非発光再結合検出による多接合型太陽電池の熱エネルギー損失断面プロファイル測定

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 22360412
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: エネルギー学
• 研究機関: 宮崎大学
• 研究代表者: 福山 敦彦 宮崎大学, 工学部, 准教授 (10264368)
• 研究期間 (年度): 2010-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: 多接合太陽電池 / 量子井戸太陽電池 / 熱エネルギー損失 / 非発光再結合 / 圧電素子光熱変換分光法

研究概要

光熱変換法の信号発生原理を応用し、発生した熱の拡散長を制御することで多接合構造太陽電池の変換効率低下の原因となる熱エネルギー損失、つまりキャリアの再結合損失の深さ方向断面プロファイルを測定する新たな評価手法を開発した。断続周波数を変化させた光熱変換スペクトル測定を、量子井戸構造を挿入した太陽電池構造材料へ適用したところ、発生した熱波が検出器まで到達しない高周波数領域においても量子井戸起因の信号を検出した。つまり室温付近では量子井戸からの熱脱出割合が高く、キャリアを効率良く取り出せていることを初めて実験的に示した。

研究成果

• [雑誌論文] ffect of internal electric field on non-radiative carrier recombination in strain-balanced InGaAs/GaAsP multiple quantum well solar cells (2013)
  • 著者名/発表者名: A. Fukuyama, T. Aihara, Y. Yokoyama, M. Kojima, H. Fujii, H. Suzuki, M. Sugiyama, Y. Nakano, and T. Ikari
  • 雑誌名: Physica Status Solidi A 巻: 221 ページ: 444
  • 査読あり
• [雑誌論文] Non-Radiative Carrier Recombination and Carrier Transport Properties in the Multiple Quantum Well Solar Cell (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Sugimoto, T. Aihara, H. Fujii, M. Sugiyama, Y. Nakano, A. Fukuyama, and T. Ikari
  • 雑誌名: Proceedings of Symposium on Ultrasonic Electronics 巻: 34 ページ: 405
  • 査読あり
• [雑誌論文] Non-radiative carrier recombination mechanism in the InGaAs/GaAsP strain-balanced quantum well solar cells with different number of stacks by using a piezoelectric photothermal method (2012)
  • 著者名/発表者名: A. Fukuyama, Y. Nakano, T. Aihara, H. Fujii, M. Sugiyama, Y. Nakano and T. Ikari
  • 雑誌名: AIP Conference Proceedings 巻: 1477 ページ: 185
  • 査読あり
• [雑誌論文] Investigation of the photovoltaic performance of the polycrystalline silicon p-n junction by a photothermal measurement (2012)
  • 著者名/発表者名: A. Fukuyama, D. Ishibashi, Y. Sato, K. Sakai, H. Suzuki, K. Nishioka and T. Ikari
  • 雑誌名: J. Non-Cryst. Solids 巻: 358 ページ: 2206
  • 査読あり
• [学会発表] PR法を用いたInGaAs/GaAsP 超格子構造太陽電池におけるミニバンド形成過程の研究 (2013)
  • 著者名/発表者名: 倉留弘憲, 横山裕樹, 小島慶也, 相原健人, 鈴木秀俊, 福山敦彦, 碇哲雄, K.Toprasertpong, 杉山正和, 中野義明
  • 学会等名: 平成25年度応用物理学会九州支部学術講演会
  • 発表場所: 長崎大学工学部(長崎)
  • 年月日: 20131129-30
• [学会発表] 量子井戸太陽電池におけるキャリアの非発光再結合損失および輸送特性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 杉本泰士, 相原健人, 藤井宏昌, 杉山正和, 中野義昭, 福山敦彦, 碇哲雄
  • 学会等名: 第34回超音波 エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム
  • 発表場所: 同志社大学室町キャンパス(京都府)
  • 年月日: 20131120-22
• [学会発表] Non-radiative carrier recombination rate in multiple quantum well solar cells determined by using a photothermal and a surface photovoltage spectroscopies (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Ikari, Y. Yokoyama, M. Kojima, A. Taketo, M. Sugiyama, Y. Nakano, and A. Fukuyama
  • 学会等名: 28th European PV Solar Energy Conference and Exhibition
  • 発表場所: in Paris, France
  • 年月日: 20130930-1004
• [学会発表] Study of Exciton Formation and Lifetime in InGaAs/GaAsP Quantum Well and Superlattice Solar Cells by Using a Piezoelectric Photothermal Spectroscopy (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Yokoyama, T. Aihara, M. Kojima, H. Suzuki, A. Fukuyama, Y. Wang, M. Sugiyama, Y. Nakano, and T. Ikari
  • 学会等名: 2013 JSAP-MRS Joint Symposia
  • 発表場所: 同志社大学京田辺キャンパス(京都府)
  • 年月日: 20130916-20
• [学会発表] Investigation of Mini-band formation in Strain-Balanced InGaAs/GaAsP Superlattice Solar Cells by Using a Photoreflectance Method (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Aihara, Y. Yokoyama, M. Kojima, H. Suzuki , A. Fukuyama, Y. Wang, M. Sugiyama, Y. Nakano , and T. Ikari
  • 学会等名: 第32回電子材料シンポジウム
  • 発表場所: ラフォーレ琵琶湖(滋賀県)
  • 年月日: 20130710-12
• [学会発表] Estimation of Mini-band in Strain-Balanced InGaAs/GaAsP Quantum Well Solar Cells by Using a Piezoelectric Photothermal Method (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Aihara, Y. Yokoyama, M. Kojima, H. Suzuki, A. Fukuyama, Y. Wang, M. Sugiyama, Y. Nakano, and T. Ikari
  • 学会等名: The 39th IEEE Photovoltaic Specialists Conference
  • 発表場所: in Tampa, USA
  • 年月日: 20130616-21
• [学会発表] Effect of internal electric field on Non-Radiative Carrier Recombination in the Strain-Balanced InGaAs/GaAsP Multiple Quantum Well Solar Cells (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Yokoyama, M. Kojima, A. Taketo, H. Suzuki, A. Fukuyama, H. Fujii, M. Sugiyama, Y. Nakano and T. Ikari
  • 学会等名: The European Materials Research Society Spring Meeting 2013
  • 発表場所: in Strasbourg, France
  • 年月日: 20130528-31
• [学会発表] Exciton lifetime and Stark Ladder Transition in InGaAs/GaAsP Strain-Balanced Superlattice Solar Cells (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Aihara, M. Kojima, Y. Yokoyama, H. Suzuki, A. Fukuyama, Y. Wang, M. Sugiyama, Y. Nakano and T. Ikari
  • 学会等名: The European Materials Research Society Spring Meeting 2013
  • 発表場所: in Strasbourg, France
  • 年月日: 20130528-31
• [学会発表] Estimation of miniband in InGaAs/GaAsP strain-balanced sperlattice solar cell by using piezoelectric photothermal technique (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Yokoyama, M. Kojima, T. Aihara, Y. Wang, A. Fukuyama, M. Sugiyama, Y. Nakano, and T. Ikari
  • 学会等名: 9th International Conf. on Concentrating Photovoltaic Systems
  • 発表場所: Miyazaki Seagaia, Japan
  • 年月日: 20130415-17
• [学会発表] Non-radiative carrier recombination in InGaAs/GaAsP strain-balanced superlattice solar cell (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Aihara, Y. Nakano, A. Fukuyama, Y. Wang, M. Sugiyama, Y. Nakano, and T. Ikari
  • 学会等名: American Vacuum Society 59th Int. Symposium & Exhibition
  • 発表場所: in Tampa, USA
  • 年月日: 20121028-1102
• [学会発表] Piezoelectric photothermal spectra and carrier nonradiative recombination in InGaAs/GaAsP superlattice structured solar cells (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Ikari, T. Aihara, Y. Nakano, Y. Wang, M. Sugiyama, Y. Nakano, and A. Fukuyama
  • 学会等名: American Vacuum Society 59th Int. Symposium & Exhibitionin
  • 発表場所: in Tampa, USA
  • 年月日: 20121028-1102
• [学会発表] Non-radiative carrier recombination in InGaAs/GaAsP strain-balanced superlattice solar cell (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Aihara, Y. Nakano, A. Fukuyama, Y. Wang, M. Sugiyama, Y. Nakano, and T. Ikari
  • 学会等名: 8th International Conf. on Concentrating Photovoltaic Systems
  • 発表場所: in Toledo, Spain
  • 年月日: 20120416-18
• [学会発表] Non-radiative carrier recombination mechanism in the InGaAs/GaAsP strain-balanced quantum well solar cells with different number of stacks by using a piezoelectric photothermal method (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Nakano, T. Aihara, H. Fujii, A. Fukuyama, M. Sugiyama, Y. Nakano, and T. Ikari
  • 学会等名: 8th International Conf. on Concentrating Photovoltaic Systems
  • 発表場所: in Toledo, Spain
  • 年月日: 20120416-18