新規な窒化インジウム系高効率太陽電池の設計および製作

新型氮化铟基高效太阳能电池的设计与制造

• 批准号: 09F09075
• 负责人: 山本 あき勇 (2011)
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: University of Fukui
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2009
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2009 至 2011
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-09F09075/
• 关键词: タンデム太陽電池; InGaN; Si(111); MOVPE; ヘテロ界面; Si; シミュレーション; 接合深さ; 表面再結合速度; 電流マッチング; InN; 太陽電池; 変換効率

本研究は、InGaN/Siタンデム太陽電池において、(1)2接合タンデム太陽電池としてほぼ最適の禁止帯幅の組み合わせが実現できること、(2)通常のタンデム太陽電池において技術的に最も作製困難とされているトンネル接合の作製が不要である、などの特徴が存在することに着目して、InGaN/Siタンデム太陽電池実現のための基礎技術を開発することを目的としている。今年度は、Si(111)基板上へのInGaNのMOVPE成長を検討し、InGaN/Siタンデム太陽電池の実現について検討した。得られた結果は以下のとおりである。(i)Si(111)基板上へのInGaN(In組成～0.5)のMOVPE成長: 成長条件の最適化等により、Si(111)基板上においてIn組成0～1の全組成範囲のInGaN膜の成長条件を確立した。(ii)p-Si/n-InGaN界面の電気的特性の評価:両者間の電流電圧特性を評価し、界面にオーム性接触が形成されていること、ならびに両者間の抵抗がInGaN膜のIn組成の増加とともに顕著に減少することを明らかにした。(iii)Si(111)基板へのpn接合形成およびpn接合形成したSi(111)基板上へのInGaN膜のMOVPE成長: n-Si基板へのBイオン注入によりn-Si基板表面層に接合深さ約0.3μmのpn接合層を形成した。続いて、その表面にAlNバッファ層を用いてInGaNのMOVPE成長を行った結果、未イオン注入基板上InGaN膜の結晶性と遜色のない高品質InGaN膜が形成できることを明らかにした。(v)InGaN/Siタンデム太陽電池の作製: 上記の成果を基に、InGaN/Siタンデム太陽電池の作製を試みたが、InGaN膜の高抵抗化のために、タンデム太陽電池を実現するまでには至らなかった。

This study は, InGaN/Si タ ン デ ム solar cell に お い て, 2 (1) joint タ ン デ ム solar cell と し て ほ ぼ optimum の ban 帯 の group picture み close わ せ が be presently で き る こ と, (2) usually の タ ン デ ム solar cell に お い に て technology most difficult the も cropping と さ れ て い る ト ン ネ ル joint の cropping が don't で あ る, な ど の Special 徴 が exist す る こ と に with mesh し て, InGaN/Si タ ン デ ム solar cell be presently の た め の foundation technology を open 発 す る こ と を purpose と し て い る. Our は, Si (111) substrate へ の InGaN の MOVPE growth を beg し 検, InGaN/Si タ ン デ ム solar cell の be presently に つ い て beg し 検 た. The result is られた. The following is とお とお である である. (i) Growth of へ <s:1> InGaN(In composition ~ 0.5) <s:1> MOVPE on Si(111) substrate: optimization of growth conditions <s:1> によ, on Si(111) substrate にお て てIn composition 0 ~ 1 <s:1> full composition range 囲 growth conditions of InGaN film を establishment of た. (ii) p - Si/n - InGaN interfacial characteristics of の electric 気 の review 価 : who struck between の current electricity 圧 characteristic を review 価 し, interface に オ ー ム sexual contact が form さ れ て い る こ と, な ら び に struck is の resistance between が の InGaN membrane composition の raised In add と と も に 顕 the に reduce す る こ と を Ming ら か に し た. (iii) Si (111) substrate へ の pn junction formation お よ び pn junction formation し た Si (111) substrate へ の InGaN membrane の MOVPE growth: n - Si substrate へ の B イ オ ン injection に よ り n - Si substrate surface に joint deep さ about 0.3 microns の を pn junction layer formed し た. 続 い て, そ の surface に AlN バ ッ フ を ァ layer with い て InGaN の MOVPE growth line を っ た results, not イ オ ン injection substrate InGaN membrane の crystalline と inferior の な い が InGaN membranes to form high quality で き る こ と を Ming ら か に し た. (v) InGaN/Si タ ン デ ム solar cell: the の cropping written の results を に, InGaN/Si タ ン デ ム を try the solar battery の cropping み た が, InGaN membrane の high resistance の た め に, タ ン デ ム solar cell を be presently す る ま で に は to ら な か っ た.

项目成果

DC and RF Performance of In_<0.1>Ga_<0.9>N/InN High Electron Mobility Transistor

In_<0.1>Ga_<0.9>N/InN高电子迁移率晶体管的直流和射频性能

• 发表时间: 2010
• 作者: Takuro Niidome;Atsushi Shiotani;Takeshi Mori;Yoshiki Katayama;A.G.Bhuiyan
• 通讯作者: A.G.Bhuiyan

AlInN/InN metal oxide semiconductor field effect transistor

AlInN/InN金属氧化物半导体场效应晶体管

• 发表时间: 2010
• 期刊: Physica Status Solidi (c)
• 作者: 新留琢郎;塩谷淳;ピスワンダークロン;新留康郎;片山佳樹;Md.Sherajul Islam
• 通讯作者: Md.Sherajul Islam

MOVPE Growth of InGaN on Si (111) Substrates With an Intermediate Range of In Content

中等 In 含量范围的 Si (111) 衬底上 MOVPE 生长 InGaN

• DOI: 10.1002/pssc.201100355
• 发表时间: 2012
• 期刊: phys.stat.sol.(c)
• 作者: A.G Bhuiyan;T.Esaki;A.Mihara;K Sugita;A.Hashimoto;A.Yamamoto;N.Watanabe;H.Yokoyama;N.Shigekawa
• 通讯作者: N.Shigekawa

AlInN/InN Metal Insulator Semiconductor Heterostructure Field Effect Transistor (MISHFET) with Extremely High 2DEG

具有极高 2DEG 的 AlInN/InN 金属绝缘体半导体异质结构场效应晶体管 (MISHFET)

• 发表时间: 2010
• 作者: Takuro Niidome;Atsushi Shiotani;Takeshi Mori;Yoshiki Katayama;A.G.Bhuiyan;A.G.Bhuiyan
• 通讯作者: A.G.Bhuiyan

2DEG properties in InGaN/InN/InGaN-based double channel HEMTs

InGaN/InN/InGaN 基双通道 HEMT 的 2DEG 特性

• DOI: 10.1002/pssc.200983608
• 发表时间: 2010
• 期刊: Phys. Status Solidi(C)
• 作者: Md. Tanvir Hasan;Md. Rejvi Kaysir;Md. Sheraju Islaml;Ashraful G. Bhuiyan;Md. Rafiqul Islam;A. Hashimoto and A. Yamamoto
• 通讯作者: A. Hashimoto and A. Yamamoto