低コスト超高効率化合物半導体／シリコンハイブリッドタンデム太陽電池の開発

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23760303
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 電子デバイス・電子機器
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 田辺 克明 東京大学, ナノ量子情報エレクトロニクス研究機構, 特任准教授 (60548650)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• キーワード: 太陽電池 / 化合物半導体 / シリコン / ウェハ貼り合わせ

研究概要

世界初となるオーミックな電気特性を持つGaAs/Si貼り合わせ接合を得ることに成功した。この高光透過性かつ高導電性のヘテロ接合は、今後様々な新規高性能化合物半導体/Siハイブリッド光電子デバイスへの利用が期待される。得られたヘテロ接合を用い、世界初の貼り合わせによる化合物半導体/Siハイブリッド多接合太陽電池となる、AlGaAs/Si二端子二接合太陽電池の作製に成功した。作製した二接合太陽電池は、1 sun (100 mW/cm2) 下において25%という、初期データとして高い発電効率を示し、超高効率格子不整合多接合太陽電池の実現への我々の手法の妥当性が見られる。

研究成果

• [雑誌論文] Flexible thin-film InAs/GaAs quantum dot solar cells (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Tanabe, K. Watanabe and Y. Arakawa
  • 雑誌名: Applied Physics Letters 100 巻: 19 ページ: 192102
  • 査読あり
• [雑誌論文] III-V/Si hybrid photonic devices by direct fusion bonding (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Tanabe, K. Watanabe and Y. Arakawa
  • 雑誌名: Scientific Reports 2 巻: 349
  • 査読あり
• [学会発表] III-V/Si hybrid quantum dot lasers and multijunction solar cells by direct fusion bonding (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Tanabe and Y. Arakawa
  • 学会等名: 41st International Symposium on Compound Semiconductors (ISCS)
  • 発表場所: Montpellier, France(Tu-A3-3)
  • 年月日: 20140500
• [学会発表] Development of high-performance, versatile quantum dot solar cells (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Tanabe and Y. Arakawa
  • 学会等名: 2014 KIST-IMCM International Symposium for Spectrum Conversion Technology and Applications
  • 発表場所: Seoul, South Korea(IL01)
  • 年月日: 2014-05-08
  • 招待講演
• [学会発表] Towards quantum dot solar cell industrialization : High efficiency cells and flexible thin film cells (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Tanabe and Y. Arakawa
  • 学会等名: Energy Materials Nanotechnology (EMN) Fall Meeting
  • 発表場所: Orlando, USA( C25)
  • 年月日: 2013-12-10
  • 招待講演
• [学会発表] III-V solar cells with quantum dots and wafer bonding (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Tanabe and Y. Arakawa
  • 学会等名: Global Photovoltaic Conference 2013/8th Aseanian Conference on Dye-Sensitized and Organic Solar Cells (DSC-OPV8)
  • 発表場所: Busan, South Korea(GAS-I-29
  • 年月日: 2013-11-25
  • 招待講演
• [学会発表] Thin-film InAs/GaAs quantum dot solar cells layer-transferred onto Si substrates and flexible plastic films (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Tanabe, K. Watanabe and Y. Arakawa
  • 学会等名: 38th IEEE Photovoltaic Specialists Conference (PVSC)
  • 発表場所: Austin, USA(37)
  • 年月日: 2012-06-04
• [学会発表] フレキシブル薄膜InAs/GaAs量子ドット太陽電池 (2012)
  • 著者名/発表者名: 田辺克明,渡邉克之,荒川泰彦
  • 学会等名: 第59回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 東京( 18a-C1-9)
  • 年月日: 2012-03-18
• [図書] 量子ドット太陽電池研究の展開",応用物理, 7月号 (2012)
  • 著者名/発表者名: 荒川泰彦,野澤朋宏,田辺克明
  • 総ページ数: 585-588
  • 出版者: 応用物理学会