量子ドット超格子太陽電池におけるホットキャリアダイナミクスの解明

2018 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 17K14659
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 電子・電気材料工学
• 研究機関: 神戸大学
• 研究代表者: 原田 幸弘 神戸大学, 工学研究科, 助教 (10554355)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: ホットキャリア / 太陽電池 / 量子ドット超格子

研究成果の概要

1次元状態密度を有するInAs/GaAs量子ドット超格子を光吸収層、GaAsホスト結晶をエネルギー選択バリアとして利用するInAs/GaAs量子ドット超格子太陽電池において、GaAsのバンドギャップエネルギーよりも低エネルギーの入射光を用いてホットキャリア電流の取り出しを実証した。また、InAs/GaAs量子ドット超格子では1000 Kを超えるキャリア温度のホットキャリアが生成されることを、開放電圧と短絡電流密度の励起フォトン密度依存性から明らかにした。

自由記述の分野

電気電子材料

研究成果の学術的意義や社会的意義

量子井戸構造をホットキャリア吸収層とする研究がアメリカやフランスなどで進められてきているが、量子井戸における2次元状態密度よりも量子細線や量子ドット超格子における1次元状態密度の方が高いホットキャリア温度が達成可能である。InAs/GaAs量子ドット超格子においてホットキャリア電流の取り出しを実証した本研究成果は、1次元状態密度を利用したホットキャリア型太陽電池動作の実証に向けた重要な知見となる。