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二氧化錫溶膠太陽能電池導電玻璃導電度安定性改良上的應用
影響太陽能電池導電玻璃導電度安定性的主要因素有三:
品質目標需先確玻璃中的離子"外溢",對透明金屬氧化物導電薄膜(TCO)形成"毒化"
玻璃中存在納、鉀、鐵等金屬離子,若未作適當處理,即在玻璃上形成透明金屬氧化物導電薄膜
    (TCO,包括ITO、ATO、FTO或ZTO等),在貯存或使用過程,鈉、鉀、鈣、鐵等金屬離子會由玻璃擴散至TCO中,  
造成的影響有三:
1.鈉、鉀等金屬離子會捕捉TCO中的自由電子,使的導電率下降;
    2.鈣、鐵等金屬離子會和TCO中的氧相結合,使得原TCO中的電子、電洞消失,電阻值激增而失去半導體的特性,
    無法發揮導電的作用;
    3.、鐵離子所產生的氧化鈣、氧化鐵,因體積大,會對原TCO結構產生擠壓作用,造成TCO層龜裂、破碎而崩潰。
 
電池的電解質對透明金屬氧化物導電薄膜(TCO)形成 "攻擊":
    由於TCO層存在次微米至奈米級微小孔洞,電池中的電解質會進入TCO中,將TCO溶解,造成TCO層龜裂、破碎而
    崩潰。
 
電場效應造成TCO中的二氧化錫被還原而失去TCO功能:
    TCO(包括ITO、ATO、FTO或ZTO等)的主成份為二氧化錫,在應用在LCD時,TCO被當成陽極使用而相當
    安定。但在太陽能電池中,TCO被置於陰極當導出電子之用;若和TCO相聯的電容反應夠快時,TCO為導體,
    影響不大;但若電容反應速度不夠快時(包括:原始設計不良或老化),由光轉化產生的電子即會在TCO層
    累積,導致TCO中的二氧化錫被還原而失去TCO功能。
     
二氧化錫溶膠在改良導電度安定性的應用有二:
 
在未作TCO之前,先在玻璃上鍍上一層二氧化錫溶膠,經熱處理後形成二氧化錫奈米級薄膜(厚度約10~20nm),
    除了可有效阻絕玻璃中的納、鉀、鐵等金屬離子擴散,提高 TCO玻璃的壽命;更可改善其後的TCO層對玻
    璃的附著力;
 
完成TCO層的製作後,將完成的TCO玻璃涵浸在二氧化錫溶膠中,經洗淨、烘乾、熱處理後形成二氧化錫
    奈米級薄膜(厚度約100nm),除了可有效阻絕電解質對TCO層的攻擊,延長TCO玻璃的壽命;更因二氧化錫
    粒子(本身即為半導體)對TCO層微小孔洞的填充,使的TCO層的電阻值更低,提高導電玻璃的品質。此外,
    TCO中的二氧化錫(由蒸鍍或濺鍍產生)為α-form,易被電子還原;但二氧化錫溶膠鍍膜所形成的二氧
    化錫薄膜為β-form,安定性高而不易被電子還原,可克服電容遲滯所形成的問題,有效延長太陽能電池的壽命。
     
改良導電度安定性的適用溶膠之必備條件:
要能發揮改良太陽能電池所用導電玻璃導電度安定性,所使用的二氧化錫溶膠,必需具有幾項條件:
 
二氧化錫奈米粒子的粒徑要很小(≦20nm),才能有效填孔及形成緻密的隔絕層。
 
二氧化錫奈米粒子本身已是良好結晶態,才具有良好導電性。
 
二氧化錫奈米粒子為β-form,可有效克服電容遲滯所形成的問題,有效延長太陽能電池的壽命。
 
不得有雜質或添加劑,才不會留下孔洞、孔隙及提高電阻值。
   
 
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