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2010 Fiscal Year Annual Research Report

化合物半導体配列ナノ構造を基盤とする超接合光吸収体の創成と太陽電池応用

Research Project

Project/Area Number 21656078
Research InstitutionHokkaido University

Principal Investigator

佐藤 威友  北海道大学, 量子集積エレクトロニクス研究センター, 准教授 (50343009)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 橋詰 保  北海道大学, 量子集積エレクトロニクス研究センター, 教授 (80149898)
本久 順一  北海道大学, 情報科学研究科, 教授 (60212263)
古賀 裕明  北海道大学, 量子集積エレクトロニクス研究センター, 助教 (80519413)
Keywords半導体ナノ構造 / 光吸収率 / 太陽電池 / 多孔質構造
Research Abstract

平成22年度は、n形インジウムリン(InP)ポーラス(多孔質)構造の内壁に白金(Pt)薄膜を形成する手法を開発し、InP配列ナノ構造を基盤とするPt/InPショットキー型光電変換素子の試作を行った。
1.n形InP多孔質構造の孔内壁表面にPt薄膜を電解析出により形成する手法を開発した。真空蒸着法と比較してPt薄膜による孔内壁表面の被覆率が高く、Pt薄膜の厚さは時間により制御可能であることを明らかにした。特に電解析出電圧をパルス波形で印加することにより、膜厚の緻密な制御が可能であり、孔径600nmで深さ4μmからなる多孔質構造の内壁に厚さ20nmの均一なPt薄膜の形成に成功した。
2.作製したPt/InP多孔質構造の光反射率特性を明らかにした。入射光200nm-1100nmの波長領域における光反射率は5%以下であり、平坦なInP基板と比較して表面反射が10分の1に低減されていることを明らかにした。
3.作製したPt/InP多孔質構造の電気的特性を明らかにした。上部(Pt側)と下部(InP側)に電極を形成して測定した電流・電圧特性が整流性を示すことを明らかにし、Pt/InP多孔質構造の界面にショットキー障壁が形成されていることを確認した。また、光照射下では、光強度に応じて逆方向電流が増大することを明らかにした。この増加電流は、比較用に作製したPt/プレーナInP接合と比べて2~3桁大きい。これらの結果により、微細孔が周期的に配列した半導体多孔質構造は、内壁表面に適切な電位障壁を形成することで光キャリアを効率的に分離することが可能であり、太陽電池をはじめとする高効率光電変換素子への応用に有望であることが示された。

  • Research Products

    (15 results)

All 2011 2010 Other

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (12 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Realization of an extremely low reflectance surface based on InP porous nanostructures for application to photoelectrochemical solar cells2010

    • Author(s)
      T.Sato, N.Yoshizawa T.Hashizume
    • Journal Title

      Thin Solid Films

      Volume: 518 Pages: 4399-4402

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Low Reflectance Surface Observed on InP Porous Structures after Photo electrochemical Etching2010

    • Author(s)
      T.Sato, N.Yoshizawa, H. Okazaki, T.Hashizume
    • Journal Title

      ECS Transactions

      Volume: 25 Pages: 83-88

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 電気化学的手法によるInPポーラス孔壁表面の機能化と電気的特性の評価2011

    • Author(s)
      岡崎拓行, 神保亮平, 佐藤威友
    • Organizer
      化学系学協会北海道支部2011年冬季研究発表会
    • Place of Presentation
      北海道大学、札幌市
    • Year and Date
      2011-02-02
  • [Presentation] pn接合基板上に形成した畑多孔質構造の光応答特性2011

    • Author(s)
      工藤智人, 岡崎拓行, 佐藤威友
    • Organizer
      第46回応用物理学会北海道支部/第7回日本光学会北海道地区合同学術講演会
    • Place of Presentation
      室蘭工業大学、室蘭市
    • Year and Date
      2011-01-08
  • [Presentation] ポリスチレン微小球の自己組織化配列を利用した半導体マイクロパターニング技術2011

    • Author(s)
      今井雄大, 岡崎拓行, 佐藤威友
    • Organizer
      第46回応用物理学会北海道支部/第7回日本光学会北海道地区合同学術講演会
    • Place of Presentation
      室蘭工業大学、室蘭市
    • Year and Date
      2011-01-08
  • [Presentation] High-Sensitive ISFETs based on InP Porous Structures2010

    • Author(s)
      T.Sato, N.Yoshizawa
    • Organizer
      The 61^<st> Annual Meeting of the International Soci ety of Electrochemistry (ISE)
    • Place of Presentation
      Acropolis会議場、ニース、フランス
    • Year and Date
      2010-09-30
  • [Presentation] 電気化学的手法によるInP多孔質構造の形成と孔壁表面の機能化2010

    • Author(s)
      岡崎拓行, 佐藤威友
    • Organizer
      平成22年秋期応用物理学会学術講演会
    • Place of Presentation
      長崎大学、長崎市
    • Year and Date
      2010-09-17
  • [Presentation] ポリスチレン微小球の自己組織化配列を利用したマイクロパターニングと半導体微細加工への応用2010

    • Author(s)
      今井雄大, 岡崎拓行, 佐藤威友
    • Organizer
      平成22年秋期応用物理学会学術講演会
    • Place of Presentation
      長崎大学、長崎市
    • Year and Date
      2010-09-17
  • [Presentation] pn接合基板上に形成した回多孔質構造の電気的評価2010

    • Author(s)
      工藤智人, 岡崎拓行, 佐藤威友
    • Organizer
      平成22年秋期応用物理学会学術講演会
    • Place of Presentation
      長崎大学、長崎市
    • Year and Date
      2010-09-17
  • [Presentation] InP多孔質構造の光吸収特性と光電変換2010

    • Author(s)
      佐藤威友, 岡崎拓行
    • Organizer
      平成22年秋期応用物理学会学術講演会
    • Place of Presentation
      長崎大学、長崎市
    • Year and Date
      2010-09-15
  • [Presentation] 多孔質構造を有するイオン感応性電界効果トランジスタ2010

    • Author(s)
      佐藤威友, 岡崎拓行
    • Organizer
      平成22年秋期応用物理学会学術講演会
    • Place of Presentation
      長崎大学、長崎市
    • Year and Date
      2010-09-14
  • [Presentation] Electrochemical formation of InP porous structures for their application to photoelectric conversion devices2010

    • Author(s)
      H.Okazaki, T.Sato, T.Has hizume
    • Organizer
      2010 Asia-Pacific Workshop on Fundamentals and Applications of Advanced Semiconductor Devices (AWAD)
    • Place of Presentation
      東京工業大学、東京都目黒区
    • Year and Date
      2010-06-30
  • [Presentation] 電気化学的手法によるInP多孔質構造の形成と高感度化学センサへの応用2010

    • Author(s)
      佐藤威友, 吉澤直樹, 岡崎拓行, 橋詰保
    • Organizer
      電子情報通信学会電子デバイス研究会
    • Place of Presentation
      北陸先端科学技術大学、能美市
    • Year and Date
      2010-06-17
  • [Presentation] Optical and Electrical Properties of InP Porous Structures Formed on P-N Substrates2010

    • Author(s)
      H.Okazaki, T.Sato, N.Yoshiza wa, T.Hashaume
    • Organizer
      2010 International Conference on Indium Phosphi de and Related Materials (IPRM)
    • Place of Presentation
      高松シンボルタワー、高松市
    • Year and Date
      2010-06-01
  • [Remarks]

    • URL

      http://hydrogen.rciqe.hokudai.ac.jo/~taketomo/ec/index.html

URL: 

Published: 2012-07-19  

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