量子ドット超格子太陽電池におけるホットキャリア型太陽電池動作の実証

2021 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 19K04469
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 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: 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): 2019-04-01 – 2022-03-31
• 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

本研究では、InAs/GaAs量子ドット超格子を内包する太陽電池において、幅広い励起波長域における高効率なホットキャリア電流取り出しを実現し、単接合型太陽電池の変換効率限界を突破するホットキャリア型太陽電池の学理の構築と高効率化技術の開発を目的とした。具体的な成果としては、InAs/GaAs量子ドット超格子太陽電池におけるホットキャリア電流取り出し過程と、変換効率向上への寄与が期待できるバンド内遷移特性を解明した。

自由記述の分野

半導体光物性

研究成果の学術的意義や社会的意義

現在広く普及している単接合型太陽電池は幅広い波長を有する太陽光スペクトルを有効に活用することが原理的に不可能なため、変換効率50%超の太陽電池の実現には新原理で動作する高効率太陽電池の開発が不可欠である。本研究では、ホットキャリア型太陽電池に着目し、InAs/GaAs量子ドット超格子からのホットキャリア電流取り出し過程を明らかにした。さらに、ホットキャリア型太陽電池の変換効率向上への寄与が期待できる、InAs/GaAs量子ドット超格子のバンド内遷移特性を解明した。