Multi-band solar cell using strain-balanced quantum well of nitride semiconductors

使用氮化物半导体应变平衡量子阱的多波段太阳能电池

• 批准号: 23686048
• 负责人: SUGIYAMA Masakazu
• 金额: $ 17.89万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
• 财政年份: 2011
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2011-04-01 至 2014-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-23686048/
• 关键词: 量子井戸; 歪み補償; 太陽電池; サブバンド間吸収; III-V化合物半導体; 超格子; in situ観察; 窒化物半導体; 2段階光電変換

Aiming at the photocurrent generation on the basis of two-step photon absorption, which is a promising way of over 50% efficiency, quantum well structure was employed and its potential as a 3-level light absorbing medium. First, InGaAs/GaAsP strain-balanced quantum wells were investigated and a superlattice structure with the barriers thinner than 3 nm exhibited the photocurrent generation via 2-step photon absorption, probably due to extended carrier lifetime in the quantum confinement state owing to efficient carrier separation by tunneling transport.Next, the strain-balanced stacking technology for InGaN/AlN system was established. This material system is ideal for a obtaining a large band offset which is required for the high efficiency by two-step photon absorption. The strain-balanced InGaN/AlN stack was superior to conventional InGaN/GaN in terms of crystal quality and photoluminescenc property. Finally, the carrier extraction from the nitride quantum wells was examined.

针对利用两步光子吸收产生光电流这一效率超过50%的有前途的方法，利用量子阱结构及其作为三能级光吸收介质的潜力。首先，研究了InGaAs/GaAsP的应变平衡量子阱，发现屏障厚度小于3 nm的超晶格结构通过两步光子吸收产生光电流，这可能是由于通过隧道输运有效分离载流子而延长了载流子在量子约束态的寿命。其次，建立了InGaN/AlN系统的应变平衡叠加技术。该材料体系是实现两步光子吸收高效率所需的大波段偏移的理想材料。应变平衡的InGaN/AlN堆叠在晶体质量和光致发光性能方面优于传统的InGaN/GaN。最后，对氮化物量子阱中载流子的提取进行了研究。

项目成果

MOVPE法によるInGaN/AlN多重量子井戸の結晶成長および評価

使用 MOVPE 方法进行 InGaN/AlN 多量子阱的晶体生长和评估

• 发表时间: 2011
• 作者: 穴澤風彦;ソダーバンルハッサネット;藤井克司;野義昭;杉山正和
• 通讯作者: 杉山正和

未開拓THz帯レーザ開発に向けたサブバンド間遷移に関する研究

子带间跃迁研究以开发未探索的太赫兹波段激光器

• 发表时间: 2013
• 作者: Yasushi Endo;Masaaki Fukushima;Kaoru Arai;Yutaka Shimada;Masahiro Yamaguchi;伊藤成顕,ソダーバンルーハッサネット,杉山正和,中野義昭
• 通讯作者: 伊藤成顕,ソダーバンルーハッサネット,杉山正和,中野義昭

Impact of accumulated stress on the quality of InGaN/AlN MQWs on GaN grown by MOVPE

累积应力对 MOVPE 生长 GaN 上 InGaN/AlN MQW 质量的影响

• 发表时间: 2012
• 作者: K. Anazawa;H. Sodabanlu;K. Fujii;Y. Nakano and M. Sugiyama
• 通讯作者: Y. Nakano and M. Sugiyama

Simulation of intersubband transition in GaN-AlN multiple quantum wells

GaN-AlN 多量子阱中子带间跃迁的模拟

• 发表时间: 2013
• 作者: N. Itoh;H. Sodabanlu;M. Sugiyama and Y. Nakano
• 通讯作者: M. Sugiyama and Y. Nakano

GaN/AlNを用いたサブバンド間遷移光吸収のシミュレーション

使用 GaN/AlN 模拟子带间跃迁光吸收

• 发表时间: 2013
• 作者: 越川卓;津守 不二夫;平林祐次郎;仲辻毅;XU YANG;長田 稔子;三浦 秀士;伊藤成顕,ソダーバンルーハッサネット,杉山正和,中野義昭
• 通讯作者: 伊藤成顕,ソダーバンルーハッサネット,杉山正和,中野義昭