2021 Fiscal Year Annual Research Report
Development of Novel High-Performance Semiconductor Bonding Mediated by Monolayer Materials for the Realization of Ultrahigh-Efficiency Solar Cells
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18H01475
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
田辺 克明 京都大学, 工学研究科, 准教授 (60548650)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 半導体接合 / ウェハ貼り合わせ / 機能性材料 / 光電子デバイス / 量子ドット / 波長変換材料 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
接合界面への波長変換材料の導入により，光学機能の付与が可能となり，光・電子デバイスの高性能化が期待される．特に，長波長光を短波長に変換するアップコンバージョン材料を，多接合太陽電池の接合界面に導入することで，発電に寄与しない長波長光も利用可能になり，発電効率の向上が期待される[3]．本研究では，入手や取り扱いの簡便さから，アップコンバージョン材料として希土類元素ドープアップコンバージョンナノ粒子(UCNP)を用いた．半導体接合界面へのUCNP導入方法として，(A)UCNPトルエン分散液の直接塗布による方法，(B)ポリアクリルアミド(PAM)ハイドロジェルを用いて接合する方法の二種類について検討した．いずれの方法でも，UCNP濃度について条件を変更した．さらに(A)では，分散液塗布時のスピンコートの有無，接合時の加熱(300 ℃)の有無について条件を変更した．これらの要因が接合形成後の試料の機械的強度・導電性に与える影響を評価した．また，Si太陽電池を薄くしてアップコンバージョンの効果のデモを行うため，Siウェハの薄膜化についても検討した．種々の条件の下で機械的強度及び導電性の依存性を調べた結果，ハイドロジェルを用いた方法では，直接塗布する方法で見られたナノ粒子が緩和され，機械的強度・導電性が向上した．また，いずれの接合方法でも，光学的特性を失うことなく，接合界面へのUCNPの導入を実現した．
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| Research Progress Status |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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