新規ラチェット型中間バンド太陽電池材料の創製

• 研究課題/領域番号: 23K26135
• 補助金の研究課題番号: 23H01441 (2023)
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 基金 (2024); 補助金 (2023)
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分21050:電気電子材料工学関連
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 岡田 至崇 東京大学, 先端科学技術研究センター, 教授 (40224034)
• 研究期間 (年度): 2023-04-01 – 2027-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2024年度)
• 配分額: 18,850千円 (直接経費: 14,500千円、間接経費: 4,350千円); 2026年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円); 2025年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円); 2024年度: 7,280千円 (直接経費: 5,600千円、間接経費: 1,680千円); 2023年度: 7,930千円 (直接経費: 6,100千円、間接経費: 1,830千円)
• キーワード: 中間バンド太陽電池 / 希土類元素ドープ / 分子線エピタキシー / 光起電力物性 / ナノ構造物性

研究開始時の研究の概要

本研究では、再結合速度を極めて遅くさせることを可能とするラチェットの概念を導入した中間バンド太陽電池材料の研究を行う。希土類元素のErドープによりGaAs半導体のバンドギャップ中に中間準位が形成され、さらにEr3+中心へのエネルギー転送に起因したミリ秒オーダーの長い再結合発光寿命が観測されることに着目し、このラチェット準位→伝導帯への２段階目の光吸収レートをどこまで高められるかを明らかにする。本研究で提案するラチェット型中間バンド太陽電池材料の実証例は殆どなく、光電変換過程の解明とその制御法に関する研究を進める。