| 研究課題/領域番号 |
20K05075
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分26020:無機材料および物性関連
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| 研究機関 | 名古屋大学 |
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研究代表者 |
黒川 康良 名古屋大学, 工学研究科, 准教授 (00588527)
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| 研究分担者 |
加藤 慎也 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (10775844)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| キーワード | シリコン / 量子ドット / プラズマ / 太陽電池 / ベイズ最適化 |
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| 研究成果の概要 |
シリコン量子ドット(Si-QD)太陽電池の効率向上のため、水素プラズマ処理(HPT)による欠陥低減を試みた。HPTは６個のプロセスパラメータを有するため、ベイズ最適化(BO)を用いて効率的な最適化を試みた。BOにおけるSi-QD膜の高品質指標としては、光感度を採用した。その結果、BOプロセスを7回繰り返すことで光感度が22.7から347.2に向上した。最適化された条件で太陽電池構造を作製したところ、開放電圧と曲線因子はそれぞれ689mVと0.67を得た。これらの特性値は同様のデバイスの中でも最高値であり、BOとHPTを組み合わせたことで吸収層の大幅な性能向上を達成できた結果と考えられる。
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| 自由記述の分野 |
半導体工学
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
今回の研究にて、シリコン量子ドット太陽電池の開放電圧と曲線因子はそれぞれ689mVと0.67に達した。これらの特性値は同様のデバイスの中でも最高値であり、BOとHPTを組み合わせたことで吸収層の大幅な性能向上を達成できた結果と考えられる。本研究成果はプラズマプロセスへのベイズ最適化の有用性を示すとともにシリコン量子ドット太陽電池のポテンシャルも示した点で学術的には意義がある。シリコン量子ドットを用いた太陽電池は環境光にチューニングが容易にできることから、IoT用電源として用いることができ、IoTセンサネットワーク構築のための電源としても有望である。
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