｜大氣壓電漿技術於太陽能電池之應用

摘要：電漿技術發展至今已數十載，由於近十年來半導體工業的蓬勃發展，使得電漿技術更趨成熟，並且已成為工業及民生應用上如薄膜科技、表面處理、顯示器以及醫學美容上等不可或缺的技術應用。本文介紹電漿技術於太陽能電池中主要膜層之技術應用與原理介紹，並針對大氣壓電漿於化學氣相沉積以及高真空之物理氣相沉積機制之優劣說明。大氣壓電漿於太陽能電池應用的部份，分別介紹矽基太陽能電池之表面粗化、抗反射膜以及透明導電膜之製備與應用。最後，亦概要說明大氣壓電漿表面改質技術之議題與未來展望。

Abstract: Plasma technology has been a part of semiconductor industry research for decades. According to the semiconductor technique, modern plasma technology is very mature indeed. The most of the indispensable technology application like thin film deposition, surface treatment, display panel and biotechnology. In this paper, we will introduce the techniques of each layer of solar cell, and the benefit for atmospheric pressure plasma (APP) deposition. In addition, we will briefly illustrate the application with surface texture, antireflection coating and transparent conductive oxide on silicon based solar cell. Finally, the development of APP technology in the future was also discussed.

關鍵詞：大氣壓電漿、太陽能電池、硒化、表面處理

Keywords：Atmospheric pressure plasma, Solar cell, Selenization, Surface treatment

前言
電漿技術於工業應用已行之有年，以最具代表性的半導體產業而言，電漿技術的使用早已是不可或缺的一環。然現行製程所使用的電漿技術大部份操作於低壓環境，除需加裝昂貴且佔地的真空設備外，可處理的基材尺寸亦受限於真空腔體空間；製程中由於必須抽真空、破真空等程序，致使產品製造僅能侷限在批次製程，連續式生產則無法應用，故操作於一大氣壓的均勻常壓電漿逐漸受到重視。大氣壓電漿（或稱為常壓電漿）乃指於一大氣壓或接近一大氣壓之狀態下所產生的電漿，相較於目前發展已具完備的真空電漿技術，常壓電漿系統比低壓電漿系統於成本上有絕對的優勢。就設備成本而言，它不需使用昂貴且笨重的真空設備；就製程方面，欲處理物可不受真空腔體限制並可進行R2R（Roll-to-Roll）連續式程序，這些技術特色皆可有效地降低產品的製造成本。除此之外，大氣壓電漿系統因不需笨重之真空設備，吾等可將系統建構為小型且可攜帶式之設備，此特色將使其應用面為之擴大。

表一為常見大氣壓電漿系統特性概要比較表，由表之簡要內容可知，電漿特性以常壓噴射電漿及介電質放電系統較受矚目（因電暈放電系統之均勻度至今仍無法有效的改善），其中常壓噴射電漿由於可處理3D工件，應用更為廣泛，此兩種型式所產生的大氣壓電漿也正是目前產學界如火如荼之研究方向。