Properties of 3-dimensional quantum dot superlattice and application to solar cells

3维量子点超晶格的特性及其在太阳能电池中的应用

基本信息

  • 批准号:
    22241035
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 30.37万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
  • 财政年份:
    2010
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2010 至 2012
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

We have studied the epitaxial growth and characteristics of InAs/GaAsSb type-II quantum dot (QD) superlattice and used it to fabricate an intermediate band (IB) solar cell, which is expected to exhibit a high efficiency. First, we have succeeded to observe a clear photocurrent production by 2-step photoabsorption process at room temperature owing to longer carrier lifetimes in type-II QDs. This effect has resulted in an improvement of short-circuit current and efficiency in IB solar cells. Second, we have studied the carrier dynamics in QD structures by ultra-fast optical spectroscopy and clarified the fundamental carrier relaxation process in direct Si-doped QDs. Third, we have studied the optical modes of emission from QD superlattice structure and showed that TM mode starts to increase in proportion to TE mode for a structure with sub-10nm spacing between QD layers indicating a clear formation of QD superlattice miniband, which is required for IB solar cells.
我们研究了InAs/GaAsSb II型量子点(QD)超晶格的外延生长和特性,并用它来制造中能带(IB)太阳能电池,该电池有望表现出高效率。首先,由于 II 型量子点具有更长的载流子寿命,我们在室温下通过两步光吸收过程成功观察到了清晰的光电流产生。这种效应提高了 IB 太阳能电池的短路电流和效率。其次,我们通过超快光谱研究了QD结构中的载流子动力学,并阐明了直接Si掺杂QD中的基本载流子弛豫过程。第三,我们研究了 QD 超晶格结构的光学发射模式,结果表明,对于 QD 层之间间距低于 10 nm 的结构,TM 模式开始与 TE 模式成比例增加,这表明 QD 超晶格微带的清晰形成,这是必需的用于IB太阳能电池。

项目成果

期刊论文数量(145)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
The effect of concentration on the performance of quantum dot intermediate-band solar cells
浓度对量子点中波段太阳能电池性能的影响
  • DOI:
    10.1063/1.4753822
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Yoshitaka Okada;Katsuhisa Yoshida;Yasushi Shoji;Akio Ogura;Pablo Garcia-Linares;Antonio Marti;and Antonio Luque
  • 通讯作者:
    and Antonio Luque
Carrier Dynamics in Intermediate States of InAs/ GaAs Quantum Dots Embedded in Photonic Cavity Structure (Extended Oral)
光子腔结构中嵌入的 InAs/ GaAs 量子点中间态的载流子动力学(扩展口头)
  • DOI:
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    T. Kita;T. Maeda and Y. Harada
  • 通讯作者:
    T. Maeda and Y. Harada
近接積層InAs/GaAs量子ドットの光物性
紧密堆叠的 InAs/GaAs 量子点的光学特性
  • DOI:
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    高橋章浩;喜多隆;他
  • 通讯作者:
Effects of Absorption Spectra Overlapping on Structure Design of Intermediate Band Solar Cells
吸收光谱重叠对中波段太阳能电池结构设计的影响
  • DOI:
  • 发表时间:
    2011
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    K. Yoshida;Y. Okada;and N. Sano
  • 通讯作者:
    and N. Sano
1.3-μm wavelength-tunable quantum dot optical frequency comb generator integrated with absorptive optical attenuator
集成吸收式光衰减器的1.3μm波长可调量子点光频梳发生器
  • DOI:
  • 发表时间:
    2011
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    N.Yamamoto;Y.Yoshioka;K.Akahane;T.Kawanishi;R.Katouf;H.Sotobayashi;H.Takai
  • 通讯作者:
    H.Takai
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OKADA Yoshikata其他文献

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