2019 Fiscal Year Research-status Report
量子ドット超格子太陽電池におけるホットキャリア型太陽電池動作の実証
| Project/Area Number |
19K04469
|
|---|
| Research Institution | Kobe University |
|---|
Principal Investigator |
原田 幸弘 神戸大学, 工学研究科, 助教 (10554355)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
|
| Keywords | ホットキャリア / 太陽電池 / 量子ドット超格子 / InAs/GaAs量子ドット |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、InAs/GaAs量子ドット超格子を内包する太陽電池において、幅広い励起波長域における高効率なホットキャリア電流取り出しを実現し、単接合型太陽電池の変換効率限界を突破するホットキャリア型太陽電池の学理の構築と高効率化技術の開発を目的とする。2019年度は、InAs/GaAs量子ドット超格子太陽電池における、ホットキャリア電流と開放電圧の励起波長依存性を解明した。具体的な研究成果は以下の通りである。
〇InAs/GaAs量子ドット超格子太陽電池において、ホスト結晶であるGaAsのバンドギャップエネルギー以下の入射光を用いて電流―電圧特性の励起波長依存性を低温（15 K）で測定し、ホットキャリア電流の取り出し過程を明らかにした。短絡電流密度と開放電圧の関係が励起波長に依存しなかった結果は、InAs/GaAs量子ドット超格子太陽電池固有のホットキャリア電流の取り出し過程を電流―電圧特性から議論できることを示唆している。
〇9層近接積層InAs/GaAs量子ドットによって構成される量子ドット超格子の層数を増加させることによって、短絡電流密度と開放電圧が増加することを実証した。短絡電流密度は励起光強度にほぼ比例して増加したのに対して、開放電圧は励起光強度の増加に伴って飽和傾向を示した。開放電圧が励起波長に依存せずほぼ一定の電圧で飽和傾向を示した結果は、ホットキャリアとして量子ドット超格子から取り出された電子が隣接する量子ドット超格子に捕獲されていることを示唆している。以上の結果より、単接合型太陽電池の変換効率限界を突破するホットキャリア型太陽電池の実現に向けて、内部電場の最適化が必要な事が明らかになった。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
単接合型太陽電池の変換効率限界を突破するホットキャリア型太陽電池の実現に向けて、量子ドット超格子の層数を増加させて光吸収量を増大させることによって、短絡電流密度と開放電圧が増加することを実証できた。
|
| Strategy for Future Research Activity |
単接合型太陽電池の変換効率限界を突破するホットキャリア型太陽電池の実現に向けて、2020年度は、量子ドット超格子内に生成された高密度な光励起キャリアがホットキャリア型太陽電池動作に与える影響を明らかにする。
|
| Causes of Carryover |
次年度分として請求した助成金と合わせてデバイスシミュレーションソフトのライセンスを購入するために、次年度使用額が生じた。
|
Research Products
(10 results)
