| 研究課題/領域番号 |
16H04648
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
エネルギー学
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| 研究機関 | 宮崎大学 |
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研究代表者 |
福山 敦彦 宮崎大学, 工学部, 教授 (10264368)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2021-03-31
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| キーワード | 非発光再結合過程 / 超高効率量子ナノ太陽電池 / 非破壊且つ非接触評価技術 / レーザーヘテロダイン検出 |
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| 研究成果の概要 |
GaAs歪緩和層を挿入したSL構造を含む太陽電池サンプルのPLおよびPPT信号の温度解析を行った。SL内量子準位間の電子遷移に伴う発光および非発光再結合信号によるピークが明確に観測されたことから、量子準位に光励起されたキャリアについて4つの緩和過程を考慮したモデルを構築してフィッティングした。その結果、電子と正孔共にトンネリング過程によって量子井戸外へ脱出しやすくなり、結果的にキャリア回収効率が大きく向上することが分かった。
光ヘテロダイン光熱変換法を構築してn-Siの表面変位量を測定した。これは熱拡散方程式に境界条件と励起光の光吸収を考慮した差分法による理論計算とよく一致した。
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| 自由記述の分野 |
半導体物性工学
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
量子ナノ太陽電池で十分な変換効率が得られていない理由は光吸収層に挿入する量子井戸や量子ドット、超格子構造の物性評価が不十分なためである。これら量子ナノ構造はLEDやLDなど発光デバイスに既に実装されているが、注入キャリアの発光再結合のみに注目したものである。一方、太陽電池では量子ナノ構造内に発生した光励起キャリアの再結合を抑制しつつ数十層もの量子ナノ構造中を輸送させるという非常に複雑なデバイス動作が必要であり、得られた成果は学術的にも非常に興味深い。また、非発光再結合に伴う表面変位量を非接触且つサブナノオーダーで高感度検出できる手法の確立は、様々な学術分野に応用できるポテンシャルを持つ。
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