å¤ªé™½èƒ½é›»æ± å ƒä»¶è£½ç¨‹æŠ€è¡“ - 國立聯合大學

太 陽 能 電 池 元 件 製 程 技 術
Solar Cell Devices Process Technology
許 正 興
國 立 聯 合 大 學 電 機 工 程 學 系

Introduction to semiconductor process technology
Introduction to solar cell material, mechanism and
measurement
Amorphous solar cell process technology
Single crystal and polycrystalline solar cell
process technology
III-V group compound semiconductor solar cell
process technology
II-VI group compound semiconductor solar cell
process technology
CuInSe system and organic solar cell technology

Introduction to Solar Cell Materials and Devices
太 陽 能 電 池 材 料 的 種 類 , 依 其 外 觀 形 態 區 分 ,
塊 狀 型 (Bulk)
• 單 晶 矽 半 導 體
• 多 晶 矽 半 導 體
薄 膜 型 (Thin Film)
• 矽 系 列
• 銅 銦 硒 (CIS) 系 列
• 染 料 光 敏 化 系 列
• 有 機 半 導 體 系 列
矽 型
太 陽 電 池
化 合 物 型
非 晶 系
結 晶 系
III-V 族
II-VI 族
單 晶 矽 晶 圓 片
多 晶 矽 晶 圓 片
多 晶 矽 薄 膜
有 機
半 導 體 型
有 機 薄 膜 太 陽 能 電 池
有 機 染 料 太 陽 能 電 池
矽 系 列 的 半 導 體 材 料 , 是 目 前 太 陽 能 光 電 發 電 系 統 中 , 應 用 領 域 最 為
廣 泛 的 材 料 ; 而 化 合 物 半 導 體 材 料 , 則 是 以 應 用 於 太 空 衛 星 系 統 以 及
聚 光 型 太 陽 能 光 電 發 電 系 統 為 主 要 的 領 域 .

太 陽 能 電 池 用 多 晶 矽 原 材 料 的 主 要 生 產 廠 商 :
德 國 Socmic 公 司
挪 威 REC 公 司
美 國 Hemlock Semiconductor 公 司
日 本 Tokuyama 公 司
德 國 Wacker Chemie 公 司
日 本 Mitsubishi Materials 公 司
美 國 MEMC Electronic Materials 公 司
美 國 ASiMi 公 司 (Advanced Silicon Materials LLC) 等 。
美 國 Hemlock 公 司 , 是 由 美 國 Dow Corning 公 司 、 日 本 Mitsubishi
Materials 公 司 、 以 及 日 本 Shi-Etsu Handotai 公 司 所 合 資 成 立 的 公 司 。

(a) 太 陽 能 電 池
(b) 太 陽 能 電 池
(c) 太 陽 能 電 池
單 接 面 型 的
多 重 接 面 型 的
同 質 接 面 型 的
異 質 接 面 型 的
堆 疊 型 的
光 波 頻 譜 轉 換 型 的
中 間 能 帶 型 的
太 陽 能 電 池 的 元 件 種 類 , 因 其 接 面 形 態 的 不 同 :
單 接 面 型 (Single-Junction) 太 陽 能 電 池 元 件
多 重 接 面 型 (Multiple-Junction) 太 陽 能 電 池 元
件
太 陽 能 電 池 的 元 件 種 類 , 因 其 接 面 材 質 的 不 同 :
同 質 接 面 型 (Homo-Junction) 太 陽 能 電 池 元 件
異 質 接 面 型 (Hetero-Junction) 太 陽 能 電 池 元 件
熱 載 子 型 的
(d) 矽 型 太 陽 能 電 池 元 件
薄 膜 型 矽 基 元 件
晶 圓 片 型 矽 基 元 件
非 晶 質 矽 型 元 件
微 晶 質 矽 型 元 件
單 晶 晶 圓 片 矽 型 元 件
多 晶 晶 圓 片 矽 型 元 件
單 層 式 微 晶 質 矽 型 元 件
堆 疊 式 微 晶 質 矽 型 元 件

電 子 電 洞 對 再 復 合 的 基 本 機 制 :
光 子 的 發 射 (Light Emission)
聲 子 的 發 射 (Phonon Emission)
歐 傑 效 應 (Auger Effect)
光 線
: 電 洞
: 電 子
p 型 半 導 體
n 型 半 導 體
電 流
代 表 性 太 陽 能 電 池 元 件 的 電 子 電 洞 對 再 復 合 機 制

一 般 太 陽 能 電 池 的 製 作 方 式 , 是 以 摻 雜 微 量 的 硼 原 子 (Boron, B), 以
形 成 p 型 半 導 體 , 並 用 於 作 為 基 板 材 料 ; 然 後 , 使 用 高 溫 熱 擴 散 的 或
低 溫 離 子 佈 植 的 方 式 , 將 濃 度 高 於 硼 的 磷 原 子 (Phosphor, P) 摻 雜 於 p
型 基 板 之 內 , 以 形 成 p-n 的 接 面 。
太 陽 能 電 池 的 基 本 材 料 是 矽 (Silicon, Si)。
(0,0,1/ 2) (1/ 2 ,1/ 2 ,1/ 2)
鎵
碳
(1/ 4 ,1/ 4 ,1/ 4)
a
砷
a
(1/ 2 ,0,0)
(0 ,1/ 2 ,0)
(a) 鑽 石 立 方 晶 格 結 構
(b) 閃 鋅 礦 立 方 晶 格 結 構

一 個 物 質 的 結 晶 結 構 , 可 以 使 用 米 勒 指 數 (Miller Indices) 來 表 示 其 結 晶 方
向 、 結 晶 面 、 以 及 結 晶 面 族 等 .
z z z
(001)
a
a
a
(010)
[111]
[100]
a
o
a
y o
y y
a
o
a
a [110]
a
x
x
x
(100) (110) (111)
代 表 性 結 晶 方 向 [100]、 結 晶 方 向 族 、 結 晶 面 (100)、 以 及 結 晶 面 族 {100}
的 示 意 圖

一 次
二 次
180
一 次
45
平 切 角
平 切 角
平 切 角
二 次
平 切 角
{111} n 型 {100} n 型
一 次
平 切 角
90
一 次
平 切 角
{111} p 型 {111} p 型
二 次
平 切 角
代 表 性 晶 圓 片 的 {111} n 型 矽 半 導 體 、{100} n 型 矽 半 導 體 、{111} p 型 矽 半
導 體 、 以 及 {100} p 型 矽 半 導 體 等 示 意 圖

不 同 種 類 太 陽 能 電 池 , 其 基 本 物 性 的 優 點 、 缺 點 、 以 及 發 展 方 向

不 同 種 類 太 陽 能 電 池 , 其 基 本 物 性 的 優 點 、 缺 點 、 以 及 發 展 方 向

Fabrication of Solar Cell Devices
太 陽 能 電 池 的 製 作 , 可 以 分 為 晶 圓 片 型 的 以 及 薄 膜 型 的 兩 種 不 同 的 製
程 技 術 。 晶 圓 片 型 的 太 陽 能 電 池 , 因 為 原 材 料 的 短 缺 而 供 應 不 足 以 及
其 單 價 是 較 高 的 , 以 致 於 大 面 積 而 高 效 率 的 薄 膜 型 的 太 陽 能 電 池 , 成
為 未 來 發 展 的 重 點 所 在 。
緣 邊 膜 進 料 長 晶 的 方 式 (Edge-Defined Film-Fed Growth, EFG), 是 美
國 ASE 公 司 所 發 展 出 來 的 一 種 技 術 , 亦 是 先 進 而 成 本 經 濟 效 益 最 大 的
一 種 長 晶 製 程 技 術 。 此 一 拉 晶 長 晶 的 方 式 , 是 可 以 拉 出 中 空 型 的 八 角
形 柱 體 ; 然 後 , 使 用 雷 射 切 割 方 式 , 將 其 切 割 成 10 10 cm 2 的 晶 片 。

單 晶 圓 片 型 矽 太 陽 能 電 池 的 生 產 流 程 , 其 內 容 如 下 :
拉
晶
切
片
清
洗
銀 漿 印 刷
修
角
蝕 刻 及 拋 光
擴
散
蒸
鍍
單 晶 圓 片 型 矽 太 陽 能 電 池 的 生 產 流 程

Introduction to solar cell material mechanism

一 般 太 陽 能 電 池 所 使 用 的 核 心 材 料 是 半 導 體 材 料 , 在 自 然 界 中 的 半 導
體 材 料 種 類 :
有 機 半 導 體 材 料
無 機 半 導 體 材 料
在 無 機 半 導 體 材 料 方 面 :
矽 系 列 半 導 體 材 料
化 合 物 系 列 半 導 體 材 料
陶 瓷 系 列 半 導 體 材 料

在 半 導 體 材 料 中 , 當 兩 種 不 同 的 電 荷 載 體 相 接 合 , 而 產 生 發 光 的 效 應 , 則
此 一 物 理 現 象 稱 之 為 「 電 激 發 光 效 應 (Electro-luminescence Effect)」, 它
是 一 種 電 能 轉 換 成 光 能 的 物 理 現 象 。 倘 若 半 導 體 材 料 受 到 外 來 光 的 照 射 ,
而 激 發 出 電 子 以 及 電 洞 等 電 荷 載 體 , 並 增 加 其 電 的 傳 導 體 性 , 則 此 一 現 象
稱 之 為 「 光 傳 導 效 應 (Photo-Conductive Effect)」, 而 且 此 些 電 荷 載 體 將
往 不 同 的 電 場 方 向 移 動 , 導 致 電 荷 載 體 的 極 化 效 應 (Polarization), 進 而 衍
生 出 所 謂 的 電 位 差 或 電 能 , 則 此 一 現 象 稱 之 為 「 光 伏 特 效 應 或 光 起 電 力 效
應 (Photo-Voltaic Effect)」, 它 是 一 種 光 能 轉 換 成 電 能 的 物 理 現 象 。
當 矽 的 外 層 軌 域 電 子 獲 得 的 光 能 量 大 於 1.1 電 子 伏 特 , 則 最 外 層 軌 域 電 子 將
形 成 自 由 電 子 以 及 電 洞 , 此 一 物 理 現 象 稱 之 為 「 光 激 發 電 子 - 電 洞 對
(Light-Generated Electron-Hole Pairs)」。 電 子 - 電 洞 對 的 數 量 大 小 將 對 其
電 特 性 有 很 大 的 影 響 , 當 激 發 所 衍 生 的 電 子 - 電 洞 對 數 量 愈 多 的 話 , 則 其
導 電 效 果 就 愈 好 的 , 而 且 輸 出 電 流 也 將 愈 大 的 , 此 一 現 象 則 是 稱 之 為 光 導
電 效 應 (Photo Conductive Effect)。 除 了 吸 收 外 來 的 光 能 量 而 產 生 電 子 - 電
洞 對 之 外 , 吸 收 外 來 的 熱 能 量 , 而 產 生 電 子 - 電 洞 對 的 現 象 也 有 的 , 此 一
情 形 稱 之 為 「 熱 激 發 電 子 - 電 洞 對 (Hot-Generated Electron-Hole
Pairs)」。

在 矽 材 料 之 中 , 摻 雜 第 五 族 的 元 素 於 其 內 , 則 所 形 成 的 半 導 體 是 帶 有
較 多 電 子 的 n 型 半 導 體 .
倘 若 摻 雜 第 三 族 的 元 素 於 其 內 , 則 所 形 成 的 半 導 體 是 帶 有 較 多 電 洞 的
p 型 半 導 體 .
當 p 型 半 導 體 以 及 n 型 半 導 體 接 合 在 一 起 的 時 候 , 因 為 兩 端 的 自 由 電 子
以 及 電 洞 濃 度 不 同 而 產 生 擴 散 現 象 ,p 型 半 導 體 中 的 電 洞 濃 度 較 高
的 , 而 向 n 型 半 導 體 方 面 擴 散 .

在 接 合 面 附 近 , 由 於 電 荷 密 度 分 布 的 不 均 勻 , 而 產 生 內 部 的 電 場 效 應 ,
並 驅 使 電 子 以 及 電 洞 移 動 至 n 型 半 導 體 以 及 p 型 半 導 體 , 進 而 促 使 接 合 面
附 近 沒 有 電 子 以 及 電 洞 , 此 一 區 域 稱 之 為 空 乏 區 域
Region)。
(1) 元 件 結 構
p
Xp
空 間 電 荷 區 域
Xn
n
(Depletion
32
(2) 能 帶
本 質 費 米 能 階 (E Fi )
費 米 能 階 (E )
F
(qV bi ) 電 位 能 障 礙
E Fi
(3) 電 荷 密 度 ( ,
Coul / cm )
3
X
p
X
p
qN d
電 場 (E)
qN a
X
n
X
n
(4) 電 場 分 佈
Vbi
電 位 能 ( )
(5) 電 位 能 分 佈
X
p
X
n

「 光 電 效 應 (Opto-Electronic Effect)」 即 是 光 能 轉 換 成 電 能 的 現 象 .
電 光 效 應 (Electro-Optical Effect)」 是 一 種 將 電 能 轉 換 成 光 能 的 物 理 現 象 .
太 陽 電 池 元 件 以 及 發 光 二 極 體 元 件 , 均 是 含 有 兩 個 電 極 的 二 端 子 型 元 件
太 陽 電 池 元 件 是 光 電 效 應
發 光 二 極 體 元 件 是 電 光 效 應

Solar cell Basic Structure
歐 姆 接 觸 (Ohmic Contact), 是 一 層 金 屬 薄 膜 蒸 鍍 於 半 導 體 的 表 面 , 所 形
成 的 一 種 導 電 特 性 。
受 光 面 電 極
背 面 電 極
n
p
抗 反 射 膜
p-n 接 合
受 光 面 電 極
(a) 矽 晶 型 太 陽 能 電 池 構 造
n i p n i p
背 面 電 極
抗 反 射 膜
(b) 非 晶 矽 型 或 疊 積 型 ( 堆 疊 型 ) 太 陽 能 電 池 構 造
p-n 接 面 型 太 陽 能 電 池 元 件 的 基 本 結 構 及 其 組 成

接 面 區 域
電 子
p 型 半 導 體
費 米 能 階
電 位 能 障 礙 (qV
bi
)
n 型 半 導 體
能 隙 (Eg)
導 電 帶
價 電 帶
電 洞
p-n 接 面 型 太 陽 能 電 池 元 件 的 能 帶 示 意 圖

太 陽 能 電 池 附 有 負 載 的 等 效 電 路 (Equivalent Circuit), 包 含 : 電 流 源 (I L
), 二 極 體
飽 和 電 流 (I S
), 電 阻 (R L
)
電 流 (I)
入
射
太
陽
光
線
I L
電 流
(I F )
二
極
體
電
壓
(V)
負
載
入
射
太
陽
光
線
I L
二
極
體
電 流
(I F )
電
壓
(V)
(a)
(b)
太 陽 能 電 池 元 件 附 有 負 載 的 (a) 以 及 無 負 載 的 (b) 等 效 電 路

太 陽 能 電 池 元 件 的 理 想 電 流 - 電 壓 (I-V)
特 性 , 可 表 示 為 :
S
(qV / kT)
I I [exp 1] I
此 一 公 式 所 繪 製 的 曲 線 , 分 布 於 直 角 座 標 第 四 象 限 所 圍 的 區 域 ; 它 是 相 當 於 此
一 太 陽 能 元 件 所 輸 出 的 功 率 , 所 得 四 方 形 的 面 積 大 小 即 是 最 大 輸 出 功 率 。
L
電 流 (I)
二 極 體 特 性 曲 線
電 流 (I)
I s h
I m a x
太 陽 能 電 池
特 性 曲 線
0 Vo p
Vo c
0
電 壓 (V ) 電 壓 (V )
V V
m ax
o c
I o p
I sh
V
V
op
o c
: 操 作 電 壓 I : 操 作 電 流
: 斷 路 電 壓 I : 短 路 電 流
op
s h
V
I
m a x
m a x
: 最 大 電 壓 值
: 最 大 電 流 值
(a ) 電 流 - 電 壓 示 意 圖 (b ) 元 件 參 數 示 意 圖
太 陽 能 電 池 元 件 的 電 流 電 壓 關 係 曲 線 (a) 以 及 短 路 電 流 、 斷 路 電 壓 、 最 大 電 流 值 、 以 及
最 大 電 壓 值 等 參 數 (b) 示 意 圖

由 上 圖 可 以 得 知 :
短 路 電 流 (Short Circuit Current, ISC)
開 放 電 路 或 斷 路 電 壓 (Open Circuit Voltage, VOC)
最 大 電 流 值 (Maximum Current, Im)
最 大 電 壓 值 (Maximum Voltage, Vm)
如 上 圖 所 示 的 。 I L 代 表 著 太 陽 光 輻 射 於 太 陽 能 電 池 元 件 , 其 內 部
產 生 過 量 載 體 而 形 成 的 電 流 源 ; 而 Is 代 表 著 二 極 體 元 件 的 飽 和 電
流 。
I
S
/ A J S
qNcNv[1/ N
A
( Dn / n ) 1/ N
D
( Dp / p)]exp
V (kT / q)ln[(I / I ) 1](kT / q)ln(I / I )
OC L S L S
(Eg / kT)
倘 若 選 擇 最 佳 化 的 負 載 (Load), 則 此 一 太 陽 能 電 池 可 以 輸 出 ( Voc ) ( Isc )
功 率 的 80%。Is 是 此 一 電 池 的 電 流 並 等 於 I L , 而 Voc 則 是 電 池 的 開 路 或
斷 路 電 壓 。 當 V=Voc (I=0) 時 ,
I
L
I
SC

對 於 一 定 的 I L , Voc 將 隨 著 其 飽 和 電 流 Is 的 減 少 , 而 呈 現 指 數 式
的 增 加 :
P (I)(V) (I )(V)[exp(qV / kT) 1] (I )(V)
S
當 dP / dV = 0 , 其 輸 出 電 功 率 是 最 大 的 , 而 最 大 輸 出 電 功 率 為
P = Pmax (Im, Vm) 。
最 大 輸 出 電 功 率 為 :
V ( k T / q ) ln [1 ( I / I ) / 1 ( q m V / k T ) ]
I
m L S
V ( k T / q ) ln [1 ( q V m / k T ) ]
O C
I [qV / kT]exp(qVm / kT)
m S m
I [1 (1/
qVm / kT)]
L
L

最 大 輸 出 電 功 率 為 :
P
m
(I m
)(V
m
) I L{V OC
(kT / q)ln[1 (qVm / kT) (kT
/ q)]}
太 陽 能 電 池 元 件 的 理 想 光 電 轉 換 效 率 或 能 量 轉 換 效 率 ( ) 為 :
P / P 100%
m
in
(I )(V )/ P 100%
m m in
(FF)(I )(V )/(P ) 100%
L OC in
形 狀 因 子 (Fill Factor, FF) 的 定 義 為 :
FF (I m
)(V
m
) /(I
L
)(V
OC
)

若 太 陽 能 電 池 有 串 聯 電 阻 負 載 的 時 候 , 此 時 , 太 陽 能 電 池 元 件 的 電 流 -
電 壓 (I-V) 特 性 以 及 能 量 轉 換 效 率 , 可 表 示 為 :
I
n{[(I I L
) / I
S] 1} q(V IRs) / kT
I I {exp[q(V IRs) / kT] 1} I
S
P I{(kT / q)ln{[(I I ) / I ] 1} IRs}
L
S
L
串 聯 電 阻
R s
電 流 (I)
入
射
太
陽
光
線
I L
二
極
體
R
並 sh
聯
電
阻
電
壓
(V)
負
載
太 陽 能 電 池 有 串 聯 電 阻 負 載 的 等 效 電 路 示 意 圖

V ( 2 k T / q ) ln [1 ( I / I ) / 1 ( q m V / 2 k T )
m L S
V ( 2 k T / q ) ln [1 ( q V m / 2 k T )]
O C
I I [qV / 2kT ]exp(qV / 2kT )
m S m m
I [(1 (1 / qVm / 2kT )]
L
P (I )(V )
m m m
I {V (2kT / q ) ln[1 (qV / 2kT )] (2kT / q )}
L O C m
太 陽 電 池 的 能 量 轉 換 效 率 (η) 為 :
P
m
L
/ P
in
(I )(V ) / P
m m in
(FF)(I )(V ) /(P )
OC
L OC in
I {V (2kT / q) ln[1 (qVm / 2kT)] (2kT
/ q)}

因 接 面 使 用 材 料 的 種 類 而 區 分 , 則 太 陽 能 電 池 元 件 的 種 類 :
同 質 接 面 型 太 陽 能 電 池 元 件 (Homo-Junction Solar Cell)
異 質 接 面 型 太 陽 能 電 池 元 件 (Hetero-Junction Solar Cell)
在 接 面 型 太 陽 能 電 池 元 件 的 特 性 上 , 有 金 屬 - 半 導 體 接 觸 特 性 (Metal-
Semiconductor Contact) 以 及 金 屬 - 絕 緣 體 - 半 導 體 接 觸 特 性 (Metal-
Insulator-Semiconductor) 等 兩 種 ; 而 金 屬 - 半 導 體 接 觸 特 性 , 稱 之 為
蕭 特 基 能 障 (Schottky Energy Barrier or Schottky Barrier)。
蕭 特 基 能 障 或 金 屬 - 半 導 體 接 觸 , 乃 是 由 極 薄 的 金 屬 薄 膜 以 及 半 導 體
薄 膜 等 所 構 成 的 界 面 , 其 界 面 處 存 在 有 空 乏 區 , 亦 就 是 沒 有 任 何 載 體
存 在 的 區 域 。
就 金 屬 - 半 導 體 接 觸 型 太 陽 能 電 池 元 件 而 言 , 其 飽 和 電 流 密 度 以 及 開
放 電 壓 為
S
2
J AT exp[ q /(kT)]
Bn
V (kT / q) (kT / q)ln[J / AT ]
OC Bn L
A: 半 導 體 基 板 材 料 常 數 。
2

E F
接 觸 前
功 函 數
( 金 屬 )
金 屬
真 空 位 準 能 階
電 子 親 和 力
n 型 半 導 體
功 函 數
E C
E F
E F i
E V
E F
接 觸 後
蕭 特 基 障 礙
金 屬
X n
空 乏 區 域
內 建 電 位 能 障 礙
n 型 半 導 體
E C
E F
位 能
( 半 導 體 )
E V
就 金 屬 - 絕 緣 體 - 半 導 體 接 觸 型
太 陽 電 池 元 件 而 言 , 其 飽 和 電 流
密 度 以 及 開 放 電 壓 為 :
(a) 蕭 特 基 接 觸
2
J AT exp[ q /(kT)exp( a )]
S
Bn
接 觸 前
功 函 數
( 金 屬 )
E F
真 空 位 準 能 階
電 子 親 和 力
功 函 數
E C
E F
E F i
接 觸 後
E F
蕭 特 基 障 礙
位 能 ( 半 導 體 )
E C
E F
E Fi
E V
V (kT / q) (kT / q)ln[J / AT ]
OC Bn a L
A: 半 導 體 基 板 材 料 常 數 ;a:
常 數 ;: 絕 緣 體 薄 膜 厚 度 。
2
E V
金 屬
n 型 半 導 體
金 屬
n 型 半 導 體
(b) 歐 姆 接 觸
接 觸 前
電 子 親 和 力
( 半 導 體 )
真 空 位 準 能 階
接 觸 後
位 能 差 ( 氧 化 物 )
E F
功 函 數
( 金 屬 )
金 屬
能 隙
氧 化 物
電 子 親 和 力 ( 半 導 體 )
n 型 半 導 體
E C
E F
E F i
E V
(c) 金 氧 半 接 觸
功 函 數
( 金 屬 )
金 屬
功 函 數
( 半 導 體 )
氧 化 物
電 子 親 和 力 ( 氧 化 物 )
位 能 ( 半 導 體 )
n 型 半 導 體
E C
E F
E Fi
E V
蕭 特 基 能 障 或 金 屬 - 半 導 體 接 觸
(a) 以 及 金 屬 - 絕 緣 體 - 半 導
體 接 觸 (b), 其 元 件 以 及 能 帶 示
意 圖

Solar Cell Device Measurement

在 太 陽 能 電 池 胞 及 其 模 組 的 輸 出 量 測 方 面 , 其 輸 出 量 測
輸 出 量 測 是 一 種 可 變 負 載 方 式 的 , 而 其 主 要 的 量 測 方
式 :
X-Y 記 錄 器 方 式 (X-Y Record Measurement)
電 容 負 載 方 式 (Capacitance Loading Measurement)
偏 電 壓 電 源 方 式 (Bias Voltage Source Measurement)
電 子 負 載 方 式 (Electronic Loading Measurement)

一 、X-Y 記 錄 器 方 式
在 X-Y 記 錄 器 方 式 量 測 上 , 有 電 阻 負 載 兩 端 子 型 的 (a) 以 及 電 源
負 載 四 端 子 型 的 (b) 等 兩 種 , 如 圖 所 示
X-Y 記 錄 器 量 測 方 式 (X-Y Record Measurement), 是 測 量 太 陽
電 池 元 件 輸 出 特 性 的 最 簡 單 的 方 法 。 在 圖 (a) 所 示
A
電 流 計 (Y)
A
太 陽 能 電 池
太 陽 能 電 池
V
電 壓 計 (X)
負 載
( 可 變 電 阻 )
V
負 載
( 電 源 )
(a) 電 阻 負 載 兩 端 子 型 的
(b) 電 源 負 載 四 端 子 型 的
X-Y 記 錄 器 量 測 方 式 的 基 本 原 理 示 意 圖

二 、 電 容 負 載 量 測 方 式 (Capacitance Loading Measurement), 是 在 可 變
負 載 的 內 部 置 入 電 容 , 而 在 進 行 充 放 電 之 際 , 量 測 到 所 需 的 電 流 電
壓 的 數 據 .
A
電 流 計
太 陽 能 電 池
切 換 式 開 關
V
電 壓 計
電 容 器
電 容 負 載 量 測 方 式 的 基 本 原 理 示 意 圖

三 、 偏 電 壓 電 源 量 測 方 式 (Bias Voltage Source Measurement) , 偏 電 壓 電
源 方 式 , 是 施 加 階 段 式 偏 電 壓 電 源 , 進 而 測 量 以 及 記 錄 電 壓 電 流 的 曲
線 關 係 圖 。
A
電 流 計
太 陽 能 電 池
V
電 壓 計
偏 壓 電 源
偏 電 壓 電 源 量 測 方 式 的 基 本 原 理 示 意 圖

四 、 電 子 負 載 量 測 方 式 (Electronic Loading Measurement)
是 將 可 變 電 阻 器 以 及 待 測 的 太 陽 電 池 模 組 連 接 著 , 施 加 階 段 式 偏 電 壓
電 源 , 而 測 量 以 及 記 錄 電 壓 電 流 的 曲 線 關 係 圖 。
A
電 流 計
可 變 電 阻
V
電 壓 計
偏 壓 電 源
電 子 負 載 量 測 方 式 的 基 本 原 理 示 意 圖