論文 2012.
    [9]顧鴻濤,太陽能電池元件導論,全威書局有限公司,2009年。
    [10]戴寶通,鄭晃忠,太陽能電池技術手冊,台灣電子材料與袁健協會發行出版,台灣,2008年。
    [11]陳頤承,郭昭顯,陳俊亨,太陽能電池量測技術,工業材料雜誌258期,台灣,2006年。
    [12]李紹先, 國立台灣大學材料科學與工程學研究所 2006.
    [13]曾衍彰, 經濟部工業局2004.
    [14]謝佳和, 國立中山大學材料科學研究所碩士論文 2002.
    [15]N. K. T Ben.Nasr , C. Guasch, Materials Chemistry and Physics 2006, 96 [18] M. M. T. Nakada, Y. Hagiwara, A. Kunioka, Solar Energy Materials and Solar Cells 2001, 67.
    [16]C. D. M. Munzel, V. Dyakonov, J. Parisi, W. Riedlb, F. Karg, Thin Solid Films 2001, 387, 231-234.
    [17]A. M. C. B. Asenjo, M.T. Gutie´ rrez, J. Herrero, J. Klaer, Solar Energy Materials and Solar Cells 2008, 92.
    [18]M. M. T. Nakada, Y. Hagiwara, A. Kunioka, Solar Energy Materials and Solar Cells 2001, 67.
    [19]李倬嘉, 國立成功大學化學研究所碩士論文 2008.
    [20]鄭名山, 物理雙月刊2007, 29, 707-716
    [21]尤光先,電鍍工程學,徐氏基金會出版,1976年。
    [22]賴耿陽,實用電鍍技術全集,復漢出版社,1981。
    [23]蕭宏,半導體製程技術導論,台灣培生教育出版公司,台灣,2007年。
    [24]C. H. W. N.J .HSU, Journal of China Institute of Technology 2004, 31.

    下載圖示 校內:2023-01-01公開
    校外:2023-01-01公開
    QR CODE