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Investigation of co-doped GaAs:NSb/AlGaAs IBSC with ideal transition energies for high efficiency Solar Cells

研究課題

研究課題/領域番号 26790007
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 ナノ構造物理
研究機関国立研究開発法人物質・材料研究機構

研究代表者

エルボーグ マーティン  国立研究開発法人物質・材料研究機構, 若手国際研究センター, ICYS研究員 (60724630)

研究協力者 野田 武司  
間野 高明  
佐久間 芳樹  
Bollmann Joachim  
Venter Andre  
Venter Danielle  
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2015年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2014年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード太陽電池 / 量子構造 / MBE, エピタキシャル / GaNAs / 中間バンド太陽電池 / 2段階光子吸収 / 開路電圧 / MBE / エピタキシャル / MBE、エピタキシャル
研究成果の概要

高効率の可能性が期待されている中間バンド型太陽電池(IBSC)を対象に、窒素ドープGaAs量子井戸について材料およびデバイスの観点から研究を進めた。光学計測から窒素組成と局在準位との相関を明らかにするとともに、キャパシタンス分光によってこの窒素由来のエネルギー準位の評価を行った。結晶成長では窒素組成を制御し理論モデルに近いエネルギー配置のGaNAs/AlGaAs量子井戸の作製を行うとともに、窒素とアンチモンの同時ドーピング法による光学特性の改善を実現した。窒素量を増やすと実効バンドギャップは縮小するが素子の開放電圧は増大する興味深い知見を得た。この結果はIBSCの研究を進める大きな成果である。

報告書

(4件)
  • 2016 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2015 実施状況報告書
  • 2014 実施状況報告書
  • 研究成果

    (17件)

すべて 2017 2016 2015 2014 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 2件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (12件) (うち招待講演 1件)

  • [国際共同研究] University Freiberg(Germany)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [国際共同研究]

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [雑誌論文] Open-Circuit Voltage in AlGaAs Solar Cells With Embedded GaNAs Quantum Wells of Varying Confinement Depth2017

    • 著者名/発表者名
      Martin Elborg, Takeshi Noda, and Yoshiki Sakuma
    • 雑誌名

      IEEE JOURNAL OF PHOTOVOLTAICS

      巻: 1 号: 1 ページ: 162-168

    • DOI

      10.1109/jphotov.2016.2617040

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Optical transitions in GaNxAs1x quantum wells with variable nitrogen content embedded in AlGaAs2016

    • 著者名/発表者名
      M. Elborg, T. Noda, T. Mano, Y. Sakuma
    • 雑誌名

      AIP Advances

      巻: 6 号: 6 ページ: 065208-065208

    • DOI

      10.1063/1.4953894

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Voltage dependence of two-step photocurrent generation in quantum dot intermediate band solar cells2015

    • 著者名/発表者名
      M. Elborg, T. Noda, T. Mano, M. Jo, Y. Sakuma, K. Sakoda, and L. Han
    • 雑誌名

      Sol. Energy Mat. Sol. Cells

      巻: 134 ページ: 108-113

    • DOI

      10.1016/j.solmat.2014.11.038

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Capacitance spectroscopy on quantum hetero structure embedded Intermediate Band Solar Cells2017

    • 著者名/発表者名
      M. Elborg, T. Noda, Y. Sakuma
    • 学会等名
      MANA International Symposium 2017
    • 発表場所
      Tsukuba International Congress Center, Tsukuba, Japan
    • 年月日
      2017-02-28
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Droplet epitaxy quantum dots for ultra-high efficiency solar cells2016

    • 著者名/発表者名
      M. Elborg, T. Noda, T. Mano, Y. Yao, and Y. Sakuma
    • 学会等名
      III International Workshop on Metal Droplet Epitaxy of Semiconductor Nanostructures (DeWork3)
    • 発表場所
      Jeju, Korea
    • 年月日
      2016-05-22
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Dependence of open-circuit voltage in GaNAs/AlGaAs quantum structure s olar cells on N concentration2015

    • 著者名/発表者名
      Martin Elborg, Takeshi Noda, Yoshiki Sakuma
    • 学会等名
      25th International Photovoltaic Science and Engineering Conference
    • 発表場所
      Busan Exhibition and Convention Center (BEXCO),Busan,South Korea
    • 年月日
      2015-11-15
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Droplet Epitaxy GaAs/AlGaAs Quantum Dot Embedded Solar Cells with Enh anced Sub-Band Gap Light Absorption2015

    • 著者名/発表者名
      Martin Elborg, Takeshi Noda, Takaaki Mano, Yoshiki Sakuma
    • 学会等名
      German MBE-Workshop 2015
    • 発表場所
      University of Paderborn,Padaborn,Germany
    • 年月日
      2015-09-21
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Probing carrier transport by surface excitation of GaNAs/GaAs quantum structure embedded solar cells with zero valance band offset2015

    • 著者名/発表者名
      Martin Elborg, Takeshi Noda, Yoshiki Sakuma
    • 学会等名
      European PV Solar Energy Conference
    • 発表場所
      Congress Centre Hamburg,Hamburg,Germany
    • 年月日
      2015-09-14
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Prospects for high efficiency Intermediate Band Solar Cells using dilute nitride III-V semiconductors2015

    • 著者名/発表者名
      M. Elborg, T. Noda, and Y. Sakuma
    • 学会等名
      International Seminar on Renewable Energy and Sustainable Development
    • 発表場所
      Royal University of Bhutan, Bhutan
    • 年月日
      2015-06-15
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] GaNAs quantum structures embedded in GaAs p-i-n for Intermediate Band Solar Cell with zero valance band offset2015

    • 著者名/発表者名
      M. Elborg, T. Noda, and L. Han
    • 学会等名
      Japanese Society of Applied Physics Spring Meeting
    • 発表場所
      Shonan Campus, Tokai University, Kanagawa
    • 年月日
      2015-03-11 – 2015-03-14
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Open-circuit voltage recovery in dilute-N GaAs/AlGaAs quantum structure solar cells2015

    • 著者名/発表者名
      M. Elborg, T. Noda, Y. Sakuma
    • 学会等名
      MANA International Symposium 2015
    • 発表場所
      International Congress Center EPOCHAL TSUKUBA Ibaraki
    • 年月日
      2015-03-10 – 2015-03-13
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] GaNAs/AlGaAs quantum structures with close to-ideal transition energies for super high efficiency solar cells2015

    • 著者名/発表者名
      M. Elborg, T. Noda, T. Mano, K. Sakoda, and L. Han
    • 学会等名
      ICYS Workshop 2015
    • 発表場所
      Hotel Grandeco, Kitashiobara-mura, Fukushima
    • 年月日
      2015-01-21 – 2015-01-23
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] GaNAs/GaAs quantum well intermediate band solar cell with zero valance band offset2014

    • 著者名/発表者名
      M. Elborg, T. Noda, T. Mano, K. Sakoda and L. Han
    • 学会等名
      6th World Conference on Photovoltaic Energy Conversion, Kyoto
    • 発表場所
      Kyoto International Conference Center, Kyoto
    • 年月日
      2014-11-24 – 2014-11-27
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Characterization and Solar Cell Application of GaSb/AlGaAs Quantum Dots2014

    • 著者名/発表者名
      M. Elborg, T. Noda, A. Bowman, T. Kawazu, T. Mano, L. Han, and H. Sakaki
    • 学会等名
      6th World Conference on Photovoltaic Energy Conversion, Kyoto
    • 発表場所
      Kyoto International Conference Center, Kyoto
    • 年月日
      2014-11-24 – 2014-11-27
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Analysis of voltage dependence of two-step photocurrent generation in GaAs/AlGaAs quantum dot solar cells using rate equations2014

    • 著者名/発表者名
      M. Elborg, T. Noda, T. Mano, K. Sakoda and L. Han
    • 学会等名
      Japanese Society of Applied Physics Fall Meeting
    • 発表場所
      北海道大学札幌キャンパス 北海道
    • 年月日
      2014-09-17 – 2014-09-20
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書

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公開日: 2014-04-04   更新日: 2018-03-22  

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