有機金属気相選択成長法による化合物半導体ナノワイヤの太陽電池応用

有机金属气相选择性生长法化合物半导体纳米线太阳能电池应用

• 批准号: 11J01867
• 负责人: 吉村 正利
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2011
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2011 至 2013
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11J01867/
• 关键词: ナノワイヤ; 化合物半導体; 有機金属気相選択成長; 太陽電池

我々は昨年度、ITO/p-InPナノワイヤヘテロ接合太陽電池の提案及び作製に成功し、短絡電流密度24.8mA/cm2、開放電圧0.44V、FF0.68で、発電効率7.4%を達成した。今年度はこのヘテロ接合ナノワイヤ太陽電池の詳細な特性評価及び結晶構造の解析を行った。ソーラーシミュレータを用いて測定したAM1.5G下での電流―電圧特性のカーブフィッティングを行い、直列抵抗が0.21Ω・cm^2、並列抵抗が690Ω・cm^2、ダイオード因子が1.6であり、良好な整流特性を有していることが判明した。しかし、逆飽和電流密度は0.61μA/cm^2と高く、開放電圧の低下に関係していると考えられる。積分球を用いて測定した実効反射率は6.2%と低く、本構造がナノワイヤアレイの構造的特長を有していることを示している。内部量子効率は波長域350nm-750nmで80%以上であり、波長490nmにおいては94.2%と優れた値を達成した。波長550nm以下においては現行最高効率のInP膜型太陽電池よりも高く、本構造のポテンシャルの高さがうかがえる。p型InP上に透明電極であるITOをrfスパッタリングで堆積すると、p型InP最表面にキャリア濃度が約10^<19>のn+型反転層が形成されることが知られている。本構造も同様の手法で作製しており、最表面にn^+型反転層が形成し、埋込型ホモ接合がナノワイヤ先端部に形成されたと考えられる。それにより、短波長光により浅い所で生成される光励起キャリアが直ちに効果的に分離され、高い内部量子効率が得られたと考えられる。表面再結合を抑制する窓層やパッシベーション層などを導入することなく短波長側の量子効率を改善できたのは特筆すべき点である。これらの結果から、透明導電膜とのヘテロ接合ナノワイヤ太陽電池の有用性を実証することができた。

去年，我们成功提出和生产ITO/P-INP纳米线杂点太阳能成本，在短尾电流密度为24.8mA/cm2，开放电压0.44V和FF0.68的短尾电流密度下，发电效率的7.4％占发电效率的7.4％ 。今年，我们对异性丝太阳能电池进行了详细评估，并分析了晶体结构。使用太阳能模拟器-A曲线拟合的电流低于1.5g，在线电阻为0.21Ω・CM^2，平行电阻为690Ω・CM^2，二极管因子为1.6事实证明，它具有纠正的特征。但是，反向饱和电流密度在0.61μa/cm^2时高，被认为与开放电压的降低有关。使用集成球测量的有效反射率低至6.2％，表明该结构具有纳米线光线的结构特征。在350 nm-750 nm的波长范围内，内部量子效率为80％或更高，波长为490 nm，可实现94.2％的出色值。在550 nm或以下的波长下，它高于当前最高INP膜太阳能电池，表明该结构的潜力。众所周知，如果ITO是P型INP上透明电极的ITO，则用RF溅射沉积，则将在P-上形成载体浓度约为10^<19>的N+类型倒置层。键入INP表面。该结构也以类似的方法制成，并且认为在表面上形成了N^+类型的倒置层，并在纳米线的尖端形成了嵌入式的同金连接。结果，认为立即分离在浅处的光波长灯，并获得了高量子效率。值得注意的是，在不引入窗户层或被动层抑制表面复兴的情况下，可以提高短波长度的量子效率。这些结果表明，异性纳米线太阳能电池对透明导电膜的有用性。

项目成果

ITO/p-InPヘテロ接合ナノワイヤアレイ太陽電池

ITO/p-InP异质结纳米线阵列太阳能电池

• 发表时间: 2012
• 作者: T. Fukui;M. Yoshimura;et al.;中野雄史;Masatoshi Yoshimura;Masatoshi Yoshimura;吉村 正利
• 通讯作者: 吉村 正利

ITO/p-InP Hetero-Junction NW-Array Solar Cells

ITO/p-InP 异质结纳米线阵列太阳能电池

• 发表时间: 2013
• 作者: T. Fukui;M. Yoshimura;et al.;中野雄史;Masatoshi Yoshimura;Masatoshi Yoshimura
• 通讯作者: Masatoshi Yoshimura

Fabrication of InP Nanowire Array Solar Cells using Selective-Area Metal-Organic Vapor Phase Epitaxy

采用选择性区域金属有机气相外延法制造 InP 纳米线阵列太阳能电池

• 发表时间: 2011
• 作者: T. Fukui;M. Yoshimura;et al.;中野雄史;Masatoshi Yoshimura;Masatoshi Yoshimura;吉村 正利;佃 麻美;吉村正利
• 通讯作者: 吉村正利

Position-Controlled III-V Compound Semiconductor Nanowire Solar Cells by Selective-Area Metal-Organic Vapor Phase Epitaxy

• DOI: 10.1007/s13280-012-0266-5
• 发表时间: 2012-03-01
• 期刊: AMBIO
• 影响因子: 6.5
• 作者: Fukui, Takashi;Yoshimura, Masatoshi;Tomioka, Katsuhiro
• 通讯作者: Tomioka, Katsuhiro

ITO/p-InP Heterojunction NW-Array Solar Cells

ITO/p-InP 异质结纳米线阵列太阳能电池

• 发表时间: 2013
• 作者: T. Fukui;M. Yoshimura;et al.;中野雄史;Masatoshi Yoshimura
• 通讯作者: Masatoshi Yoshimura