杉山研究室: 東京大学 先端科学技術研究センターEnglish

K. Toprasertpong，金ボラム，黄祥鴻，A. Delamarre, W. Yanwachirakul, H. Sodabanlu，渡辺健太郎，中野義昭，杉山正和

多接合太陽電池は異なるバンドギャップの材料を積み重ね，広い波長帯の光を無駄なく吸収することで，従来型太陽電池（変換効率 < 30%）よりも高い効率（ > 40%）を実現する．高効率化するには最適なバンドギャップを持ち，基板に格子整合する材料の組み合わせが必要である．Ge基板上の場合は0.7〜1.4 eVや1.5〜1.9 eVのバンドギャップ，Si基板上の場合は1.2〜2.0 eVのバンドギャップを持ち高品質な格子整合材料の開発が求められる．この条件を満たす材料として我々はInGaAs/GaAsP，GaAsP/GaAsPやInGaP/InGaP歪補償量子井戸を用いることで，基板と擬似的に格子整合しながらバンドギャップの調整を可能にし，さらに量子井戸の高い発光効率に由来する高い開放電圧も期待される．デバイスモデリング・電気特性シミュレーションによる量子井戸構造の設計から，有機金属気相成長法による太陽電池の薄膜結晶成長・デバイス評価まで行うことで，量子井戸の結晶成長の課題と光キャリア回収の課題を克服し，高効率多接合太陽電池の実現を目指している．