2016 Fiscal Year Annual Research Report
Two-step excitation phenomenon observed by VPS method in inter-band solar cells
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16K14230
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
宇治原 徹 名古屋大学, 未来材料・システム研究所, 教授 (60312641)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 半導体物性 / バンド構造 / 光電子分光 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
我々はこれまでの研究で、可視光励起型角度分解光電子分光法という新評価法の確立にチャレンジしてきた。本手法では、半導体中で伝導帯に励起された伝導電子を、負の電子親和力（NEA）表面から直接真空に取り出し、角度分解光電子分光を行う。これにより、伝導電子のエネルギーや、電子が実際に伝導したバンド構造がわかる。本研究では、本手法を用いて中間バンド型太陽電池内で複数光子による励起過程の評価を試みた。測定に先駆けて、まず異なる波長の2種類の光を同時に照射させる機構を装置に取り付けた。具体的には、照射光を輸送する光ファイバーに二種類の波長の光を導入するための機構を開発した。次に、中間バンド型太陽電池の一例として、III-V族半導体の組み合わせによる超格子構造を作製した。複数光子による実験に先駆けて、VPS測定を行ったところ、第一ミニバン度、第二ミニバンドから放出された電子を測定することができた。次に、赤外光を同時照射することで、第一ミニバンドから第二ミニバンドへの励起の様子を確認した。当初は、赤外を照射することで、第二ミニバンドから放出される電子が増加することを期待したが、実際にはほとんど変化は見られなかった。これについては、照射した赤外光の強度が弱すぎたことが原因と考えている。おそらく、我々の研究でも第一ミニバンドから第二ミニバンドへの励起はあると思われるが、当然ながらこれらの電子は再び散乱され第一ミニバンドに緩和される。レート方程式などを十分考慮して再度実験を行う予定である。
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