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低次元構造による超高効率光起電力変換に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 09044187
研究種目

国際学術研究

配分区分補助金
応募区分共同研究
研究分野 電子デバイス・機器工学
研究機関豊田工業大学

研究代表者

山口 真史  豊田工業大学, 大学院・工学研究科, 教授 (50268033)

研究分担者 BARNHAM Keit  Imperial College, Blancket Laboratory, Professor
山本 〓勇 (山本 あき勇)  福井大学, 工学部, 教授 (90210517)
KEITH Barnha  Imperial College, Blackett Laboratory, Professor
研究期間 (年度) 1997 – 1998
研究課題ステータス 完了 (1998年度)
配分額 *注記
7,600千円 (直接経費: 7,600千円)
1998年度: 3,500千円 (直接経費: 3,500千円)
1997年度: 4,100千円 (直接経費: 4,100千円)
キーワード量子井戸構造 / 太陽電池 / 光起電力効果 / ヒ化ガリウム / ヒ化インジウムガリウム / リン化インジウムガリウム / 窒化インジウム / 窒化ガリウム
研究概要

P-i-n構造に多重量子井戸(MQW:Multi Quantum Well)を導入することにより、太陽電池の光電流密度の増加がはかられ、太陽電池の高効率化(30%以上が)期待できる。本研究では、低次元構造の再結合過程等を明らかにすると共に、集光下での物性を明らかにしつつ、超高効率の光起電力変換に資することを目的とした。
(1) GaAs/InGaAs MQW構造の少数キャリア物性を解析すると共に、集光下での物性を解析した。光強度の増加と共に、効率が向上するスーパーリニア効果を見出し、10倍集光で効率23%を得た。
(2) InGaP/GaAsタンデム構造太陽電池の5倍集光で効率31.2%を実現した。この系で世界最高効率を達成した。
(3) 分子線エピ成長によるGaAs/InGaAs系MQW構造の作製、同構造の再結合過程を解析した。また、InGaP/GaAs系MQW構造の優位性、熱光起電力等への応用の可能性を明らかにすることができた。
(4) 有機金属気相推積法によるInN,GaN系新材料の低次元構造を研究し、ナノ構造の創製を実現できた。また、フォトンリサイクリング効果の評価解析を行い、太陽電池の変換効率改善の指針を得た。

報告書

(3件)
  • 1998 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1997 実績報告書
  • 研究成果

    (24件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (24件)

  • [文献書誌] M.Yamaguchi et al.: "Toward 40% Super High-Efficiency Multi-Junction Solar Cells" Proceedings of 2nd World Conference of photovoltaic Energy Conversion. 3524-3529 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.-J.Yang et al.: "Investigation of Transferring High Efficiency In GaP_2/GaAs Tandem Solar Cells" Proceedings of 2nd World Conference on Photovoltaic Energy Conversion. 3590-3593 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] N.J.Elkins-Paules et al.: "New Approaches in GaAs/AlGaAs Quantumn Well Solar Cells" Proceedings of 2nd World Conference on Photovoltaic Energy Conversion. 3626-3630 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] J.P.Connolly et al.: "Short Circuit Current Enhancement in GaAs/AlGaAs MQW Solar Cells" Proceedings of 2nd World Conference on Photovoltaic Energy Conversion. 3631-3634 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.Hashimoto et al.: "Formation of GaN Nono-Column Structure by Nitridation" Materials Science Forum. 264-268. 1129-1132 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.Yamamoto et al.: "A Comparative study on Photon Recycling Effects in In Solar Cells" Proceedings of the 26th IEEE Phtovoltaic Specialists Conference. 903-906 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Yamaguchi et al.: "Toward 40% Super High-Efficiency Multi-Junction Solar Cells" Proceedings of 2^<nd> World Conference on Photovoltaic Energy Conversion. 3524-3529 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.-J.Yang et al.: "Investigation of Transferring High Efficiency InGaP2/GaAs Tandem Solar Cells to Concentrator Applications" Proceedings of 2^<nd> World Conference on Photovoltaic Energy Conversion. 3590-3593 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] N.J.Elkins-Daukes et al.: "New Approaches in GaAs/InGaAs Quantum Well Solar Cells" Proceedings of 2^<nd> World Conference on Photovoltaic Energy Conversion. 3626-3630 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] J.P.Connolly et al.: "Short Circuit Current Enhancement in GaAs/AlGaAs MQW Solar Cells" Proceedings of 2^<nd> World Conference on Photovoltaic Energy Conversion. 3631-3634 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.Hashimoto et al.: "Formation of GaN Nano-Column Structure by Nitridation" Materials Science Forum. 1129-1132 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.Yamamoto et al.: "A Comparative Study on Photon Recycling Effects in N+-P and P+-N InP Solar Cells with Bragg Reflector" Proceedings of 26^<th> IEEE Photovoltaic Specialists Conference. 903-906 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Yamaguchi et al.: "Toward 40% Super High-Efficiency Malti-Junction Solar Cells" Proc.of the 2nd World Conf.on PV Energy Conversion. (1999)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 山口 真史: "火星探査ロボットの太陽電池" 応用物理. 67・11. 1311-1314 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] M.-J.Yang et al.: "Investigation of High-Efficiency In GaP/GaAs Tandem Solar Cells" Jpn.J.Appl.Phys.37・7B. L836-L838 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] N.J.Elkins-Daukes et al.: "New Approaches in GaAs/InGaAs Quantum Well Solar Cells" Proc.of the 2nd World Conf.on PV Energy Conversion. (1999)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] J.P.Connolly et al.: "Short Circuit Current Enhancement in GaAs/AlGaAs MQW Solar Cells" Proc.of the 2nd World Conf.on PV Energy Conversion. (1999)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] A.Hashimoto et al.: "Formation of GaN Nano-Column Structure by Nitridation" Materials Science Forum. 264-268. 1129-1132 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] P.R.Griffin et al.: "A Method for Optimising Stained GaAs/InGaAs Quantum Well Solar Cells" Proceedings of 14th European Photovoltaic Solar Energy Conf.1732-1735 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] M-J.Yang et al.: "Properties of GaAs/InGaAs Quantum Well Solar Cells under Low Concentration" Proceedings of 26th IEEE photovoltaic Specialists Conf.(印刷中). (1998)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] M.Yamaguchi et al.: "Toward 40% Super High-Efficiency Multi-Junction Solar Cells" Proceedings of 2nd World Conf.on photovoltaic Energy. (発表予定). (1998)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] M-J.Yang et al.: "Investigation of Transferring High Efficiency InGaP/GaAs Tandem Solar Cells" Proceedings of 2nd World Conf.on photovoltaic Energy. (発表予定). (1998)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] 楊 民挙 他: "低集光領域でのGaAs/InGaAs多重量子井戸太陽電池の特性と解析" 第6回高効率太陽電池ワークショップ予稿集. 140-143 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] A.Yamamoto et al.: "Acomparative study on photan recycling effectis in Inpsolar cells" Proceedings of 26th IEEE photovoltaic Specialists Conf.(印刷中). (1998)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書

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公開日: 1997-04-01   更新日: 2016-04-21  

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