2021 Fiscal Year Final Research Report

Demonstration of hot-carrier solar cell operation in quantum dot superlattice solar cells

Research Project

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Project/Area Number	19K04469
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Allocation Type	Multi-year Fund
Section	一般
Review Section	Basic Section 21050:Electric and electronic materials-related
Research Institution	Kobe University
Principal Investigator	Harada Yukihiro 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
Outline of Final Research Achievements	We studied the GaAs solar cells containing InAs/GaAs quantum dot superlattices for breaking through the conversion efficiency limit of single-junction solar cells. We demonstrated the hot-carrier generation and extraction processes in InAs/GaAs quantum dot superlattice solar cells with the excitation energy tuned below the GaAs band edge. Furthermore, we revealed the intraband transition properties of InAs/GaAs quantum dot superlattices.
Free Research Field	半導体光物性
Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements	現在広く普及している単接合型太陽電池は幅広い波長を有する太陽光スペクトルを有効に活用することが原理的に不可能なため、変換効率50%超の太陽電池の実現には新原理で動作する高効率太陽電池の開発が不可欠である。本研究では、ホットキャリア型太陽電池に着目し、InAs/GaAs量子ドット超格子からのホットキャリア電流取り出し過程を明らかにした。さらに、ホットキャリア型太陽電池の変換効率向上への寄与が期待できる、InAs/GaAs量子ドット超格子のバンド内遷移特性を解明した。