2016 Fiscal Year Annual Research Report
Waveguide-coupled orthogonal photon-photocarrier propagation solar cell
| Project/Area Number |
25288112
|
|---|
| Research Institution | Hokkaido University |
|---|
Principal Investigator |
石橋 晃 北海道大学, 電子科学研究所, 教授 (30360944)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
近藤 憲治 北海道大学, 電子科学研究所, 准教授 (50360946)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2017-03-31
|
| Keywords | 半導体素子 / 太陽電池 / 導波路 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
光入射方向とフォトキャリア進行方向の直交性により、十分な光吸収と高いキャリア収集効率を両立させた系を実証し、変換効率を向上させるための礎を築いた。周期的屈折率変調構造による回折光学系では、光伝搬効率が大きな波長依存性をもつ。そこで、光を片側のみに選択的に送り込む周期配列放物線鏡による反射光学系と屈折率異方性をもつ層をクラッド層とする平面導波路よりなる非対称導波路結合リディレクション導波路のアイデアを生み出し、新しい展開へとつながった。この系では、放物線鏡によりフォトンが一定範囲内より飛来するようにできるので、この方向に屈折率異方性層の屈折率を最大にするように構成することで（この時、直交する方向には、屈折率がちいさくなるため）最終的に３次元導波光を効率的に２次元導波光化できる可能性がある。これにより反射光学系の利点が生きて、波長にほぼ依存することなく、高い導波効率を実現できると期待される。導波路とSi系太陽電池を結合して、エッジ入射配置にて光電変換特性を得ることができた。導波路と半導体素子の結合位置合わせの困難さは、UV硬化させるまえの樹脂導波路に半導体素子を圧着することによるセルフアラインメント技術を用いることで克服できた。光進行方向変換層のプロトタイプの特性評価が進み、これを最上層として設けることで、太陽光の入射方向によらず周期的屈折率変調構造に対し、ほぼ垂直に光が入射する構造を実現し得ることを示した。
|
| Research Progress Status |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
|
| Strategy for Future Research Activity |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
|
