化合物半導体配列ナノ構造を基盤とする超接合光吸収体の創成と太陽電池応用

基于化合物半导体阵列纳米结构的超结光吸收体的研制及太阳能电池应用

• 批准号: 21656078
• 负责人: 佐藤 威友
• 金额: $ 1.98万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
• 财政年份: 2009
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2009 至 2010
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21656078/
• 关键词: 半導体ナノ構造; 光吸収率; 太陽電池; 多孔質構造

平成22年度は、n形インジウムリン(InP)ポーラス(多孔質)構造の内壁に白金(Pt)薄膜を形成する手法を開発し、InP配列ナノ構造を基盤とするPt/InPショットキー型光電変換素子の試作を行った。1.n形InP多孔質構造の孔内壁表面にPt薄膜を電解析出により形成する手法を開発した。真空蒸着法と比較してPt薄膜による孔内壁表面の被覆率が高く、Pt薄膜の厚さは時間により制御可能であることを明らかにした。特に電解析出電圧をパルス波形で印加することにより、膜厚の緻密な制御が可能であり、孔径600nmで深さ4μmからなる多孔質構造の内壁に厚さ20nmの均一なPt薄膜の形成に成功した。2.作製したPt/InP多孔質構造の光反射率特性を明らかにした。入射光200nm-1100nmの波長領域における光反射率は5%以下であり、平坦なInP基板と比較して表面反射が10分の1に低減されていることを明らかにした。3.作製したPt/InP多孔質構造の電気的特性を明らかにした。上部(Pt側)と下部(InP側)に電極を形成して測定した電流・電圧特性が整流性を示すことを明らかにし、Pt/InP多孔質構造の界面にショットキー障壁が形成されていることを確認した。また、光照射下では、光強度に応じて逆方向電流が増大することを明らかにした。この増加電流は、比較用に作製したPt/プレーナInP接合と比べて2～3桁大きい。これらの結果により、微細孔が周期的に配列した半導体多孔質構造は、内壁表面に適切な電位障壁を形成することで光キャリアを効率的に分離することが可能であり、太陽電池をはじめとする高効率光電変換素子への応用に有望であることが示された。

Pp.47-53 22 year は, n イ ン ジ ウ ム リ ン (InP) ポ ー ラ ス (porous) tectonic の wall に platinum (Pt) thin film を form す る gimmick を open 発 し, InP match column ナ ノ tectonic を base plate と す る Pt/InP シ ョ ッ ト キ ー type photoelectric variations in line element を の try son っ た. 1. The inner wall surface of the n-shaped InP porous structure has a にPt film を electrolyzed and precipitated によ, which forms a する technique を for development た た. Vacuum steaming the と comparison し て Pt film に よ る の hole wall surface coating rate high が く, Pt film の thick さ は time に よ り suppression may で あ る こ と を Ming ら か に し た. Special に precipitation electrolysis electric 圧 を パ ル ス waveform で す incas る こ と に よ り, film thickness の dense な suppression が may で あ り, aperture 600 nm で deep さ 4 microns か ら な る porous structure の wall に さ 20 nm thick の の な Pt film formation uniform に successful し た. 2. Fabricate た たPt/InP porous structure <s:1> light reflectance characteristics を bright ら に に た た た. Incident light is 200 nm to 1100 nm wavelength の field に お け る light reflectivity は below 5% で あ り, flat な InP substrate と compare し て surface reflection が 10 points decrease 1 に low の さ れ て い る こ と を Ming ら か に し た. 3. The characteristics of <s:1> electricity in the porous structure of たPt/InP are を Ming ら に に た た. Upper side (Pt) と lower side (InP) に を electrode form し て determination し た current, electricity 圧 characteristic が rectifier sex を shown す こ と を Ming ら か に し, Pt/InP porous structure の interface に シ ョ ッ ト キ ー barrier が form さ れ て い る こ と を confirm し た. ま た, under the light irradiation で は, light intensity に 応 じ て in reverse current が raised large す る こ と を Ming ら か に し た. <s:1> the current is increased by <s:1>, and the に is used to make the <s:1> たPt/プレ ナInP junction と is 2 to 3 times larger than the べて た に. こ れ ら の results に よ り, micro hole が cycle に match column し た semiconductor は porous structure, an adequate な に potential barrier を formation on the surface of the lining す る こ と で light キ ャ リ ア を sharper rate に separation す る こ と が may で あ り, solar battery を は じ め と す る high working rate photoelectric variations in grain son へ の 応 with に is expected to be で あ る こ と が shown さ れ た.

项目成果

電気化学的手法によるInP多孔質構造の形成と孔壁表面の機能化

电化学方法形成InP多孔结构及孔壁表面功能化

• 发表时间: 2010
• 作者: 岡崎拓行;佐藤威友
• 通讯作者: 佐藤威友

pn接合基板上に形成した畑多孔質構造の光応答特性

pn结衬底上形成的Hata多孔结构的光响应特性

• 发表时间: 2011
• 作者: 工藤智人;岡崎拓行;佐藤威友
• 通讯作者: 佐藤威友

pn接合基板上に形成した回多孔質構造の電気的評価

pn 结基板上形成的多孔结构的电学评估

• 发表时间: 2010
• 作者: 工藤智人;岡崎拓行;佐藤威友
• 通讯作者: 佐藤威友

InP多孔質構造の光吸収特性と光電変換

InP多孔结构的光吸收特性及光电转换

• 发表时间: 2010
• 作者: 佐藤威友;岡崎拓行
• 通讯作者: 岡崎拓行

High-Sensitive ISFETs based on InP Porous Structures

基于 InP 多孔结构的高灵敏度 ISFET

• 发表时间: 2010
• 作者: T.Sato;N.Yoshizawa
• 通讯作者: N.Yoshizawa