新量子・ナノ構造と太陽電池応用に関する研究

新型量子/纳米结构及太阳能电池应用研究

基本信息

批准号：
03F00719
负责人：
山口真史
金额：
$ 0.77万
依托单位：
Toyota Technological Institute
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2004
项目状态：
已结题

项目摘要

格子不整合系のn+/p- InGaPの放射線耐佳に関する研究を行い、量子効率の計算モデルを用いて両接合面のキャリア密度を求めた。その結果、低ドープInGaPよりも高ドープInGaPの方が急速にキャリア消失が進むことが明らかになった。本研究から得られた成果は、宇宙用の耐放射線性高効率太陽電池を開発する上できわめて重要である。また、今後の展開として、急速なキャリア消失機構を理解することが必要であり、両接合面のキャリア密度を求める実験技術はIII-V族太陽電池の研究に新しい扉を開くものである。さらに現在は集光型III-V族太陽電池の発電量計算モデルを開発中である。計算モデルは集光型太陽光発電システムにおける各パラメーターを、太陽電池のデバイス物理と、モジュールに入射した太陽光スペクトルの正確な予測値からシミュレートすることが出来る。この計算モデルは他の研究所からも注目され、米国および英国の研究者達との共同研究が始まった。計算モデルの完成は2004年夏を予定しているが、すでにIII-V族多接合太陽電池のスペクトルミスマッチに関する興味深い結果が得られている。新量子ナノ構造高効率太陽電池を検討し、米国の研究者と協力関係を築いている。光起電力効果と光学冷却を組み合わせ、Shockley-Queisser限界を超える新しいデバイスを提案した。さらに計算モデルを改良して、より広範囲なパラメーターを用いることで、本デバイスの限界効率を計算可能とした。歪バランスGaAsP/InGaAs多重量子井戸構造の多接合太陽電池への適用を検討した。その結果、多接合太陽電池の効率向上のためには、曲線因子の改善が重要であることが分かった。今後は、多重量子井戸構造を用いた1.4eVおよび1.0Vサブセル構築の必要条件について検討を行う。

我们对晶格不匹配的系统中N+/P-INGAP的辐射抗性进行了研究，并使用了量子效率计算模型来确定两个连接表面的载体密度。结果，发现与低掺杂的ingap相比，载体消失的进展速度更快。从这项研究中获得的结果对于开发高效的太阳能电池以供太空使用。此外，作为未来的发展，有必要了解快速载体消失机制，并且确定两个连接的载体密度的实验技术将为研究组III-V太阳能电池打开新的门。此外，我们目前正在开发一个模型，用于计算光浓缩III-V太阳能电池的发电量。计算模型允许从太阳能电池的设备物理和太阳能光谱的准确预测值模拟集中的太阳能发电系统中的每个参数。该计算模型还引起了其他实验室的关注，与美国和英国的研究人员合作开始了。计算模型计划在2004年夏季完成，并且有关III-V组多开关太阳能电池的光谱不匹配已经获得了有趣的结果。我们正在考虑新的量子纳米结构高效率太阳能电池，并正在与美国研究人员建立协作关系。提出了一种新设备，将光伏效应与光冷却相结合，以超过冲击式赛车的极限。此外，已经改进了计算模型，以使用更广泛的参数范围来计算该设备的限制效率。我们研究了应变平衡的GAASP/INGAAS多个量子井结构在多个连接太阳能电池中的应用。结果，发现改善曲线因子对于提高多结太阳能电池的效率很重要。将来，我们将考虑使用多个量子井结构构建1.4EV和1.0V子细胞的必要条件。