การปลูกฟิล์มบางซิงค์ออกไซด์เพื่อเป็นขั้วไฟฟ้าสำหรับเซลล์แสงอาทิตย์ด้วยเทคนิคดีซีแมกนีตรอนสปัตเตอริงแบบสองขั้วไม่สมมาตร
Article Sidebar
Main Article Content
บทคัดย่อ
การปลูกฟิล์มบางซิงค์ออกไซด์เพื่อเป็นขั้วไฟฟ้าสำหรับเซลล์แสงอาทิตย์ด้วยเทคนิคดีซีแมกนีตรอนสปัตเตอริงแบบสองขั้วไม่สมมาตร เงื่อนไขที่ศักย์ไฟฟ้าลบเท่ากับ 500 โวลต์ ศักย์ไฟฟ้าบวกเท่ากับ 100 โวลต์ กระแสไฟฟ้า 80 มิลลิแอมแปร์ ภายใต้ก๊าซอาร์กอนที่อุณหภูมิห้อง ฟิล์มบางซิงค์ออกไซด์ถูกเคลือบที่เวลา 10 20 30 40 และ 50 นาที ตามลำดับ นอกจากนี้ฟิล์มบางซิงค์ออกไซด์ถูกปลูกที่เวลา 30 นาที โดยเจือก๊าซไนโตรเจนที่อัตราการไหล 5 10 และ 15 ลูกบาศก์เซนติเมตรต่อนาที ตามลำดับ สมบัติเชิงโครงสร้าง ทางสัณฐานวิทยา เชิงแสง และสมบัติเชิงไฟฟ้าของฟิล์มบางซิงค์ออกไซด์ถูกวิเคราะห์ด้วยเทคนิคการเลี้ยวเบนรังสีเอกซ์ กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด เครื่องสเปกโทรโฟโตมิเตอร์ เทคนิควิธีเข็มวัด 4 จุด แบบเชิงเส้น และการวัดปรากฏการณ์ฮอลล์ ผลการทดลองสมบัติทางโครงสร้างของฟิล์มบางมีความเป็นผลึกสูง และมีขนาดผลึกของซิงค์ออกไซด์เท่ากับ 16 นาโนเมตร ที่ระนาบ (002) ที่มุม 2q เท่ากับ 34.34 องศา สำหรับฟิล์มที่เคลือบภายใต้ก๊าซไนโตรเจนที่อัตราการไหล 5 ลูกบาศก์เซนติเมตรต่อนาที ลักษณะพื้นผิวของฟิล์มมีความเป็นผลึกสูง และขนาดของเกรนเฉลี่ยอยู่ในช่วง 264 ถึง 358 นาโนเมตร ค่าการส่องผ่านแสงอยู่ในช่วง 67 ถึง 83 เปอร์เซ็นต์ สำหรับฟิล์มที่ไม่เจือก๊าซไนโตรเจน และ 55 ถึง 77 เปอร์เซ็นต์ สำหรับฟิล์มเจือก๊าซไนโตรเจน ค่าสภาพต้านทานไฟฟ้ามีค่าเท่ากับ 6.99 x 102, 5.55 x 104, 2.26 x 104 และ 6.21 x 104 โอห์ม•เซนติเมตร รวมทั้งค่าความหนาแน่นของพาหะอยู่ในช่วง 1.61 x 1014 ถึง 1.16 x 1018 ต่อลูกบาศก์เซนติเมตร และสภาพคล่องตัวของพาหะเท่ากับ 2.03 x 10-3 ถึง 6.96 x 10-1 ตารางเซนติเมตรต่อโวลต์ต่อวินาที ซึ่งพบว่ามีค่าความหนาแน่นของพาหะค่อนข้างสูงและมีสมบัติเป็นสารกึ่งตัวนำชนิดเอ็น ดังนั้นฟิล์มบางซิงค์ออกไซด์ไม่เจือก๊าซไนโตรเจนจึงเหมาะสำหรับการประยุกต์ทำเป็นขั้วไฟฟ้าชั้นโปร่งแสงสำหรับเซลล์แสงอาทิตย์
Article Details
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
References
เจริญชัย เหลืองอ่อน. (2554). การวัดค่าความต้านทานด้วยวิธีเข็มวัด 4 จุด. ศูนย์เทคโนโลยีโลหะและวัสดุแห่งชาติ.
ฐิตินัย แก้วแดง, งามนิตย์ วงษ์เจริญ, และ ทิพรัตน์ วงษ์เจริญ. (2554). การประดิษฐ์ขั้วไฟฟ้าด้านหลังชนิดใหม่ที่เหมาะสมกับเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดฟิล์มบาง Cds/CdTe [รายงานการวิจัยประจำปี 2553]. ทุนอุดหนุนการวิจัยจากเงินงบประมาณแผ่นดิน สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าเจ้าคุณทหารลาดกระบัง.
ดลลักษณ์ มานพ, สุรีย์ ทองวณิชนิยม, วิเชียร ศิริพรม, อดิศร บูรณวงศ์, สุรสิงห์ ไชยคุณ, และ นิรันดร์ วิทิตอนันต (2555). การเตรียมฟิล์มบางไททาเนียมไดออกไซต์สำหรับฆ่าเชื้อแบคทีเรียโดยการฉายแสง. วารสารมหาวิทยาลัยทักษิณ, 15(3) ฉบับพิเศษ, 259-267.
นันทนัช วัฒนสุภิญโญ. (2553). สมบัติทางกายภาพของฟิล์มบางซิงค์ออกไซต์เจือด้วยอลูมิเนียมและอินเดียมเตรียมโดยเทคนิคดีซีแมกนีตรอนสปัตเตอริง [วิทยานิพนธ์ปริญญาวิทยาศาสตรมหาบัณฑิต]. มหาวิทยาลัยศรีนครินทรวิโรฒ.
นิรันดร์ วิทิตอนันต์, สุรสิงห์ ไชยคุณ, และ อดิศร บูรณวงศ์. (2557). ผลของกระแสโครเมียมคาโทดที่มี ต่อสมบัติของฟิล์มบางไทเทเนียมโครเมียมไนไตรด์ที่เคลือบด้วยเทคนิครีแอกทีฟแมกนีตรอน โคสสปัตเตอริง [รายงานการวิจัยประจำปี 2557]. ทุนอุดหนุนการวิจัยจากเงินงบประมาณ แผ่นดิน มหาวิทยาลัยบูรพา.
ภานุวัฒน์ ครองอารมณ์. (2556). การพัฒนาฟิล์มบางซิงค์ออกไซด์ที่เจือด้วยอะตอมบัสมัทโดยวิธีเคลือบผิวด้วยแรงเหวี่ยงสำหรับเซลล์แสงอาทิตย์ [วิทยานิพนธ์ปริญญาวิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต]. มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีสุรนารี.
ราชศักดิ์ ศักดานุภา. (2558). การศึกษาฟิล์มบางไททาเนียมออกซิคาร์ไบด์โดยวิธีดีซีแอคทีฟแมกนีตรอนสปัตเตอริงเพื่อความแข็งแรงและป้องกันไฟฟ้าสถิตย์ [รายงานการวิจัยประจำปี 2558]. ทุนสนับสนุนงานวิจัยจากเงินรายได้ สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าเจ้าคุณทหารลาดกระบัง.
ศูนย์เครื่องมือวิจัยวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีจุฬาลงกรณ์. (2555). เครื่องวิเคราะห์การเลี้ยวเบนรังสีเอกซ์. จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย.
สถาบันนวัฒกรรมและพัฒนากระบวนการเรียนรู้ มหาวิทยาลัยมหิดล. (2555). กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบสองกราด. มหาวิทยามหิดล.
สิทธิวัฒน์ อุ่นจิตร, อดิศร บูรณวงศ์ และ สุรสิงห์ ไชยคุณ. (2557). การเตรียมและศึกษาลักษณะเฉพาะของฟิล์มบางโครเมียมวาเนเดียมไนไตรด์ที่เคลือบด้วยวิธีแอคตีฟแมกนีตรอนโคสสปัตเตอริง. วิทยาศาสตร์บูรพา, 6(2), 78–86.
อรุณี หลักคำ, วิทวัช วงศ์พิศาล และ สินธุ จันทพันธ์. (2557). กระบวนการสร้างฟิล์มด้วยไอเคมีและไอกายภาพภายใต้สภาวะสุญญากาศ. ศูนย์เทคโนโลยีโลหะและวัสดุแห่งชาติ.
Chapman, B. (1980). Glow discharge processes, Sputtering and plasma etching. John Wiley & Son.
Ding, J. J., Ma, S. Y., Chen, H. X., Shi, X. F., Zhou, T. T., & Mao, L. M. (2009). Influence of Al-doping on the structure and optical properties of ZnO films. PhysicaB: Condensed Matter, 404(16), 2439-2443.
Hartnagel, H. (1995). Semiconducting Transparent Thin Films. Institute of Physics Publishing Bristol and Philadelphia.
Milton, O. (1997). The Materials Science of Thin Film: Thin Film Technology Handbook. McGrow-Hill Companies international.
Ohmukai, M., Nakagawa, T., & Matsumoto, A. (2016). ZnO Films Deposited on Glass by Means of DC Sputtering. Journal of Materials Science and Chemical Engineering, 4, 1–7.
Pathak, K., & Purohit, L. P. (2016). Optical property and AC conductivity RF sputtered N-doped N-dopedZnOthin films. Advanced Materials proceeding, 2(1), 06-09.
Smith, D. L. (2015). Thin Film Deposition: Principle and Practice. MeGraw-Hill Companies international.
Streetman, B. G. (1995). Solid State Electronic Devices. Prentice-hall international.