太陽能電池

　　1839年法國科學家E Becquerel發現液體的光生伏特效應(簡稱光伏效應) 。1954年, 美國貝爾實驗室研製出單晶矽太陽能電池。太陽能電池的原理是基於半導體的光伏效應, 將太陽輻射直接轉換成電能。在pn結的內建電場作用下, n區的空穴向p區運動, 而p區的電子向n區運動, 造成在太陽能電池受光面(上表面) 有大量負電荷(電子) 積累, 而在電池背光面(下表面) 有大量正電荷(空穴) 積累。如在電池上、下表面做上金屬電極, 並用導線接上負載, 在負載上就有電流透過。只要太陽光照不斷, 負載上就一直有電流透過。太陽能電池的應用首先是在太空領域。1958年, 美國首顆以太陽能電池作為訊號系統電源的衛星先鋒一號發射上天。隨後, 太陽能電池在照明、訊號燈、汽車、電站等領域被廣泛採用。特別是與低溫與特氣LED技術的結合, 給太陽能電池的普及帶來了巨大潛力。

　　商業化生產的晶體矽太陽能電池通常採用多晶矽材料。矽片經過腐蝕制絨, 再置於擴散爐石英管內, 用POCl3 擴散磷原子, 以在p型矽片上形成深度約015μm 左右的n 型導電區, 在介面形成pn結。隨後進行等離子刻蝕刻邊, 去除磷矽玻璃。接著在受光面上透過PECVD製作減反射膜, 並透過絲網印刷燒結工藝製作上下電極。

　　晶體矽電池片生產中的擴散工藝用到POCl3 和O2。減反射層PECVD工藝用到SiH4、NH3 , 刻蝕工藝用到CF4。其發生的化學反應分別為:

　　POCl3 +O2 → P2O5 +Cl2

　　P2O5 + Si → SiO2 + P

　　SiH4 + NH3 → SiNx:H +H2

　　CF4 + O2 + Si → SiF4 + CO2

　　商業化生產的薄膜太陽能電池分為非晶矽( a2Si) 薄膜和非晶/微晶矽( a2Si /μc2Si) 疊層薄膜。後者對太陽光的吸收利用更充分。其生產工藝是在玻璃基板上製造透明導電膜( TCO) 。一般透過濺射或LPCVD的方法。然後再透過PECVD方法沉積p型、i型和n型薄膜。再用濺射做背電極。

　　非晶矽太陽能電池在LPCVD沉積TCO工序用到DEZn、B2H6 ; 非晶/微晶矽沉積工序用到SiH4、PH3 /H2、TMB /H2、CH4、NF3 等。其發生的化學反應分別為：

　　Zn (C2H5 ) 2 + H2O → C2H6 + ZnO

　　SiH4 + CH4 → a2SiC: H + H2

SiH4 → a2Si: H

超高純特氣管道系統

綜上所述，在太陽能電池的製造中，特種氣體具體應用於P/n半導體的製造、擴散工藝和CVD技術（化學氣相沉積）等方面，可以說是非常重要，但，大多數特種氣體是易燃易爆、劇毒、腐蝕性等危險氣體，所以特種氣體的需要透過超高純特氣管道系統來輸送使用。