| 研究課題/領域番号 |
20K05682
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
宮下 直也 東京大学, 先端科学技術研究センター, 特任講師 (20770788)
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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 | 希釈窒化物半導体 / III-V族化合物半導体 / 太陽電池 / マルチバンド材料 |
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| 研究実績の概要 |
本研究はマルチバンド材料であるGaInNAsに着目し中間バンドを介した2段階励起レート向上と再緩和抑制に向け検討を進めている。GaInNAsはInとNの添加量を制御することによってGaAs基板上への格子整合が可能な材料として知られているが、N組成の増加に伴い導入される結晶欠陥の抑制が課題となる。
本年度は、GaAs基板上に成長可能な歪み補償型GaInNAs/GaNAs系多重量子井戸構造を用いた太陽電池を作製し、成膜条件、構造の検討を実施した。
高分解X線回折測定により良好な周期構造とヘテロ界面の形成を確認した。また、GaAs基板に対して格子整合を維持されており、設計通りの歪み補償効果が実現できていることを確認した。また、多重量子井戸層の成長温度の最適化を行い、発電特性の改善を得た。さらにポストアニールを実施し、周期構造、光吸収端エネルギー、発電特性への変化を調べ、最適条件の検討を進めた。また、多重量子井戸構造の改善に向け、ヘテロ界面へのGaAsスペーサー層の挿入を検討した。成膜時、およびポストアニールに伴うIn等の構成元素の相互拡散の影響について調べ、構造の最適化を進めた。以上の最適化検討を行い、標準条件下において多重量子井戸層の量子効率の向上を得た。また、活性層における2段階励起特性評価のため、評価システムの設計および白色光源の導入を行った。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
試料の成膜手法は確立できており構造の最適化に向けた実験を再現性良く行うことができる。また、2段階励起特性評価に用いるための白色光源を導入し、測定評価を進められる状況である。以上のことから、達成度は概ね順調と判断する。
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| 今後の研究の推進方策 |
太陽電池構造の試作と2段階励起プロセスの評価に取り組む。また、2段階励起レート向上および再緩和抑制に向けGaInNAs系中間バンド構造の作製、検討を引き続き進める。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
2021年度に参加した学会・研究会がオンライン開催となったことから、当初計上していた旅費について次年度に繰り越すことにしたため。
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