TWI559560B - 光吸收層、包含光吸收層的太陽能電池、用以製備光吸收層的前驅物溶液及製造光吸收層的方法 - Google Patents
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Description
本發明是有關於一種光吸收層、包含光吸收層的太陽能電池、用以製備光吸收層的前驅物溶液及製造光吸收層的方法。
近年來由於受到全球氣候變遷、環境污染問題以及資源日趨短缺的影響，在環保意識高漲與能源危機的警訊下，刺激了太陽光電產業的蓬勃發展。在各種太陽能電池中，由於銅銦鎵硒太陽電池(Cu(In,Ga)Se2，CIGS)的轉換效率高、穩定性佳、材料成本低、可製成薄膜等優點，因此受到極大的重視。
CIGS化合物屬於黃銅礦(chalcopyrite)結構，其主要由IB-IIIA-VIA族化合物所組成，其為一種直接能隙(direct bandgap)半導體材料，可藉由調控組成而改變半導體之能隙(band gap)，是目前常用以作為太陽電池光吸收層之主要材料。目前製作CIGS太陽能電池之光吸收層技術中，常藉著
摻雜(incorporate)不同離子以提高光吸收層的品質，進而提昇電池的光電轉換效率。其中藉由添加銻(antimony,Sb)元素雖可改變太陽電池光電特性，然而太陽電池特性改善程度有限。因此為可整體調整CIGS太陽電池的特性，亟需一種有效的摻雜元素作為電性調整劑(electric-property modifier)，以有效改變太陽電池的開路電壓(Voc,open circuit voltage)、或短路電流密度(Jsc，short-circuit current density)、或填充因子(fill factor)，或可調控光吸收層載子濃度(carrier concentration)，或可調整光吸收層的電阻(resistivity)，或提昇太陽電池的光電轉換效率(photovoltaic conversion efficiency)，以提升整體太陽電池特性。另為控制光吸收層之顯微結構(microstructure)，亦亟需一種有效的摻雜元素，可作顯微結構調整劑(microstructure modifier)，調控光吸收層的粒徑或密度，以有效控制光吸收層的微觀結構。
本發明之一態樣提供一種光吸收層，包含IB-IIIA-VIA族化合物及摻雜元素。該摻雜元素包含IIA族元素、IVA族金屬元素、IIIB族元素、IVB族元素、VB族元素、VIB族元素、VIIIB族元素、錳(Mn)元素或其組合，其中該IIIB族元素之原子序為39或介於57至71之間，該摻雜元素與該IB-IIIA-VIA族化合物中之IIIA族元素之莫耳比為1：2000至1：20。
根據本發明一實施方式，IIA族元素包含鎂(Mg)、鈣(Ca)、鍶(Sr)、鋇(Ba)或其組合。
根據本發明一實施方式，IVA族金屬元素包含鍺(Ge)、錫(Sn)、鉛(Pb)或其組合。
根據本發明一實施方式，IIIB族元素包含釔(Y)、鑭(La)、鈰(Ce)、鐠(Pr)、釹(Nd)、鉕(Pm)、釤(Sm)、銪(Eu)、Gd(釓)、Tb(鋱)、鏑(Dy)、鈥(Ho)、鉺(Er)、銩(Tm)、鐿(Yb)、鎦(Lu)或其組合。
根據本發明一實施方式，IVB族元素包含鈦(Ti)、鋯(Zr)、鉿(Hf)或其組合。
根據本發明一實施方式，VB族元素包含釩(V)、鈮(Nb)、鉭(Ta)或其組合。
根據本發明一實施方式，VIB族元素包含鉻(Cr)、鉬(Mo)、鎢(W)或其組合。
根據本發明一實施方式，VIIIB族元素包含鐵(Fe)、鈷(Co)、鎳(Ni)或其組合。
根據本發明一實施方式，IB-IIIA-VIA族化合物之該IB族元素包含銅(Cu)、銀(Ag)或其組合；該IIIA族元素包含鋁(Al)、鎵(Ga)、銦(In)或其組合；該VIA族元素包含氧(O)、硫(S)、硒(Se)、碲(Te)或其組合。
根據本發明一實施方式，光吸收層更包含元素鋰(Li)、鈉(Na)、鉀(K)或其組合。
根據本發明一實施方式，材料形式為粉體、薄膜、厚膜、塊狀或其組合。
根據本發明一實施方式，光吸收層以真空或非真空方法製備。
本發明之另一態樣提供一種太陽能電池，包含基板、背電極、上述之光吸收層、緩衝層、透明導電層及前電
極。背電極設置於基板之上方。光吸收層設置於背電極之上方。緩衝層設置於光吸收層之上方。透明導電層設置於緩衝層之上方。前電極設置於透明導電層之上方。
本發明之又一態樣提供一種用以製備光吸收層的前驅物溶液，包含溶劑、IB族元素、IIIA族元素及摻雜元素。摻雜元素包含IIA族元素、IVA族金屬元素、IIIB族元素、IVB族元素、VB族元素、VIB族元素、VIIIB族元素、錳(Mn)元素或其組合，該IIIB族元素的原子序為39或介於57至71之間，該摻雜元素與IIIA族元素之莫耳比為1：2000至1：20。
根據本發明一實施方式，前驅物溶液更包含元素鋰(Li)、鈉(Na)、鉀(K)或其組合。
根據本發明一實施方式，前驅物溶液更包含黏結劑。
根據本發明一實施方式，前驅物溶液更包含元素氧(O)、硫(S)、硒(Se)、碲(Te)或其組合。
本發明之又一態樣提供一種製造光吸收層的方法，包含：塗佈上述之前驅物溶液於一基板上，以形成一先驅薄膜；以及於含或不含有VIA族元素之氣氛下對該先驅薄膜進行熱處理。
根據本發明一實施方式，上述氣氛包括水蒸氣(H2O)、氧氣(O2)、氮氣(N2)、氫氣(H2)、氬氣(Ar)、硒化氫(H2Se)、硫化氫(H2S)、硒(Se)蒸氣、硫(S)蒸氣、碲(Te)蒸氣或上述之組合。
本發明之又一態樣提供一種製造光吸收層的方法，包含：濺鍍一前驅膜於一基板上，前驅膜包含IB族元素、
IIIA族元素及摻雜元素，摻雜元素包含IIA族元素、IVA族金屬元素、IIIB族元素、IVB族元素、VB族元素、VIB族元素、VIIIB族元素、錳(Mn)元素或其組合，其中IIIB族元素之原子序為39或介於57至71之間，摻雜元素與IIIA族元素之莫耳比為1：2000至1：20；以及於含ⅥA族元素之氣氛下對該前驅膜進行熱處理。
1‧‧‧太陽能電池
10‧‧‧基板
20‧‧‧背電極
30‧‧‧光吸收層
40‧‧‧緩衝層
50‧‧‧透明導電層
60‧‧‧前電極
第1圖係繪示依照本發明一實施方式之太陽能電池的剖面示意圖。
第2圖係比較例1之薄膜樣品之X-ray繞射圖譜。
第3圖係比較例1之銅銦鎵硒薄膜太陽電池之電流密度-電壓圖。
第4圖係實驗例1之薄膜樣品之X-ray繞射圖譜。
第5圖係實驗例1之銅銦鎵硒薄膜太陽電池之電流密度-電壓圖。
第6圖係實驗例4之薄膜樣品之X-ray繞射圖譜。
第7圖係實驗例4之銅銦鎵硒薄膜太陽電池之電流密度-電壓圖。
以下將以圖式揭露本發明之複數個實施方式，為明確說明起見，許多實務上的細節將在以下敘述中一併說明。然而，應瞭解到，這些實務上的細節不應用以限制本發明。也就是說，在本發明部分實施方式中，這些實務上的細節是
非必要的。此外，為簡化圖式起見，一些習知慣用的結構與元件在圖式中將以簡單示意的方式顯示之。
本發明之一態樣提供一種光吸收層，包含IB-IIIA-VIA族化合物及摻雜元素。IB-IIIA-VIA族化合物之該IB族元素包含銅(Cu)、銀(Ag)或其組合；該IIIA族元素包含鋁(Al)、鎵(Ga)、銦(In)或其組合；該VIA族元素包含氧(O)、硫(S)、硒(Se)、碲(Te)或其組合。IB元素於IB-IIIA-VIA化合物中所佔莫爾百分比之較佳範圍為16%-28%，更佳範圍為18%-26%，最佳範圍為20%-24%；IIIA元素於IB-IIIA-VIA化合物中所佔莫爾百分比之較佳範圍為20%-32%，更佳範圍為22%-30%，最佳範圍為24%-28%；VIA元素於IB-IIIA-VIA化合物中所佔莫爾百分比之較佳範圍為40%-64%，更佳範圍為44%-60%，最佳範圍為48%-56%。
摻雜元素包含IIA族元素、IVA族金屬元素、IIIB族元素、IVB族元素、VB族元素、VIB族元素、VIIIB族元素、錳(Mn)元素或其組合。摻雜元素與IB-IIIA-VIA族化合物中所含IIIA族元素之莫耳比較佳範圍為1：2000至1：20，其更佳範圍為1：1500至1：22，又最佳範圍為1：1000至1：25。若摻雜元素與IIIA族元素之莫耳比小於1：2000，則無法顯著改善太陽電池的電性，或無法顯著改善光吸收層的顯微結構；若摻雜元素與IIIA族元素之莫耳比大於1：20，則會降低太陽電池的光電轉換效率，或導致太陽電池電性劣化，或光吸收層產生雜相，或造成光吸收層曾顯微結構嚴重不均勻。因此，摻雜元素與IIIA族元素之莫耳比需在1：2000至1：20之間。本發明可摻雜不同族之元素於
IB-IIIA-VIA族化合物，所摻雜於IB-IIIA-VIA族化合物之元素並不限於同一族。
在數個具體實施例中，IB-IIIA-VIA族化合物為銅銦鎵硒化合物。但IB-IIIA-VIA族化合物也可為銅銦硒化合物、銅銦硫化合物、銅銦鎵硫化合物、銅銦鎵硫硒化合物、銅鎵硒化合物、銅鎵硫化合物或上述之組合。
IIA族元素包含元素鎂(Mg)、鈣(Ca)、鍶(Sr)、鋇(Ba)或其組合。在數個具體實施例中，IIA族元素包含鎂(Mg)、鈣(Ca)、鍶(Sr)或鋇(Ba)。由於摻雜元素鎂(Mg)、鈣(Ca)、鍶(Sr)或鋇(Ba)至IB-IIIA-VIA族化合物中，可改變光吸收層粒徑大小，因此可作顯微結構調整劑(microstructure modifier)。例如元素鋇(Ba)可有效提高開路電壓(open circuit voltage)，元素鎂(Mg)可有效增加載子濃度(carrier concentration)，因此可作為電性調整劑(electric-property modifier)。
IVA族金屬元素包含鍺(Ge)、錫(Sn)、鉛(Pb)或其組合。在數個具體實施例中，IVA族金屬元素包含鍺(Ge)、錫(Sn)或鉛(Pb)可有效提高太陽電池光電轉換效率(photovoltaic conversion efficiency)，因摻雜元素可有效提高太陽電池開路電壓(open circuit voltage)之故。另摻雜元素鍺(Ge)至IB-IIIA-VIA族化合物中，可改變光吸收層粒徑大小。因此IVA族元素可作為IB-IIIA-VIA族化合物的電性調整劑(electric-property modifier)或顯微結構調整劑(microstructure modifier)。
IIIB族元素的原子序為39或介於57至71之間。在數個具體實施例中，當摻雜元素釔(Y)、鈰(Ce)、釤(Sm)、
銪(Eu)、釓(Gd)、鏑(Dy)或鐿(Yb)至IB-IIIA-VIA族化合物中，可提高開路電壓(open circuit voltage)。當摻雜元素鑭(La)、釤(Sm)、銪(Eu)、鋱(Tb)、鉺(Er)、銩(Tm)、鐿(Yb)或鎦(Lu)至IB-IIIA-VIA族化合物中，可提高太陽電池光電轉換效率(photovoltaic conversion efficiency)。當摻雜元素銪(Eu)、鏑(Dy)或銩(Tm)至IB-IIIA-VIA族化合物中，可改變光吸收層粒徑大小，因此IIIB族元素可作為IB-IIIA-VIA族化合物的電性調整劑(electric-property modifier)或顯微結構調整劑(microstructure modifier)。
在一具體實施例中，IVB族元素包含鈦(Ti)、鋯(Zr)、鉿(Hf)或其組合。在具體實施例中發現於摻雜鈦(Ti)至IB-IIIA-VIA族化合物中，可改變光吸收層粒徑大小。當摻雜元素鋯(Zr)至IB-IIIA-VIA族化合物中，可有效提高太陽電池開路電壓(open circuit voltage)。因此VB族元素可作為IB-IIIA-VIA族化合物的電性調整劑(electric-property modifier)或顯微結構調整劑(microstructure modifier)。
在一具體實施例中，VB族元素包含釩(V)、鈮(Nb)、鉭(Ta)或其組合。在具體實施例中發現於摻雜元素鉭(Ta)至IB-IIIA-VIA族化合物中，可有效提高太陽電池開路電壓(open circuit voltage)。摻雜元素釩(V)或鈮(Nb)至IB-IIIA-VIA族化合物中，可改變光吸收層粒徑大小。因此VB族元素可作為IB-IIIA-VIA族化合物的電性調整劑(electric-property modifier)或顯微結構調整劑(microstructure modifier)。
在一具體實施例中，摻雜VIB族元素包含鉻(Cr)、鉬(Mo)、鎢(W)或其組合。在具體實施例中，VIB族元素包含鉻(Cr)。由於摻雜元素鉻(Cr)，可改變光吸收層粒徑大小，因此可作顯微結構調整劑(microstructure modifier)。另摻雜元素鉻(Cr)元素可調控光吸收層載子濃度(carrier concentration)，因此可作為電性調整劑(electric-property modifier)。
在一具體實施例中，摻雜VIIIB族元素包含鐵(Fe)、鈷(Co)、鎳(Ni)或其組合另可改變光吸收層粒徑大小，因此可作顯微結構調整劑(microstructure modifier)。另摻雜VIIIB族元素可調控光吸收層載子濃度(carrier concentration)，因此可作為電性調整劑(electric-property modifier)。
在一具體實施例中，摻雜元素錳(Mn)至IB-IIIA-VIA族化合物時，可提高太陽電池的開路電壓(Voc,open circuit voltage)，及增加短路電流密度(Jsc，short-circuit current density)，並提升填充因子(fill factor)，及提昇太陽電池的光電轉換效率，因此可作為電性調整劑(electric-property modifier)。在一具體實施例中，摻雜元素錳(Mn)至IB-IIIA-VIA族化合物時，可改變光吸收層粒徑大小，因此可作顯微結構調整劑(microstructure modifier)。
本發明之光吸收層可含IA族元素，IA族元素包括元素鋰(Li)、鈉(Na)、鉀(K)或其組合。藉由IA族元素之添加，以調整光吸收層電性及粒徑大小。
本發明之顯微結構調整劑(microstructure
modifier)，可使光吸收層粒徑增大，以提高該層的密度；亦可使該吸收層粒徑變小，以促進玻璃中的鈉離子易於擴散進入光吸收層。
本發明之光吸收層可塗佈於鈉鈣玻璃(Soda Lime Glass)或無鈉玻璃上。鈉鈣玻璃(Soda Lime Glass)中之鈉離子經過熱處理後，會擴散進入光吸收層，使光吸收層中含微量鈉離子。
光吸收層可利用非真空製程或真空製程形成。可使用含光吸收層元素之固體、液體、氣體或其組合製備該光吸收層。真空製程可為共蒸鍍(Co-evaporation)或濺鍍(Sputtering)製程。舉例而言，可使用適當的金屬或合金靶材，藉由上述真空製程形成光吸收層。非真空製程例如為塗佈製程(Coating Process)、化學噴灑熱解法(Chemical spray Pyrolysis)或電沉積(Electrodeposition)法。塗佈製程包括旋轉塗佈(spin coating)、狹縫塗佈(slot coating)、擠壓塗佈(extrusion coating)、淋幕塗佈(curtain coating)、斜板式塗佈(slide coating)、浸鍍(dipping)、刮刀塗佈(doctor blade cotaing)或上述方法之組合。塗佈製程中可使用本發明之前驅物溶液，或含本發明光吸收層的粉體材料塗佈於基板上。該粉體材料可配製成漿料方式，以施用於塗佈製程。
為製備上述之光吸收層，本發明提供一種製造摻雜元素之IB-IIIA-VIA化合物之光吸收層的方法，摻雜元素包含IIA族元素、IVA族元素、IIIB族元素、IVB族元素、VB族元素、VIB族元素、VIIIB族元素、錳(Mn)元素或其組合，其中該IIIB族元素之原子序為39或介於57至71之間，該摻雜元素與IIIA族元素之莫耳比為1：2000至1：20。IB
元素於IB-IIIA-VIA化合物中所佔莫爾百分比之較佳範圍為16%-28%，更佳範圍為18%-26%，最佳範圍為20%-24%；IIIA元素於IB-IIIA-VIA化合物中所佔莫爾百分比之較佳範圍為20%-32%，更佳範圍為22%-30%，最佳範圍為24%-28%；VIA元素於IB-IIIA-VIA化合物中所佔莫爾百分比之較佳範圍為40%-64%，更佳範圍為44%-60%，最佳範圍為48%-56%。
本製程的特徵在於包括：(A)沉積含有元素週期表IB族、IIIA族和摻雜元素之先驅薄膜，(B)再於含有VIA族元素氣氛下該先驅薄膜進行熱處理，進一步形成含摻雜元素之IB-IIIA-VIA化合物的光吸收層。根據本發明之實施方式，上述步驟(A)復包括將IA族及/或VIA族元素加入該先驅薄膜中，當先驅薄膜中含有VIA族元素時，可於不含VIA族元素之氣氛中將先驅薄膜進行熱處理。上述步驟(A)之沉積方法包括真空、非真空之鍍膜製程或上述之組合；上述步驟(A)之沉積方法包含塗佈、濺鍍、蒸鍍或上述之組合；塗佈方法包括旋轉塗佈、狹縫塗佈、擠壓塗佈、淋幕塗佈、斜板塗佈、浸鍍、刮刀塗佈或上述方法之組合；上述步驟(B)之氣氛包括真空或非真空；該氣氛包括水蒸氣(H2O)、氧氣(O2)、氮氣(N2)、氫氣(H2)、氬氣(Ar)、硒化氫(H2Se)、硫化氫(H2S)、硒(Se)蒸氣、硫(S)蒸氣、碲(Te)蒸氣或上述之組合。步驟(B)之熱處理程序可助前驅物薄膜進行還原反應及促進化學反應，使光吸收層形成所需之黃銅礦相，及使光吸收層緻密化。步驟(B)中之熱處理可採取複數步驟處理，例如於含硒氣氛中進行硒化處理後，再於含硫氣氛中進行硫化處理；或是於含硫氣氛中進行硫化處理後，再於含硒氣氛中進
行硒化處理。步驟(B)中之熱處理程序中最高溫度範圍為400℃-600℃，於最高溫度範圍的熱處理時間為15分鐘至12小時。
根據本發明之實施方式，上述步驟(A)復包括將先驅薄膜進行熱處理，其中熱處理溫度為50℃-650℃，熱處理時間為15分鐘至12小時。其熱處理可改善薄膜品質及表面型態，可乾燥薄膜，或去除殘碳，或增加緻密性。熱處理氣氛包括氧氣(O2)、氮氣(N2)、氬氣(Ar)，或上述之組合。
本發明之另一態樣提供一種用以製備太陽能電池的光吸收層的前驅物溶液，包含IB族元素、IIIA族元素、溶劑及摻雜元素。
含IB族元素材料可為金屬或化合物。IB族元素包括銅(Cu)、銀(Ag)或上述之組合。含IB族化合物包括IB族之硝酸物、鹵化物、醋酸物與硫酸物，例如硝酸銀(AgNO3)、硝酸銅(Cu(NO3)2)、氯化銅(CuCl2)、硫酸銅(CuSO4)、醋酸銅(Cu(CH3COO)2)或醋酸銀(CH3COOAg)。但IB族化合物的選擇並不限於上述提及之化合物，只要是能含IB族陽離子的化合物皆適用於本發明。
含IIIA族元素材料可為金屬或化合物。IIIA族元素包括鋁(Al)、鎵(Ga)、銦(In)或上述之組合。含IIIA族化合物包括IIIA族之硝酸物、鹵化物、醋酸物與硫酸物，例如硝酸鋁(Al(NO3)3)、硝酸銦(In(NO3)3)、硝酸鎵(Ga(NO3)3)、氯化鋁(AlCl3)、氯化銦(InCl3)、氯化鎵(GaCl3)、醋酸鋁(Al(CH3COO)3)、醋酸銦(In(CH3COO)3)、醋酸鎵(Ga(CH3COO)3)、硫酸鋁(Al2(SO4)3)、硫酸銦(In2(SO4)3)或硫酸鎵(Ga2(SO4)3)。但IIIA族化合物的選擇並不限於上述提
及之化合物，只要是能含IIIA族陽離子的化合物皆適用於本發明。在數個具體實施例中，上述IB族化合物包含含銅(Cu)化合物，IIIA族化合物包含含鎵(Ga)銦與(In)化合物。
溶劑可例如為水、醇類、酮類、醚類、胺類、酸類、鹼類或上述之組合。上述醇類包括甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇、正丁醇、異戊醇或乙二醇；酮類包括丙酮、丁酮、甲基異丁酮；醚類包括甲醚、乙醚、甲乙醚、二苯醚、乙二醇甲醚、乙二醇丁醚或乙二醇乙醚醋酸；胺類包括乙二胺、二甲基甲醯胺、三乙醇胺或二乙醇胺。上述酸類包括硝酸、鹽酸、硫酸、醋酸或丙酮酸。上述鹼類包括氫氧化鈉(NaOH)、氫氧化鉀(KOH)、氫氧化鋰(LiOH)、尿素(CON2H4)、氨(NH3)、碳酸鈉(Na2CO3)、碳酸氫鈉(NaHCO3)或上述之組合。
摻雜元素包含IIA族元素、IVA族元素、IIIB族元素、IVB族元素、VB族元素、VIB族元素、VIIIB族元素、錳(Mn)元素或其組合，其中該IIIB族元素之原子序為39或介於57至71之間。摻雜元素與IIIA族元素之莫耳比為1：2000至1：20。根據本發明之一實施例，摻雜元素與IIIA族元素之莫耳比較佳範圍為1：2000至1：20，更佳範圍為1：1500至1：22，又最佳範圍為1：1000至1：25。IB元素於溶液金屬陽離子總莫爾數中所佔莫爾百分比之較佳範圍為36%-54%，更佳範圍為38%-52%，最佳範圍為40%-50%。
含上述摻雜元素材料可為金屬或化合物。含上述摻雜元素的化合物可為含該摻雜元素的硝酸鹽、醋酸鹽、鹵化物、硫酸鹽、碳酸鹽、草酸鹽、氧化物、硫化物、硒化物、氮化物、亞硫酸鹽或其組合。但摻雜化合物的選擇並不限於
上述提及之化合物，只要是能含摻雜元素的化合物皆適用於本發明。
上述前驅物溶液可添加黏結劑，以調整溶液黏度。並可添加穩定劑或界面活性劑，以安定前驅物溶液。另上述前驅物溶液中可含IA族元素，IA族元素包括元素鋰(Li)、鈉(Na)、鉀(K)或其組合。藉由IA族元素之添加，以改變光吸收層電性及粒徑大小。黏結劑可為甲基纖維素、乙基纖維素、PVA(聚乙烯醇)、PVB(聚乙烯醇縮丁醛)、等可調整溶液黏度之有機材料，黏結劑種類並無特別限制。
上述前驅物溶液可藉由非真空製程及後續的熱處理製程形成光吸收層。非真空製程的舉例請參考上述。詳細而言，可將上述前驅物溶液利用一或多種非真空製程製備前驅物層，再將前驅物層置於含VIA族元素氣氛中進行熱處理，以形成光吸收層。含VIA族元素氣氛可例如為硒化氫(H2Se)、硫化氫(H2S)、硒(Se)蒸氣、硫(S)蒸氣、碲(Te)蒸氣或上述之組合。VIA族氣氛中可含氧氣(O2)、氮氣(N2)、氫氣(H2)、氬氣(Ar)、H2O(水蒸氣)或上述之組合。
上述前驅物溶液並可含VIA族元素，包含元素氧(O)、硫(S)、硒(Se)、碲(Te)或其組合，以調整光吸收層中之VIA族元素含量。當前驅物溶液中含VIA族元素時，可將前驅物溶液利用一或多種非真空製程製備前驅薄膜，再將前驅薄膜置於含VIA族或不含VIA族元素氣氛中進行熱處理。
本發明之又一態樣提供一種太陽能電池1，包含基板10、背電極20、上述之光吸收層30、緩衝層40、透明導電層50及前電極60。如第1圖所示。
基板10可為玻璃、高分子基板、金屬基板或透明導電層。背電極20設置於基板10之上方。背電極20可為含鉬金屬層，例如可利用濺鍍方式形成。光吸收層30設置於背電極20之上方，其用以作為P型半導體層。光吸收層30的製備方法請參考上述實施方式。緩衝層40設置於光吸收層30之上方，其用以作為N型半導體層。緩衝層40的材質可為硫化鎘(CdS)、硫化鋅(ZnS)或硫化銦(In2S3)薄膜。透明導電層50設置於緩衝層40之上方，其材料可為氧化銦錫(ITO)、氧化鋅硼(BZO)、氧化鋅鋁(AZO)或其組合。前電極60設置於透明導電層50之上方，用以收集太陽能電池1產生的電流。前電極60的材料可例如為鎳、鎳鋁合金。透明導電層材料不受上述材料限制，僅需具有導電性及透光性即可。
以下列舉數個實例以更詳盡闡述本發明之方法，然其僅為例示說明之用，並非用以限定本發明，本發明之保護範圍當以後附之申請專利範圍所界定者為準。
將Cu(NO3)2、Ga(NO3)3和In(NO3)3溶於乙醇中配製成溶液，其中銅離子莫爾數：鎵離子莫爾數：銦離子莫爾數=0.9：0.3：0.7，於加入黏結劑並混合均勻後，成為前驅物溶液，利用旋轉塗佈法，將前驅物溶液塗佈於鈉鈣玻璃(soda lime glass)基材上，先以280℃加熱10分鐘排除有機物，再於高純度氮氫混合氣中以545℃加熱30分鐘，並於加熱中通入硒蒸氣，即可獲得薄膜樣品。
經X-ray繞射圖譜分析，結果如圖2所示，確認該薄膜具有黃銅礦相結構。另外以掃描式電子顯微鏡(SEM)分析薄膜樣品，實驗結果顯示薄膜樣品之平均粒徑大小約為0.8μm。以霍爾量測儀(Hall measurement)分析薄膜樣品之載子濃度為5.96*1017cm-3。
以鈉鈣玻璃(soda lime glass)/Mo/薄膜樣品/CdS/i-ZnO/氧化銦錫(ITO)之結構製作銅銦鎵硒薄膜太陽電池。Mo為薄膜型態，作為下電極。氧化銦錫(ITO)亦為薄膜型態，作為上層電極；再者，以太陽能標準光源模擬器分析銅銦鎵硒薄膜太陽電池，實驗結果如第3圖所示，Voc(開路電壓)為0.391V，FF(填充因子)為45.76%，顯示銅銦鎵硒薄膜太陽電池之轉化效率為6.09%。
將Cu(NO3)2、Ga(NO3)3和In(NO3)3溶於乙醇中配製成溶液，其中銅離子莫爾數：鎵離子莫爾數：銦離子莫爾數=0.9：0.3：0.7，並加入EuCl3作為改質劑，其中Eu離子莫爾數與IIIA離子總莫耳數(銦離子及鎵離子總莫爾數)比為1：500；混合均勻後，成為前驅物溶液，利用旋轉塗佈法將前驅物溶液塗佈於鈉鈣玻璃(soda lime glass)基材上，先以280℃加熱10分鐘排除有機物，再於高純度氮氫混合氣中以545℃加熱30分鐘，並於加熱中通入硒蒸氣，即可獲得薄膜樣品。
經X-ray繞射圖譜分析，其結果如第4圖所示，確認該薄膜具有黃銅礦相結構。以X光螢光光譜儀(XRF，X-ray fluorescence Spectroscopy)分析薄膜樣品，實驗結果證明摻
雜Eu之薄膜樣品中存在有Eu元素。
以鈉鈣玻璃(soda lime glass)/Mo/薄膜樣品/CdS/i-ZnO/氧化銦錫(ITO)之結構製作銅銦鎵硒薄膜太陽電池；再者，以太陽能標準光源模擬器分析銅銦鎵硒薄膜太陽電池，實驗結果如第5圖所示，顯示銅銦鎵硒薄膜太陽電池之Voc(開路電壓)為0.445V，FF(填充因子)為47.95%，光電轉化效率為7.13%。與不含Eu之比較例1比較，添加Eu之銅銦鎵硒薄膜太陽電池之開路電壓、填充因子及轉換效率均明顯增加。
將Cu(NO3)2、Ga(NO3)3和In(NO3)3溶於乙醇中配製成溶液，其中銅離子莫爾數：鎵離子莫爾數：銦離子莫爾數=0.9：0.3：0.7，並加入GeCl4作為改質劑，其中Ge離子莫爾數與IIIA離子總莫耳數(銦離子及鎵離子總莫爾數)比為1：200；混合均勻後，成為前驅物溶液，利用旋轉塗佈法將前驅物溶液塗佈於鈉鈣玻璃(soda lime glass)基材上，先以280℃加熱10分鐘排除有機物，再於高純度氮氫混合氣中以545℃加熱30分鐘，並於加熱中通入硒蒸氣，即可獲得薄膜樣品。
經X-ray繞射圖譜分析，結果如圖六所示，確認該薄膜具有黃銅礦相結構。以X光螢光光譜儀(XRF，X-ray fluorescence Spectroscopy)分析薄膜樣品，實驗結果證明摻雜Ge之薄膜樣品中存在有Ge元素。
以鈉鈣玻璃(soda lime glass)/Mo/薄膜樣品/CdS/i-ZnO/氧化銦錫(ITO)之結構製作銅銦鎵硒薄膜太陽電
池；再者，以太陽能標準光源模擬器分析銅銦鎵硒薄膜太陽電池，實驗結果如圖七所示，顯示銅銦鎵硒薄膜太陽電池之Voc(開路電壓)為0.405V，FF(填充因子)為47.69%，光電轉化效率為6.43%。與不含Ge之比較例1比較，添加Ge之銅銦鎵硒薄膜太陽電池之開路電壓、填充因子及轉換效率均明顯增加。
將Cu-Ga金屬與In金屬以濺鍍法沈積於基材上，分別堆疊後形成前驅膜，其中銅離子莫爾數：鎵離子莫爾數：銦離子莫爾數=0.9：0.3：0.7。再於高純度氮氫混合氣中，以545℃加熱0.5小時，並通入硒蒸氣，即可獲得薄膜樣品。由X-ray繞射圖譜分析，其分析結果確認為黃銅礦相結構。
以鈉鈣玻璃(soda lime glass)/Mo/薄膜樣品/CdS/i-ZnO/氧化銦錫(ITO)之結構製作銅銦鎵硒薄膜太陽電池；再者，以太陽能標準光源模擬器分析銅銦鎵硒薄膜太陽電池，測得Voc(開路電壓)為0.409V，Jsc(短路電流密度)為35.83mA/cm2，FF(填充因子)為55.46%，顯示銅銦鎵硒薄膜太陽電池之轉化效率為8.13%。
將Cu-Ga金屬與In金屬以濺鍍法沈積於基材上，其中銅離子莫爾數：鎵離子莫爾數：銦離子莫爾數=0.9：0.3：0.7，並以濺鍍沈積加入Mn金屬作為改質劑，其中Mn離子莫爾數與IIIA離子總莫耳數(銦離子及鎵離子總莫爾數)比為1：200；分別堆疊後做為前驅膜，在高純度氮氫
混合氣中，以545℃加熱0.5小時，並通入硒蒸氣，即可獲得薄膜樣品。
由X-ray繞射圖譜分析，其分析結果確認該薄膜具有黃銅礦相結構。以X光螢光光譜儀(XRF，X-ray fluorescence Spectroscopy)分析薄膜樣品，實驗結果證明摻雜Mn之薄膜樣品中存在有Mn元素。
以鈉鈣玻璃(soda lime glass)/Mo/薄膜樣品/CdS/i-ZnO/氧化銦錫(ITO)之結構製作銅銦鎵硒薄膜太陽電池；再者，以太陽能標準光源模擬器分析銅銦鎵硒薄膜太陽電池，測得Voc(開路電壓)為0.418V，Jsc(短路電流密度)為36.28mA/cm2，FF(填充因子)為57.76%，顯示銅銦鎵硒薄膜太陽電池之轉化效率為8.76%。與不含Mn之比較例2比較，添加Mn之銅銦鎵硒薄膜太陽電池之開路電壓、短路電流密度、填充因子及轉換效率均明顯增加。
將Cu-Ga金屬與In金屬以濺鍍法沈積於基材上，其中銅離子莫爾數：鎵離子莫爾數：銦離子莫爾數=0.9：0.3：0.7，並以濺鍍沈積加入Sn金屬作為改質劑，其中Sn離子莫爾數與IIIA離子總莫耳數(銦離子及鎵離子總莫爾數)比為1：200；分別堆疊後做為前驅膜，在高純度氮氫混合氣中，以545℃加熱0.5小時，並通入硒蒸氣，即可獲得薄膜樣品。
由X-ray繞射圖譜分析，其分析結果確認該薄膜具有黃銅礦相結構。以X光螢光光譜儀(XRF，X-ray fluorescence Spectroscopy)分析薄膜樣品，實驗結果證明摻
雜Sn之薄膜樣品中存在有Sn元素。
以鈉鈣玻璃(soda lime glass)/Mo/薄膜樣品/CdS/i-ZnO/氧化銦錫(ITO)之結構製作銅銦鎵硒薄膜太陽電池；再者，以太陽能標準光源模擬器分析銅銦鎵硒薄膜太陽電池，顯示銅銦鎵硒薄膜太陽電池之Voc(開路電壓)為0.436V，其轉化效率為8.61%。與不含Sn之比較例2比較，添加Sn之銅銦鎵硒薄膜太陽電池之開路電壓及轉換效率均明顯增加。
將Cu(NO3)2、Ga(NO3)3和In(NO3)3溶於乙醇中配製成溶液，其中銅離子莫爾數：鎵離子莫爾數：銦離子莫爾數=0.9：0.3：0.7，於加入黏結劑後，並加入Yb(NO3)3作為改質劑，其中Yb離子莫爾數與IIIA離子總莫耳數(銦離子及鎵離子總莫爾數)比為1：500；混合均勻後，成為前驅物溶液，利用旋轉塗佈法將前驅物溶液塗佈於鈉鈣玻璃(soda lime glass)基材上，先以280℃加熱10分鐘排除有機物，再於高純度氮氫混合氣中以545℃加熱30分鐘，並於加熱中通入硒蒸氣，即可獲得薄膜樣品。
經X-ray繞射圖譜分析，確認該薄膜具有黃銅礦相結構。以X光螢光光譜儀(XRF，X-ray fluorescence Spectroscopy)分析薄膜樣品，實驗結果證明摻雜Yb之薄膜樣品中存在有Yb元素。
以鈉鈣玻璃(soda lime glass)/Mo/薄膜樣品/CdS/i-ZnO/氧化銦錫(ITO)之結構製作銅銦鎵硒薄膜太陽電池；再者，以太陽能標準光源模擬器分析銅銦鎵硒薄膜太陽
電池，顯示銅銦鎵硒薄膜太陽電池之Voc(開路電壓)為0.470V，光電轉化效率為8.49%。與不含Yb之比較例1比較，添加Yb之銅銦鎵硒薄膜太陽電池之開路電壓及轉換效率明顯增加。
將Cu(NO3)2、Ga(NO3)3和In(NO3)3溶於乙醇中配製成溶液，其中銅離子莫爾數：鎵離子莫爾數：銦離子莫爾數=0.9：0.3：0.7，並加入Mn(CH3COO)2作為改質劑，其中Mn離子莫爾數與IIIA離子總莫耳數(銦離子及鎵離子總莫爾數)比為1：1250；混合均勻後，成為前驅物溶液，利用旋轉塗佈法將前驅物溶液塗佈於鈉鈣玻璃(soda lime glass)基材上，先以280℃加熱10分鐘排除有機物，再於高純度氮氫混合氣中以545℃加熱30分鐘，並於加熱中通入硒蒸氣，即可獲得薄膜樣品。
經X-ray繞射圖譜分析，確認該薄膜具有黃銅礦相結構。以鈉鈣玻璃(soda lime glass)/Mo/薄膜樣品/CdS/i-ZnO/氧化銦錫(ITO)之結構製作銅銦鎵硒薄膜太陽電池；再者，以太陽能標準光源模擬器分析銅銦鎵硒薄膜太陽電池，顯示銅銦鎵硒薄膜太陽電池之Voc(開路電壓)為0.408V，光電轉化效率為6.71%。與不含Mn之比較例1比較，添加Mn之銅銦鎵硒薄膜太陽電池之開路電壓及轉換效率明顯增加。
將Cu(NO3)2、Ga(NO3)3和In(NO3)3溶於乙醇中配製成溶液，其中銅離子莫爾數：鎵離子莫爾數：銦離子莫爾數
=0.9：0.3：0.7，於加入黏結劑後，並加入Sm(NO3)3作為改質劑，其中Sm離子莫爾數與IIIA離子總莫耳數(銦離子及鎵離子總莫爾數)比為1：1000；混合均勻後，成為前驅物溶液，利用旋轉塗佈法將前驅物溶液塗佈於鈉鈣玻璃(soda lime glass)基材上，先以280℃加熱10分鐘排除有機物，再於高純度氮氫混合氣中以545℃加熱30分鐘，並於加熱中通入硒蒸氣，即可獲得薄膜樣品。
經X-ray繞射圖譜分析，確認該薄膜具有黃銅礦相結構。以鈉鈣玻璃(soda lime glass)/Mo/薄膜樣品/CdS/i-ZnO/氧化銦錫(ITO)之結構製作銅銦鎵硒薄膜太陽電池；再者，以太陽能標準光源模擬器分析銅銦鎵硒薄膜太陽電池，顯示銅銦鎵硒薄膜太陽電池之Voc(開路電壓)為0.423V，光電轉化效率為7.05%。與不含Sm之比較例1比較，添加Sm之銅銦鎵硒薄膜太陽電池之開路電壓及轉換效率明顯增加。
將Cu(NO3)2、Ga(NO3)3和In(NO3)3溶於乙醇中配製成溶液，其中銅離子莫爾數：鎵離子莫爾數：銦離子莫爾數=0.9：0.3：0.7，於加入黏結劑後，並加入Pb(NO3)2作為改質劑，其中Pb離子莫爾數與IIIA離子總莫耳數(銦離子及鎵離子總莫爾數)比為1：1000；混合均勻後，成為前驅物溶液，利用旋轉塗佈法將前驅物溶液塗佈於鈉鈣玻璃(soda lime glass)基材上，先以280℃加熱10分鐘排除有機物，再於高純度氮氫混合氣中以545℃加熱30分鐘，並於加熱中通入硒蒸氣，即可獲得薄膜樣品。
經X-ray繞射圖譜分析，確認該薄膜具有黃銅礦相
結構。以鈉鈣玻璃(soda lime glass)/Mo/薄膜樣品/CdS/i-ZnO/氧化銦錫(ITO)之結構製作銅銦鎵硒薄膜太陽電池；再者，以太陽能標準光源模擬器分析銅銦鎵硒薄膜太陽電池，顯示銅銦鎵硒薄膜太陽電池之Voc(開路電壓)為0.419V，光電轉化效率為7.10%。與不含Pb之比較例1比較，添加Pb之銅銦鎵硒薄膜太陽電池之開路電壓及轉換效率明顯增加。
將Cu(NO3)2、Ga(NO3)3和In(NO3)3溶於乙醇中配製成溶液，其中銅離子莫爾數：鎵離子莫爾數：銦離子莫爾數=0.9：0.3：0.7，於加入黏結劑後，並加入EuCl3作為改質劑，其中Eu離子莫爾數與IIIA離子總莫耳數(銦離子及鎵離子總莫爾數)莫耳數比為1：100；混合均勻後，成為前驅物溶液，利用旋轉塗佈法將前驅物溶液塗佈於鈉鈣玻璃(soda lime glass)基材上，先以280℃加熱10分鐘排除有機物，再於高純度氮氫混合氣中以545℃加熱30分鐘，並於加熱中通入硒蒸氣，即可獲得薄膜樣品。
經X-ray繞射圖譜分析，確認該薄膜具有黃銅礦相結構。以X光螢光光譜儀(XRF，X-ray fluorescence Spectroscopy)分析薄膜樣品，實驗結果證明摻雜Eu之薄膜樣品中存在有Eu元素。
以鈉鈣玻璃(soda lime glass)/Mo/薄膜樣品/CdS/i-ZnO/氧化銦錫(ITO)之結構製作銅銦鎵硒薄膜太陽電池；再者，以太陽能標準光源模擬器分析銅銦鎵硒薄膜太陽電池，顯示銅銦鎵硒薄膜太陽電池之光電轉化效率為7.55%。與不含Eu之比較例1比較，添加Eu之銅銦鎵硒薄
膜太陽電池之轉換效率明顯增加。
將Cu(NO3)2、Ga(NO3)3和In(NO3)3溶於乙醇中配製成溶液，其中銅離子莫爾數：鎵離子莫爾數：銦離子莫爾數=0.9：0.3：0.7，並加入Mn(CH3COO)2作為改質劑，其中Mn離子莫爾數與IIIA離子總莫耳數(銦離子及鎵離子總莫爾數)比為1：500；混合均勻後，成為前驅物溶液，利用旋轉塗佈法將前驅物溶液塗佈於鈉鈣玻璃(soda lime glass)基材上，先以280℃加熱10分鐘排除有機物，再於高純度氮氫混合氣中以545℃加熱30分鐘，並於加熱中通入硒蒸氣，即可獲得薄膜樣品。
經X-ray繞射圖譜分析，確認該薄膜具有黃銅礦相結構。以X光螢光光譜儀(XRF，X-ray fluorescence Spectroscopy)分析薄膜樣品，實驗結果證明摻雜Mn之薄膜樣品中存在有Mn元素。
以鈉鈣玻璃(soda lime glass)/Mo/薄膜樣品/CdS/i-ZnO/氧化銦錫(ITO)之結構製作銅銦鎵硒薄膜太陽電池；再者，以太陽能標準光源模擬器分析銅銦鎵硒薄膜太陽電池，顯示銅銦鎵硒薄膜太陽電池之光電轉化效率為8.13%。與不含Mn之比較例1比較，添加Mn之銅銦鎵硒薄膜太陽電池之轉換效率明顯增加。
將Cu(NO3)2、Ga(NO3)3和In(NO3)3溶於乙醇中配製成溶液，其中銅離子莫爾數：鎵離子莫爾數：銦離子莫爾數
=0.9：0.3：0.7，並加入Er(NO3)3作為改質劑，其中Er離子莫爾數與IIIA離子總莫耳數(銦離子及鎵離子總莫爾數)比為1：500；混合均勻後，成為前驅物溶液，利用旋轉塗佈法將前驅物溶液塗佈於鈉鈣玻璃(soda lime glass)基材上，先以280℃加熱10分鐘排除有機物，再於高純度氮氫混合氣中以545℃加熱30分鐘，並於加熱中通入硒蒸氣，即可獲得薄膜樣品。
經X-ray繞射圖譜分析，確認該薄膜具有黃銅礦相結構。以X光螢光光譜儀(XRF，X-ray fluorescence Spectroscopy)分析薄膜樣品，實驗結果證明摻雜Er之薄膜樣品中存在有Er元素。
以鈉鈣玻璃(soda lime glass)/Mo/薄膜樣品/CdS/i-ZnO/氧化銦錫(ITO)之結構製作銅銦鎵硒薄膜太陽電池；再者，以太陽能標準光源模擬器分析銅銦鎵硒薄膜太陽電池，顯示銅銦鎵硒薄膜太陽電池之光電轉化效率為8.15%。與不含Er之比較例1比較，添加Er之銅銦鎵硒薄膜太陽電池之轉換效率明顯增加。
將Cu(NO3)2、Ga(NO3)3和In(NO3)3溶於乙醇中配製成溶液，其中銅離子莫爾數：鎵離子莫爾數：銦離子莫爾數=0.9：0.3：0.7，並加入La(NO3)3作為改質劑，其中La離子莫爾數與IIIA離子總莫耳數(銦離子及鎵離子總莫爾數)比為1：500；混合均勻後，成為前驅物溶液，利用旋轉塗佈法將前驅物溶液塗佈於鈉鈣玻璃(soda lime glass)基材上，先以280℃加熱10分鐘排除有機物，再於高純度氮氫混合氣中
以545℃加熱30分鐘，並於加熱中通入硒蒸氣，即可獲得薄膜樣品。
經X-ray繞射圖譜分析，確認該薄膜具有黃銅礦相結構。以X光螢光光譜儀(XRF，X-ray fluorescence Spectroscopy)分析薄膜樣品，實驗結果證明摻雜La之薄膜樣品中存在有La元素。
以鈉鈣玻璃(soda lime glass)/Mo/薄膜樣品/CdS/i-ZnO/氧化銦錫(ITO)之結構製作銅銦鎵硒薄膜太陽電池；再者，以太陽能標準光源模擬器分析銅銦鎵硒薄膜太陽電池，顯示銅銦鎵硒薄膜太陽電池之光電轉化效率為6.59%。與不含La之比較例1比較，添加La之銅銦鎵硒薄膜太陽電池之轉換效率明顯增加。
將Cu(NO3)2、Ga(NO3)3和In(NO3)3溶於乙醇中配製成溶液，其中銅離子莫爾數：鎵離子莫爾數：銦離子莫爾數=0.9：0.3：0.7，於加入黏結劑後，並加入Tb(NO3)3作為改質劑，其中Tb離子莫爾數與IIIA離子總莫耳數(銦離子及鎵離子總莫爾數)比為1：500；混合均勻後，成為前驅物溶液，利用旋轉塗佈法將前驅物溶液塗佈於鈉鈣玻璃(soda lime glass)基材上，先以280℃加熱10分鐘排除有機物，再於高純度氮氫混合氣中以545℃加熱30分鐘，並於加熱中通入硒蒸氣，即可獲得薄膜樣品。
經X-ray繞射圖譜分析，確認該薄膜具有黃銅礦相結構。以X光螢光光譜儀(XRF，X-ray fluorescence Spectroscopy)分析薄膜樣品，實驗結果證明摻雜Tb之薄膜
樣品中存在有Tb元素。
以鈉鈣玻璃(soda lime glass)/Mo/薄膜樣品/CdS/i-ZnO/氧化銦錫(ITO)之結構製作銅銦鎵硒薄膜太陽電池；再者，以太陽能標準光源模擬器分析銅銦鎵硒薄膜太陽電池，顯示銅銦鎵硒薄膜太陽電池之光電轉化效率為6.93%。與不含Tb之比較例1比較，添加Tb之銅銦鎵硒薄膜太陽電池之轉換效率明顯增加。
將Cu(NO3)2、Ga(NO3)3和In(NO3)3溶於乙醇中配製成溶液，其中銅離子莫爾數：鎵離子莫爾數：銦離子莫爾數=0.9：0.3：0.7，於加入黏結劑後，並加入Lu(CH3COO)3作為改質劑，其中Lu離子莫爾數與IIIA離子總莫耳數(銦離子及鎵離子總莫爾數)比為1：500；混合均勻後，成為前驅物溶液，利用旋轉塗佈法將前驅物溶液塗佈於鈉鈣玻璃(soda lime glass)基材上，先以280℃加熱10分鐘排除有機物，再於高純度氮氫混合氣中以545℃加熱30分鐘，並於加熱中通入硒蒸氣，即可獲得薄膜樣品。
經X-ray繞射圖譜分析，確認該薄膜具有黃銅礦相結構。以X光螢光光譜儀(XRF，X-ray fluorescence Spectroscopy)分析薄膜樣品，實驗結果證明摻雜Lu之薄膜樣品中存在有Lu元素。
以鈉鈣玻璃(soda lime glass)/Mo/薄膜樣品/CdS/i-ZnO/氧化銦錫(ITO)之結構製作銅銦鎵硒薄膜太陽電池；再者，以太陽能標準光源模擬器分析銅銦鎵硒薄膜太陽電池，顯示銅銦鎵硒薄膜太陽電池之光電轉化效率為
7.12%。與不含Lu之比較例1比較，添加Lu之銅銦鎵硒薄膜太陽電池之轉換效率明顯增加。
將Cu(NO3)2、Ga(NO3)3和In(NO3)3溶於乙醇中配製成溶液，其中銅離子莫爾數：鎵離子莫爾數：銦離子莫爾數=0.9：0.3：0.7，於加入黏結劑後，並加入Tm(NO)3作為改質劑，其中Tm離子莫爾數與IIIA離子總莫耳數(銦離子及鎵離子總莫爾數)比為1：500；混合均勻後，成為前驅物溶液，利用旋轉塗佈法將前驅物溶液塗佈於鈉鈣玻璃(soda lime glass)基材上，先以280℃加熱10分鐘排除有機物，再於高純度氮氫混合氣中以545℃加熱30分鐘，並於加熱中通入硒蒸氣，即可獲得薄膜樣品。
經X-ray繞射圖譜分析，確認該薄膜具有黃銅礦相結構。以X光螢光光譜儀(XRF，X-ray fluorescence Spectroscopy)分析薄膜樣品，實驗結果證明摻雜Tm之薄膜樣品中存在有Tm元素。另外以掃描式電子顯微鏡(SEM)分析薄膜樣品，實驗結果顯示薄膜樣品之平均粒徑大小約為1.1μm。與不含Tm之比較例1比較，未添加Tm之樣品晶粒較小，Tm之添加可增加黃銅礦相之晶粒大小。
以鈉鈣玻璃(soda lime glass)/Mo/薄膜樣品/CdS/i-ZnO/氧化銦錫(ITO)之結構製作銅銦鎵硒薄膜太陽電池；再者，以太陽能標準光源模擬器分析銅銦鎵硒薄膜太陽電池，顯示銅銦鎵硒薄膜太陽電池之光電轉化效率為6.91%。與不含Tm之比較例1比較，添加Tm之銅銦鎵硒薄膜太陽電池之轉換效率明顯增加。
將Cu(NO3)2、Ga(NO3)3和In(NO3)3溶於乙醇中配製成溶液，其中銅離子莫爾數：鎵離子莫爾數：銦離子莫爾數=0.9：0.3：0.7，於加入黏結劑後，並加入Zr(NO3)4作為改質劑，其中Ta離子莫爾數與IIIA離子總莫耳數(銦離子及鎵離子總莫爾數)比為1：500；混合均勻後，成為前驅物溶液，利用旋轉塗佈法將前驅物溶液塗佈於鈉鈣玻璃(soda lime glass)基材上，先以280℃加熱10分鐘排除有機物，再於高純度氮氫混合氣中以545℃加熱30分鐘，並於加熱中通入硒蒸氣，即可獲得薄膜樣品。
經X-ray繞射圖譜分析，確認該薄膜具有黃銅礦相結構。以X光螢光光譜儀(XRF，X-ray fluorescence Spectroscopy)分析薄膜樣品，實驗結果證明摻雜Zr之薄膜樣品中存在有Zr元素。另外以掃描式電子顯微鏡(SEM)分析薄膜樣品，實驗結果顯示薄膜樣品之平均粒徑大小約為1.0μm。與不含Zr之比較例1比較，未添加Zr之樣品晶粒較小，Zr之添加可增加黃銅礦相之晶粒大小。
以鈉鈣玻璃(soda lime glass)/Mo/薄膜樣品/CdS/i-ZnO/氧化銦錫(ITO)之結構製作銅銦鎵硒薄膜太陽電池；再者，以太陽能標準光源模擬器分析銅銦鎵硒薄膜太陽電池，顯示銅銦鎵硒薄膜太陽電池之Voc(開路電壓)為0.442V。與不含Zr之比較例1比較，添加Zr之銅銦鎵硒薄膜太陽電池之開路電壓明顯提高。
將Cu(NO3)2、Ga(NO3)3和In(NO3)3溶於乙醇中配製成溶液，其中銅離子莫爾數：鎵離子莫爾數：銦離子莫爾數=0.9：0.3：0.7，於加入黏結劑後，並加入Ba(NO3)2作為改質劑，其中Ba離子莫爾數與IIIA離子總莫耳數(銦離子及鎵離子總莫爾數)比為1：500；混合均勻後，成為前驅物溶液，利用旋轉塗佈法將前驅物溶液塗佈於鈉鈣玻璃(soda lime glass)基材上，先以280℃加熱10分鐘排除有機物，再於高純度氮氫混合氣中以545℃加熱30分鐘，並於加熱中通入硒蒸氣，即可獲得薄膜樣品。
經X-ray繞射圖譜分析，確認該薄膜具有黃銅礦相結構。以X光螢光光譜儀(XRF，X-ray fluorescence Spectroscopy)分析薄膜樣品，實驗結果證明摻雜Ba之薄膜樣品中存在有Ba元素。另外以掃描式電子顯微鏡(SEM)分析薄膜樣品，實驗結果顯示薄膜樣品之平均粒徑大小約為1.3μm。與不含Ba之比較例1比較，未添加Ba之樣品晶粒較小，Ba之添加可增加黃銅礦相之晶粒大小。
以鈉鈣玻璃(soda lime glass)/Mo/薄膜樣品/CdS/i-ZnO/氧化銦錫(ITO)之結構製作銅銦鎵硒薄膜太陽電池；再者，以太陽能標準光源模擬器分析銅銦鎵硒薄膜太陽電池，顯示銅銦鎵硒薄膜太陽電池之Voc(開路電壓)為0.401V。與不含Ba之比較例1比較，添加Ba之銅銦鎵硒薄膜太陽電池之開路電壓明顯提高。
將Cu(NO3)2、Ga(NO3)3和In(NO3)3溶於乙醇中配製成溶液，其中銅離子莫爾數：鎵離子莫爾數：銦離子莫爾數
=0.9：0.3：0.7，於加入黏結劑後，並加入Dy(NO3)3作為改質劑，其中Dy離子莫爾數與IIIA離子總莫耳數(銦離子及鎵離子總莫爾數)比為1：500；混合均勻後，成為前驅物溶液，利用旋轉塗佈法將前驅物溶液塗佈於鈉鈣玻璃(soda lime glass)基材上，先以280℃加熱10分鐘排除有機物，再於高純度氮氫混合氣中以545℃加熱30分鐘，並於加熱中通入硒蒸氣，即可獲得薄膜樣品。
經X-ray繞射圖譜分析，確認該薄膜具有黃銅礦相結構。以X光螢光光譜儀(XRF，X-ray fluorescence Spectroscopy)分析薄膜樣品，實驗結果證明摻雜Dy之薄膜樣品中存在有Dy元素。另外以掃描式電子顯微鏡(SEM)分析薄膜樣品，實驗結果顯示薄膜樣品之平均粒徑大小約為1.1μm。與不含Dy之比較例1比較，未添加Dy之樣品晶粒較小，Dy之添加可增加黃銅礦相之晶粒大小。
以鈉鈣玻璃(soda lime glass)/Mo/薄膜樣品/CdS/i-ZnO/氧化銦錫(ITO)之結構製作銅銦鎵硒薄膜太陽電池；再者，以太陽能標準光源模擬器分析銅銦鎵硒薄膜太陽電池，顯示銅銦鎵硒薄膜太陽電池之Voc(開路電壓)為0.421V。與不含Dy之比較例1比較，添加Dy之銅銦鎵硒薄膜太陽電池之開路電壓明顯提高。
將Cu(NO3)2、Ga(NO3)3和In(NO3)3溶於乙醇中配製成溶液，其中銅離子莫爾數：鎵離子莫爾數：銦離子莫爾數=0.9：0.3：0.7，於加入黏結劑後，並加入Y(NO3)3作為改質劑，其中Y離子莫爾數與IIIA離子總莫耳數(銦離子及鎵
離子總莫爾數)比為1：500；混合均勻後，成為前驅物溶液，利用旋轉塗佈法將前驅物溶液塗佈於鈉鈣玻璃(soda lime glass)基材上，先以280℃加熱10分鐘排除有機物，再於高純度氮氫混合氣中以545℃加熱30分鐘，並於加熱中通入硒蒸氣，即可獲得薄膜樣品。
經X-ray繞射圖譜分析，確認該薄膜具有黃銅礦相結構。以X光螢光光譜儀(XRF，X-ray fluorescence Spectroscopy)分析薄膜樣品，實驗結果證明摻雜Y之薄膜樣品中存在有Y元素。
以鈉鈣玻璃(soda lime glass)/Mo/薄膜樣品/CdS/i-ZnO/氧化銦錫(ITO)之結構製作銅銦鎵硒薄膜太陽電池；再者，以太陽能標準光源模擬器分析銅銦鎵硒薄膜太陽電池，顯示銅銦鎵硒薄膜太陽電池之Voc(開路電壓)為0.426V。與不含Y之比較例1比較，添加Y之銅銦鎵硒薄膜太陽電池之開路電壓明顯提高。
將Cu(NO3)2、Ga(NO3)3和In(NO3)3溶於乙醇中配製成溶液，其中銅離子莫爾數：鎵離子莫爾數：銦離子莫爾數=0.9：0.3：0.7，於加入黏結劑後，並加入Ce(NO3)3作為改質劑，其中Ce離子莫爾數與IIIA離子總莫耳數(銦離子及鎵離子總莫爾數)比為1：1800；混合均勻後，成為前驅物溶液，利用旋轉塗佈法將前驅物溶液塗佈於鈉鈣玻璃(soda lime glass)基材上，先以280℃加熱10分鐘排除有機物，再於高純度氮氫混合氣中以545℃加熱30分鐘，並於加熱中通入硒蒸氣，即可獲得薄膜樣品。
經X-ray繞射圖譜分析，確認該薄膜具有黃銅礦相結構。以鈉鈣玻璃(soda lime glass)/Mo/薄膜樣品/CdS/i-ZnO/氧化銦錫(ITO)之結構製作銅銦鎵硒薄膜太陽電池；再者，以太陽能標準光源模擬器分析銅銦鎵硒薄膜太陽電池，顯示銅銦鎵硒薄膜太陽電池之Voc(開路電壓)為0.406V。與不含Ce之比較例1比較，添加Ce之銅銦鎵硒薄膜太陽電池之開路電壓明顯提高。
將Cu(NO3)2、Ga(NO3)3和In(NO3)3溶於乙醇中配製成溶液，其中銅離子莫爾數：鎵離子莫爾數：銦離子莫爾數=0.9：0.3：0.7，於加入黏結劑後，並加入Ce(NO3)3作為改質劑，其中Ce離子莫爾數與IIIA離子總莫耳數(銦離子及鎵離子總莫爾數)比為1：500；混合均勻後，成為前驅物溶液，利用旋轉塗佈法將前驅物溶液塗佈於鈉鈣玻璃(soda lime glass)基材上，先以280℃加熱10分鐘排除有機物，再於高純度氮氫混合氣中以545℃加熱30分鐘，並於加熱中通入硒蒸氣，即可獲得薄膜樣品。
經X-ray繞射圖譜分析，確認該薄膜具有黃銅礦相結構。以X光螢光光譜儀(XRF，X-ray fluorescence Spectroscopy)分析薄膜樣品，實驗結果證明摻雜Ce之薄膜樣品中存在有Ce元素。
以鈉鈣玻璃(soda lime glass)/Mo/薄膜樣品/CdS/i-ZnO/氧化銦錫(ITO)之結構製作銅銦鎵硒薄膜太陽電池；再者，以太陽能標準光源模擬器分析銅銦鎵硒薄膜太陽電池，顯示銅銦鎵硒薄膜太陽電池之Voc(開路電壓)為
0.442V。與不含Ce之比較例1比較，添加Ce之銅銦鎵硒薄膜太陽電池之開路電壓明顯提高。
將Cu(NO3)2、Ga(NO3)3和In(NO3)3溶於乙醇中配製成溶液，其中銅離子莫爾數：鎵離子莫爾數：銦離子莫爾數=0.9：0.3：0.7，於加入黏結劑後，並加入Gd(NO3)3作為改質劑，其中Gd離子莫爾數與IIIA離子總莫耳數(銦離子及鎵離子總莫爾數)比為1：500；混合均勻後，成為前驅物溶液，利用旋轉塗佈法將前驅物溶液塗佈於鈉鈣玻璃(soda lime glass)基材上，先以280℃加熱10分鐘排除有機物，再於高純度氮氫混合氣中以545℃加熱30分鐘，並於加熱中通入硒蒸氣，即可獲得薄膜樣品。
經X-ray繞射圖譜分析，確認該薄膜具有黃銅礦相結構。以X光螢光光譜儀(XRF，X-ray fluorescence Spectroscopy)分析薄膜樣品，實驗結果證明摻雜Gd之薄膜樣品中存在有Gd元素。
以鈉鈣玻璃(soda lime glass)/Mo/薄膜樣品/CdS/i-ZnO/氧化銦錫(ITO)之結構製作銅銦鎵硒薄膜太陽電池；再者，以太陽能標準光源模擬器分析銅銦鎵硒薄膜太陽電池，顯示銅銦鎵硒薄膜太陽電池之Voc(開路電壓)為0.407V。與不含Gd之比較例1比較，添加Gd之銅銦鎵硒薄膜太陽電池之開路電壓明顯提高。
將Cu(NO3)2、Ga(NO3)3和In(NO3)3溶於乙醇中配製
成溶液，其中銅離子莫爾數：鎵離子莫爾數：銦離子莫爾數=0.9：0.3：0.7，於加入黏結劑後，並加入Mg(NO3)2作為改質劑，其中Mg離子莫爾數與IIIA離子總莫耳數(銦離子及鎵離子總莫爾數)比為1：50；混合均勻後，成為前驅物溶液，利用旋轉塗佈法將前驅物溶液塗佈於鈉鈣玻璃(soda lime glass)基材上，先以280℃加熱10分鐘排除有機物，再於高純度氮氫混合氣中以545℃加熱30分鐘，並於加熱中通入硒蒸氣，即可獲得薄膜樣品。
經X-ray繞射圖譜分析，確認該薄膜具有黃銅礦相結構。另外以掃描式電子顯微鏡(SEM)分析薄膜樣品，實驗結果顯示薄膜樣品之平均粒徑大小約為1.3μm。以霍爾量測儀(Hall measurement)分析薄膜樣品之載子濃度為2.27x1018cm-3。與不含Mg之比較例1比較，未添加Mg之樣品晶粒較小且載子濃度亦較低，Mg之添加可增加黃銅礦相之晶粒大小並增進其載子濃度。
將Cu(NO3)2、Ga(NO3)3和In(NO3)3溶於乙醇中配製成溶液，其中銅離子莫爾數：鎵離子莫爾數：銦離子莫爾數=0.9：0.3：0.7，於加入黏結劑後，並加入Co(NO3)2作為改質劑，其中Co離子莫爾數與IIIA離子總莫耳數(銦離子及鎵離子總莫爾數)比為1：33；混合均勻後，成為前驅物溶液，利用旋轉塗佈法將前驅物溶液塗佈於鈉鈣玻璃(soda lime glass)基材上，先以280℃加熱10分鐘排除有機物，再於高純度氮氫混合氣中以545℃加熱30分鐘，並於加熱中通入硒蒸氣，即可獲得薄膜樣品。
經X-ray繞射圖譜分析，確認薄膜樣品為黃銅礦相晶體結構。以X光螢光光譜儀(XRF，X-ray fluorescence Spectroscopy)分析薄膜樣品，實驗結果證明摻雜Co之薄膜樣品中存在有Co元素。另外以掃描式電子顯微鏡(SEM)分析薄膜樣品，實驗結果顯示薄膜樣品之平均粒徑大小約為1.7μm。以霍爾量測儀(Hall measurement)分析薄膜樣品之載子濃度為5.58x1018cm-3。與不含Co之比較例1比較，Co之添加可增加黃銅礦相之晶粒大小，及增進其載子濃度。
將Cu(NO3)2、Ga(NO3)3和In(NO3)3溶於乙醇中配製成溶液，其中銅離子莫爾數：鎵離子莫爾數：銦離子莫爾數=0.9：0.3：0.7，於加入黏結劑後，並加入Ni(CH3COO)2作為改質劑，其中Ni離子莫爾數與IIIA離子總莫耳數(銦離子及鎵離子總莫爾數)比為1：50；混合均勻後，成為前驅物溶液，利用旋轉塗佈法將前驅物溶液塗佈於鈉鈣玻璃(soda lime glass)基材上，先以280℃加熱10分鐘排除有機物，再於高純度氮氫混合氣中以545℃加熱30分鐘，並於加熱中通入硒蒸氣，即可獲得薄膜樣品。
經X-ray繞射圖譜分析，確認薄膜樣品為黃銅礦相晶體結構。以X光螢光光譜儀(XRF，X-ray fluorescence Spectroscopy)分析薄膜樣品，實驗結果證明摻雜Ni之薄膜樣品中存在有Ni元素。另外以掃描式電子顯微鏡(SEM)分析薄膜樣品，實驗結果顯示薄膜樣品之平均粒徑大小約為1.3μm。以霍爾量測儀(Hall measurement)分析薄膜樣品之載子濃度為7.73 x1018cm-3。與不含Ni之比較例1比較，未添
加Ni之樣品晶粒較小且載子濃度亦較低，Ni之添加可增加黃銅礦相之晶粒大小，及增進其載子濃度。
將Cu(NO3)2、Ga(NO3)3和In(NO3)3溶於乙醇中配製成溶液，其中銅離子莫爾數：鎵離子莫爾數：銦離子莫爾數=0.9：0.3：0.7，於加入黏結劑後，並加入V2O5作為改質劑，其中V離子莫爾數與IIIA離子總莫耳數(銦離子及鎵離子總莫爾數)比為1：100；混合均勻後，成為前驅物溶液，利用旋轉塗佈法將前驅物溶液塗佈於鈉鈣玻璃(soda lime glass)基材上，先以280℃加熱10分鐘排除有機物，再於高純度氮氫混合氣中以545℃加熱30分鐘，並於加熱中通入硒蒸氣，即可獲得薄膜樣品。
經X-ray繞射圖譜分析，確認薄膜樣品為黃銅礦相晶體結構。以X光螢光光譜儀(XRF，X-ray fluorescence Spectroscopy)分析薄膜樣品，實驗結果證明摻雜V之薄膜樣品中存在有V元素。另外以掃描式電子顯微鏡(SEM)分析薄膜樣品，實驗結果顯示薄膜樣品之平均粒徑大小約為1.2μm。以霍爾量測儀(Hall measurement)分析薄膜樣品之載子濃度為1.53 x1018cm-3。與不含V之比較例1比較，未添加V之樣品晶粒較小且載子濃度亦較低，V之添加可增加黃銅礦相之晶粒大小並增進其載子濃度。
將Cu(NO3)2、Ga(NO3)3和In(NO3)3溶於乙醇中配製成溶液，其中銅離子莫爾數：鎵離子莫爾數：銦離子莫爾數
=0.9：0.3：0.7，於加入黏結劑後，並加入Cr(NO3)3作為改質劑，其中Cr離子莫爾數與IIIA離子總莫耳數(銦離子及鎵離子總莫爾數)比為1：100；混合均勻後，成為前驅物溶液，利用旋轉塗佈法將前驅物溶液塗佈於鈉鈣玻璃(soda lime glass)基材上，先以280℃加熱10分鐘排除有機物，再於高純度氮氫混合氣中以545℃加熱30分鐘，並於加熱中通入硒蒸氣，即可獲得薄膜樣品。
經X-ray繞射圖譜分析，確認薄膜樣品為黃銅礦相晶體結構。另外以掃描式電子顯微鏡(SEM)分析薄膜樣品，實驗結果顯示薄膜樣品之平均粒徑大小約為1.5μm。以霍爾量測儀(Hall measurement)分析薄膜樣品之載子濃度為8.26 x1017cm-3。與不含Cr之比較例1比較，未添加Cr之樣品晶粒較小且載子濃度亦較低，Cr之添加可增加黃銅礦相之晶粒大小並增進其載子濃度。
將Cu(NO3)2、Ga(NO3)3和In(NO3)3溶於乙醇中配製成溶液，其中銅離子莫爾數：鎵離子莫爾數：銦離子莫爾數=0.9：0.3：0.7，於加入黏結劑後，並加入Fe(NO3)3作為改質劑，其中Fe離子莫爾數與IIIA離子總莫耳數(銦離子及鎵離子總莫爾數)比為1：100；混合均勻後，成為前驅物溶液，利用旋轉塗佈法將前驅物溶液塗佈於鈉鈣玻璃(soda lime glass)基材上，先以280℃加熱10分鐘排除有機物，再於高純度氮氫混合氣中以545℃加熱30分鐘，並於加熱中通入硒蒸氣，即可獲得薄膜樣品。
經X-ray繞射圖譜分析，確認薄膜樣品為黃銅礦
相晶體結構。以X光螢光光譜儀(XRF，X-ray fluorescence Spectroscopy)分析薄膜樣品，實驗結果證明摻雜Fe之薄膜樣品中存在有Fe元素。另外以掃描式電子顯微鏡(SEM)分析薄膜樣品，實驗結果顯示薄膜樣品之平均粒徑大小約為1.0μm。與不含Fe之比較例1比較，未添加Fe之樣品晶粒較小，Fe之添加可增加黃銅礦相之晶粒大小。以霍爾量測儀(Hall measurement)分析薄膜樣品之載子濃度為5.43 x1017cm-3。與不含Fe之比較例1比較，未添加Fe之載子濃度較高，Fe之添加可改變黃銅礦相之載子濃度。
將Cu(NO3)2、Ga(NO3)3和In(NO3)3溶於乙醇中配製成溶液，其中銅離子莫爾數：鎵離子莫爾數：銦離子莫爾數=0.9：0.3：0.7，於加入黏結劑後，並加入TiCl4作為改質劑，其中Ti離子莫爾數與IIIA離子總莫耳數(銦離子及鎵離子總莫爾數)比為1：100；混合均勻後，成為前驅物溶液，利用旋轉塗佈法將前驅物溶液塗佈於鈉鈣玻璃(soda lime glass)基材上，先以280℃加熱10分鐘排除有機物，再於高純度氮氫混合氣中以545℃加熱30分鐘，並於加熱中通入硒蒸氣，即可獲得薄膜樣品。
經X-ray繞射圖譜分析，確認薄膜樣品為黃銅礦相晶體結構。以X光螢光光譜儀(XRF，X-ray fluorescence Spectroscopy)分析薄膜樣品，實驗結果證明摻雜Ti之薄膜樣品中存在有Ti元素。另外以掃描式電子顯微鏡(SEM)分析薄膜樣品，實驗結果顯示薄膜樣品之平均粒徑大小約為1.1μm。以霍爾量測儀(Hall measurement)分析薄膜樣品之載子
濃度為7.68 x1017cm-3。與不含Ti之比較例1比較，未添加Ti之樣品晶粒較小且載子濃度亦較低，Ti之添加可增加黃銅礦相之晶粒大小並增進其載子濃度。
將Cu(NO3)2、Ga(NO3)3和In(NO3)3溶於乙醇中配製成溶液，其中銅離子莫爾數：鎵離子莫爾數：銦離子莫爾數=0.9：0.3：0.7，於加入黏結劑後，並加入EuCl3作為改質劑，其中Eu離子莫爾數與IIIA離子總莫耳數(銦離子及鎵離子總莫爾數)比為1：30；混合均勻後，成為前驅物溶液，利用旋轉塗佈法將前驅物溶液塗佈於鈉鈣玻璃(soda lime glass)基材上，先以280℃加熱10分鐘排除有機物，再於高純度氮氫混合氣中以545℃加熱30分鐘，並於加熱中通入硒蒸氣，即可獲得薄膜樣品。
經X-ray繞射圖譜分析，確認該薄膜具有黃銅礦相結構。以X光螢光光譜儀(XRF，X-ray fluorescence Spectroscopy)分析薄膜樣品，實驗結果證明摻雜Eu之薄膜樣品中存在有Eu元素。另外以掃描式電子顯微鏡(SEM)分析薄膜樣品，實驗結果顯示薄膜樣品之平均粒徑大小約為1.2μm。與不含Eu之比較例1比較，未添加Eu之樣品晶粒較小，Eu之添加可增加黃銅礦相之晶粒大小。
將Cu(NO3)2、Ga(NO3)3和In(NO3)3溶於乙醇中配製成溶液，其中銅離子莫爾數：鎵離子莫爾數：銦離子莫爾數=0.9：0.3：0.7，並加入Mn(CH3COO)2作為改質劑，其中Mn
離子莫爾數與IIIA離子總莫耳數(銦離子及鎵離子總莫爾數)比為1：100；混合均勻後，成為前驅物溶液，利用旋轉塗佈法將前驅物溶液塗佈於鈉鈣玻璃(soda lime glass)基材上，先以280℃加熱10分鐘排除有機物，再於高純度氮氫混合氣中以545℃加熱30分鐘，並於加熱中通入硒蒸氣，即可獲得薄膜樣品。
經X-ray繞射圖譜分析，確認該薄膜具有黃銅礦相結構。以X光螢光光譜儀(XRF，X-ray fluorescence Spectroscopy)分析薄膜樣品，實驗結果證明摻雜Mn之薄膜樣品中存在有Mn元素。另外以掃描式電子顯微鏡(SEM)分析薄膜樣品，實驗結果顯示薄膜樣品之平均粒徑大小約為1.2μm。與不含Mn之比較例1比較，未添加Mn之樣品晶粒較小，Mn之添加可增加黃銅礦相之晶粒大小。
將Cu(NO3)2、Ga(NO3)3和In(NO3)3溶於乙醇中配製成溶液，其中銅離子莫爾數：鎵離子莫爾數：銦離子莫爾數=0.9：0.3：0.7，於加入黏結劑後，並加入SnCl2作為改質劑，其中錫離子莫爾數與IIIA離子總莫耳數(銦離子及鎵離子總莫爾數)比為1：100；混合均勻後，成為前驅物溶液，利用旋轉塗佈法將前驅物溶液塗佈於鈉鈣玻璃(soda lime glass)基材上，先以280℃加熱10分鐘排除有機物，再於高純度氮氫混合氣中以545℃加熱30分鐘，並於加熱中通入硒蒸氣，即可獲得薄膜樣品。
經X-ray繞射圖譜分析，確認該薄膜樣品具有黃銅礦相結構。以X光螢光光譜儀(XRF，X-ray fluorescence
Spectroscopy)分析薄膜樣品，實驗結果證明摻雜Sn之薄膜樣品中存在有Sn元素。另外以掃描式電子顯微鏡(SEM)分析薄膜樣品，實驗結果顯示薄膜樣品之平均粒徑大小約為1.2μm。與不含Sn之比較例1比較，未添加Sn之樣品晶粒較小，Sn之添加可增加黃銅礦相之晶粒大小。
將Cu(NO3)2、Ga(NO3)3和In(NO3)3溶於乙醇中配製成溶液，其中銅離子莫爾數：鎵離子莫爾數：銦離子莫爾數=0.9：0.3：0.7，於加入黏結劑後，並加入NbCl5作為改質劑，其中Nb離子莫爾數與IIIA離子總莫耳數(銦離子及鎵離子總莫爾數)比為1：500；混合均勻後，成為前驅物溶液，利用旋轉塗佈法將前驅物溶液塗佈於鈉鈣玻璃(soda lime glass)基材上，先以280℃加熱10分鐘排除有機物，再於高純度氮氫混合氣中以545℃加熱30分鐘，並於加熱中通入硒蒸氣，即可獲得薄膜樣品。
經X-ray繞射圖譜分析，確認薄膜樣品為黃銅礦相晶體結構。以X光螢光光譜儀(XRF，X-ray fluorescence Spectroscopy)分析薄膜樣品，實驗結果證明摻雜Nb之薄膜樣品中存在有Nb元素。另外以掃描式電子顯微鏡(SEM)分析薄膜樣品，實驗結果顯示薄膜樣品之平均粒徑大小約為0.9μm。與不含Nb之比較例1比較，未添加Nb之樣品晶粒較小，Nb之添加可增加黃銅礦相之晶粒大小。
將Cu(NO3)2、Ga(NO3)3和In(NO3)3溶於乙醇中配製
成溶液，其中銅離子莫爾數：鎵離子莫爾數：銦離子莫爾數=0.9：0.3：0.7，於加入黏結劑後，並加入GeCl4作為改質劑，其中Ge離子莫爾數與IIIA離子總莫耳數(銦離子及鎵離子總莫爾數)比為1：50；混合均勻後，成為前驅物溶液，利用旋轉塗佈法將前驅物溶液塗佈於鈉鈣玻璃(soda lime glass)基材上，先以280℃加熱10分鐘排除有機物，再於高純度氮氫混合氣中以545℃加熱30分鐘，並於加熱中通入硒蒸氣，即可獲得薄膜樣品。
經X-ray繞射圖譜分析，確認薄膜樣品為黃銅礦相晶體結構。以X光螢光光譜儀(XRF，X-ray fluorescence Spectroscopy)分析薄膜樣品，實驗結果證明摻雜Ge之薄膜樣品中存在有Ge元素。另外以掃描式電子顯微鏡(SEM)分析薄膜樣品，實驗結果顯示薄膜樣品之平均粒徑大小約為1.2μm。與不含Ge之比較例1比較，未添加Ge之樣品晶粒較小，Ge之添加可增加黃銅礦相之晶粒大小。
將Cu(NO3)2、Ga(NO3)3和In(NO3)3溶於乙醇中配製成溶液，其中銅離子莫爾數：鎵離子莫爾數：銦離子莫爾數=0.9：0.3：0.7，於加入黏結劑後，並加入Pb(NO3)2作為改質劑，其中Pb離子莫爾數與IIIA離子總莫耳數(銦離子及鎵離子總莫爾數)比為1：50；混合均勻後，成為前驅物溶液，利用旋轉塗佈法將前驅物溶液塗佈於鈉鈣玻璃(soda lime glass)基材上，先以280℃加熱10分鐘排除有機物，再於高純度氮氫混合氣中以545℃加熱30分鐘，並於加熱中通入硒蒸氣，即可獲得薄膜樣品。
經X-ray繞射圖譜分析，確認該薄膜具有黃銅礦相結構。以X光螢光光譜儀(XRF，X-ray fluorescence Spectroscopy)分析薄膜樣品，實驗結果證明摻雜Pb之薄膜樣品中存在有Pb元素。另外以掃描式電子顯微鏡(SEM)分析薄膜樣品，實驗結果顯示薄膜樣品之平均粒徑大小約為1.3μm。與不含Pb之比較例1比較，未添加Pb之樣品晶粒較小，Pb之添加可增加黃銅礦相之晶粒大小。
將Cu(NO3)2、Ga(NO3)3和In(NO3)3溶於乙醇中配製成溶液，其中銅離子莫爾數：鎵離子莫爾數：銦離子莫爾數=0.9：0.3：0.7，於加入黏結劑後，並加入Ca(NO3)2作為改質劑，其中Ca離子莫爾數與IIIA離子總莫耳數(銦離子及鎵離子總莫爾數)比為1：100；混合均勻後，成為前驅物溶液，利用旋轉塗佈法將前驅物溶液塗佈於鈉鈣玻璃(soda lime glass)基材上，先以280℃加熱10分鐘排除有機物，再於高純度氮氫混合氣中以545℃加熱30分鐘，並於加熱中通入硒蒸氣，即可獲得薄膜樣品。
經X-ray繞射圖譜分析，確認薄膜樣品為黃銅礦相晶體結構。另外以掃描式電子顯微鏡(SEM)分析薄膜樣品，實驗結果顯示薄膜樣品之平均粒徑大小約為0.4μm。與不含Ca之比較例1比較，未添加Ca之樣品晶粒較大。Ca之添加可縮減黃銅礦相之晶粒大小。
將Cu(NO3)2、Ga(NO3)3和In(NO3)3溶於乙醇中配製
成溶液，其中銅離子莫爾數：鎵離子莫爾數：銦離子莫爾數=0.9：0.3：0.7，於加入黏結劑後，並加入Sr(NO3)2作為改質劑，其中Sr離子莫爾數與IIIA離子總莫耳數(銦離子及鎵離子總莫爾數)比為1：100；混合均勻後，成為前驅物溶液，利用旋轉塗佈法將前驅物溶液塗佈於鈉鈣玻璃(soda lime glass)基材上，先以280℃加熱10分鐘排除有機物，再於高純度氮氫混合氣中以545℃加熱30分鐘，並於加熱中通入硒蒸氣，即可獲得薄膜樣品。
經X-ray繞射圖譜分析，確認薄膜樣品為黃銅礦相晶體結構。以X光螢光光譜儀(XRF，X-ray fluorescence Spectroscopy)分析薄膜樣品，實驗結果證明摻雜Sr之薄膜樣品中存在有Sr元素。另外以掃描式電子顯微鏡(SEM)分析薄膜樣品，實驗結果顯示薄膜樣品之平均粒徑大小約為0.5μm。與不含Sr之比較例1比較，未添加Sr之樣品晶粒較大，Sr之添加可縮減黃銅礦相之晶粒大小。
將Cu(NO3)2、Ga(NO3)3和In(NO3)3溶於乙醇中配製成溶液，其中銅離子莫爾數：鎵離子莫爾數：銦離子莫爾數=0.85：0.1：0.9，於加入黏結劑後，並加入Mn(CH3COO)2及Ta(NO3)5作為改質劑，其中Mn離子莫爾數與IIIA離子總莫耳數(銦離子及鎵離子總莫爾數)比為1：50；Ta離子莫爾數與IIIA離子總莫耳數(銦離子及鎵離子總莫爾數)比為1：100；混合均勻後，成為前驅物溶液，利用旋轉塗佈法將前驅物溶液塗佈於鈉鈣玻璃(soda lime glass)基材上，先以280℃加熱10分鐘排除有機物，再於高純度氮氫混合氣中
以545℃加熱30分鐘，並於加熱中通入硒蒸氣，即可獲得薄膜樣品。
將Cu(NO3)2、Ga(NO3)3和In(NO3)3溶於乙醇中配製成溶液，其中銅離子莫爾數：鎵離子莫爾數：銦離子莫爾數=0.85：0.1：0.9，於加入黏結劑後，並加入Er(NO3)3及Tm(NO3)3作為改質劑，其中Er離子莫爾數與IIIA離子總莫耳數(銦離子及鎵離子總莫爾數)比為1：40；Tm離子莫爾數與IIIA離子總莫耳數(銦離子及鎵離子總莫爾數)比為1：50；混合均勻後，成為前驅物溶液，利用旋轉塗佈法將前驅物溶液塗佈於鈉鈣玻璃(soda lime glass)基材上，先以280℃加熱10分鐘排除有機物，再於高純度氮氫混合氣中以545℃加熱30分鐘，並於加熱中通入硒蒸氣，即可獲得薄膜樣品。
經X-ray繞射圖譜分析，確認薄膜樣品為黃銅礦相晶體結構。以X光螢光光譜儀(XRF，X-ray fluorescence Spectroscopy)分析薄膜樣品，實驗結果證明摻雜Er及Tm
之薄膜樣品中存在有Er及Tm元素。另外以掃描式電子顯微鏡(SEM)分析薄膜樣品，實驗結果顯示薄膜樣品之平均粒徑大小約為1.5μm。與不含Er及Tm之比較例1比較，未添加Er及Tm之樣品晶粒較小，Er及Tm之共添加可增加黃銅礦相之晶粒大小。
將Cu(NO3)2、Ga(NO3)3和In(NO3)3溶於乙醇中配製成溶液，其中銅離子莫爾數：鎵離子莫爾數：銦離子莫爾數=0.9：0.3：0.7，於加入黏結劑及適量NaNO3後並混合均勻，其中Na離子莫爾數與IIIA離子總莫耳數(銦離子及鎵離子總莫爾數)比為1：100。製備前驅物溶液後，利用旋轉塗佈法將前驅物溶液塗佈於無鈉玻璃基材上，先以280℃加熱10分鐘排除有機物，再於高純度氮氫混合氣中以545℃加熱30分鐘，並於加熱中通入硒蒸氣，即可獲得薄膜樣品。
以無鈉玻璃/Mo/薄膜樣品/CdS/i-ZnO/氧化銦錫(ITO)之結構製作銅銦鎵硒薄膜太陽電池；再者，以太陽能標準光源模擬器分析銅銦鎵硒薄膜太陽電池，顯示銅銦鎵硒薄膜太陽電池之光電轉化效率為6.31%。
將Cu(NO3)2、Ga(NO3)3和In(NO3)3溶於乙醇中配製成溶液，其中銅離子莫爾數：鎵離子莫爾數：銦離子莫爾數=0.9：0.3：0.7，於加入黏結劑及適量NaNO3，其中Na離子莫爾數與IIIA離子總莫耳數(銦離子及鎵離子總莫爾數)比為1：100；並加入GeCl4作為改質劑，其中Ge離子莫爾數
與IIIA離子總莫耳數(銦離子及鎵離子總莫爾數)比為1：200；混合均勻後，成為前驅物溶液，利用旋轉塗佈法將前驅物溶液塗佈於無鈉玻璃基材上，先以280℃加熱10分鐘排除有機物，再於高純度氮氫混合氣中以545℃加熱30分鐘，並於加熱中通入硒蒸氣，即可獲得薄膜樣品。
以X光螢光光譜儀(XRF，X-ray fluorescence Spectroscopy)分析薄膜樣品，實驗結果證明摻雜Ge之薄膜樣品中存在有Ge元素。以無鈉玻璃/Mo/薄膜樣品/CdS/i-ZnO/氧化銦錫(ITO)之結構製作銅銦鎵硒薄膜太陽電池；再者，以太陽能標準光源模擬器分析銅銦鎵硒薄膜太陽電池，顯示銅銦鎵硒薄膜太陽電池之光電轉化效率為6.63%。與不含Ge之比較例3比較，添加Ge之銅銦鎵硒薄膜太陽電池之轉換效率明顯提高。
將Cu(NO3)2、Ga(NO3)3和In(NO3)3溶於乙醇中配製成溶液，其中銅離子莫爾數：鎵離子莫爾數：銦離子莫爾數=0.95：0.15：0.85，加入適量Se粉及硝酸並混合均勻後，成為前驅物溶液，利用旋轉塗佈法將前驅物溶液塗佈於鈉鈣玻璃(soda lime glass)基材上，先以150℃加熱10分鐘排除有機物，再於高純度氮氫混合氣中以545℃加熱30分鐘，即可獲得薄膜樣品。
以掃描式電子顯微鏡(SEM)分析薄膜樣品，實驗結果顯示薄膜樣品之平均粒徑大小約為1.0μm。
將Cu(NO3)2、Ga(NO3)3和In(NO3)3溶於乙醇中配製成溶液，其中銅離子莫爾數：鎵離子莫爾數：銦離子莫爾數=0.95：0.15：0.85，加入適量Se粉及硝酸並混合均勻後，並加入Er(NO3)3作為改質劑，其中Er離子莫爾數與IIIA離子總莫耳數(銦離子及鎵離子總莫爾數)比為1：25；混合均勻後，成為前驅物溶液，利用旋轉塗佈法將前驅物溶液塗佈於鈉鈣玻璃(soda lime glass)基材上，先以150℃加熱10分鐘排除有機物，再於高純度氮氫混合氣中以545℃加熱30分鐘，即可獲得薄膜樣品。
以X光螢光光譜儀(XRF，X-ray fluorescence Spectroscopy)分析薄膜樣品，實驗結果證明摻雜Er之薄膜樣品中存在有Er元素。另外以掃描式電子顯微鏡(SEM)分析薄膜樣品，實驗結果顯示薄膜樣品之平均粒徑大小約為1.5μm。與不含Er之比較例4比較，未添加Er之樣品晶粒較小，Er之添加可增加黃銅礦相之晶粒大小。
將Cu(NO3)2、Ga(NO3)3和In(NO3)3溶於乙醇中配製成溶液，其中銅離子莫爾數：鎵離子莫爾數：銦離子莫爾數=0.86：0.3：0.7，於加入黏結劑並混合均勻後，成為前驅物溶液，利用旋轉塗佈法將前驅物溶液塗佈於鈉鈣玻璃(soda lime glass)基材上，先以280℃加熱10分鐘排除有機物，再於高純度氮氫混合氣中以530℃加熱30分鐘，並於加熱中通入硒蒸氣，再升高溫度至545℃及通入硫化氫(H2S)氣體，進行30分鐘硫化處理後，即可獲得薄膜樣品。
以鈉鈣玻璃(soda lime glass)/Mo/薄膜樣品
/CdS/i-ZnO/氧化銦錫(ITO)之結構製作銅銦鎵硒薄膜太陽電池；再者，以太陽能標準光源模擬器分析銅銦鎵硒薄膜太陽電池，顯示Voc(開路電壓)為0.416V。
將Cu(NO3)2、Ga(NO3)3和In(NO3)3溶於乙醇中配製成溶液，其中銅離子莫爾數：鎵離子莫爾數：銦離子莫爾數=0.86：0.3：0.7，於加入黏結劑後，並加入Ta(NO3)5作為改質劑，其中Ta離子莫爾數與IIIA離子總莫耳數(銦離子及鎵離子總莫爾數)比為1：40；混合均勻後，成為前驅物溶液，利用旋轉塗佈法將前驅物溶液塗佈於鈉鈣玻璃(soda lime glass)基材上，先以280℃加熱10分鐘排除有機物，再於高純度氮氫混合氣中以530℃加熱30分鐘，並於加熱中通入硒蒸氣，再升高溫度至545℃及通入硫化氫(H2S)氣體，進行30分鐘硫化處理後，即可獲得薄膜樣品。
以X光螢光光譜儀(XRF，X-ray fluorescence Spectroscopy)分析薄膜樣品，實驗結果證明摻雜Ta之薄膜樣品中存在有Ta元素。
以鈉鈣玻璃(soda lime glass)/Mo/薄膜樣品/CdS/i-ZnO/氧化銦錫(ITO)之結構製作銅銦鎵硒薄膜太陽電池；再者，以太陽能標準光源模擬器分析銅銦鎵硒薄膜太陽電池，顯示銅銦鎵硒薄膜太陽電池之Voc(開路電壓)為0.462V。與不含Ta之比較例5比較，添加Ta之銅銦鎵硒薄膜太陽電池之開路電壓明顯提高。
雖然本發明已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神
和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
1‧‧‧太陽能電池
10‧‧‧基板
20‧‧‧背電極
30‧‧‧光吸收層
40‧‧‧緩衝層
50‧‧‧透明導電層
60‧‧‧前電極
Claims (19)
- 一種光吸收層，包含：IB-IIIA-VIA族化合物；以及摻雜元素，該摻雜元素包含IVA族金屬元素、IIIB族元素、IVB族元素、VB族元素、VIB族元素、VIIIB族元素、錳(Mn)元素或其組合，其中該IIIB族元素之原子序為39或介於57至71之間，該摻雜元素與該IB-IIIA-VIA族化合物中所含IIIA族元素之莫耳比為1：2000至1：20。
- 如請求項1所述之光吸收層，其中該IVA族金屬元素包含鍺(Ge)、錫(Sn)、鉛(Pb)或其組合。
- 如請求項1所述之光吸收層，其中該IIIB族元素包含釔(Y)、鑭(La)、鈰(Ce)、鐠(Pr)、釹(Nd)、鉕(Pm)、釤(Sm)、銪(Eu)、Gd(釓)、Tb(鋱)、鏑(Dy)、鈥(Ho)、鉺(Er)、銩(Tm)、鐿(Yb)、鎦(Lu)或其組合。
- 如請求項1所述之光吸收層，其中該IVB族元素包含鈦(Ti)、鋯(Zr)、鉿(Hf)或其組合。
- 如請求項1所述之光吸收層，其中該VB族元素包含釩(V)、鈮(Nb)、鉭(Ta)或其組合。
- 如請求項1所述之光吸收層，其中該VIB族元素包含鉻(Cr)、鉬(Mo)、鎢(W)或其組合。
- 如請求項1所述之光吸收層，其中該VIIIB族元素包含鐵(Fe)、鈷(Co)、鎳(Ni)或其組合。
- 如請求項1所述之光吸收層，其中IB-IIIA-VIA族化合物之該IB族元素包含銅(Cu)、銀(Ag)或其組合；該IIIA族元素包含鋁(Al)、鎵(Ga)、銦(In)或其組合；該VIA族元素包含氧(O)、硫(S)、硒(Se)、碲(Te)或其組合。
- 如請求項1所述之光吸收層，更包含元素鋰(Li)、鈉(Na)、鉀(K)或其組合。
- 如請求項1所述之光吸收層，其中材料形式為粉體、薄膜、厚膜、塊狀或其組合。
- 如請求項1所述之光吸收層，其中該光吸收層以真空或非真空方法製備。
- 一種太陽能電池，包含：一基板；一背電極，設置於該基板之上方；請求項1至11中任一項所述之光吸收層，設置於該背電極之上方；一緩衝層，設置於光吸收層之上方；一透明導電層，設置於緩衝層之上方；以及 一前電極，設置於該透明導電層之上方。
- 一種用以製備光吸收層的前驅物溶液，包含：溶劑；IB族元素；IIIA族元素；以及摻雜元素，溶於該溶劑中，其中該摻雜元素包含IVA族金屬元素、IIIB族元素、IVB族元素、VB族元素、VIB族元素、VIIIB族元素、錳(Mn)元素或其組合，該IIIB族元素的原子序為39或介於57至71之間，該摻雜元素與該IIIA族元素之莫耳比為1：2000至1：20。
- 如請求項13所述之前驅物溶液，更包含元素鋰(Li)、鈉(Na)、鉀(K)或其組合。
- 如請求項13所述之前驅物溶液，更包含黏結劑。
- 如請求項13所述之前驅物溶液，更包含元素氧(O)、硫(S)、硒(Se)、碲(Te)或其組合。
- 一種製造光吸收層的方法，包含：塗佈請求項13-16任一項所述之該前驅物溶液於一基板上，以形成一先驅薄膜；以及於含或不含有Ⅵ A族元素之氣氛下對該先驅薄膜進行熱處理。
- 如請求項17所述之方法，其中該氣氛包括水蒸氣(H2O)、氧氣(O2)、氮氣(N2)、氫氣(H2)、氬氣(Ar)、硒化氫(H2Se)、硫化氫(H2S)、硒(Se)蒸氣、硫(S)蒸氣、碲(Te)蒸氣或上述之組合。
- 一種製造光吸收層的方法，包含：濺鍍一前驅膜於一基板上，該前驅膜包含IB族元素、IIIA族元素及摻雜元素，該摻雜元素包含IVA族金屬元素、IIIB族元素、IVB族元素、VB族元素、VIB族元素、VIIIB族元素、錳(Mn)元素或其組合，其中該IIIB族元素之原子序為39或介於57至71之間，該摻雜元素與該IIIA族元素之莫耳比為1：2000至1：20；以及於含Ⅵ A族元素之氣氛下對該前驅膜進行熱處理。
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| TW102129014A TWI559560B (zh) | 2013-08-13 | 2013-08-13 | 光吸收層、包含光吸收層的太陽能電池、用以製備光吸收層的前驅物溶液及製造光吸收層的方法 |
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| TW200834944A (en) * | 2006-12-08 | 2008-08-16 | Solopower Inc | Doping techniques for group IB III AVIA compound layers |
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