权益分类	功能权益	普通用户	{{item.name}}会员
{{category.name}}	{{benefitItem.name}}

Investigation of Carrier Transport Process in Undulated Superlattice and Development of High Carrier Density Solar Cells for Hydrogen Production

起伏超晶格中载流子输运过程的研究及高载流子密度制氢太阳能电池的开发

基本信息

批准号：
22KJ0955
负责人：
浅見明太
金额：
$ 1.47万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2023
资助国家：
日本
起止时间：
2023-03-08 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ0955/
关键词：
太陽電池量子構造超格子電圧損失非発光再結合キャリア輸送

项目摘要

本研究では、太陽電池を用いた水の電気分解による水素生成コストの削減に向けて、波状量子構造を用いた高電流密度太陽電池を開発することを目的とした。当初の予定では電流密度をあげることに注力するはずであったが、研究を進めていく内に波状超格子太陽電池における電圧損失が問題となることが明らかになった。そこで、詳細釣り合い理論に基づいた包括的な電圧損失の解析手法を提案した。量子構造太陽電池における電圧損失の解析はこれまで適した方法が提案されておらず、十分な研究がなされてこなかった。本研究によって電圧損失の詳細な解析が可能となり、量子構造太陽電池においては非発光再結合による電圧損失だけではなく、発光再結合による電圧損失も重要になることを明らかにした。また、その成果を用いて新たな量子構造を提案した。その量子構造を用いた太陽電池では、従来よりも高い電流密度と高い電圧の両方を実現することに成功した。具体的にはGaAsP障壁層のP組成を80%という超高P組成にし、厚さを2 nm程度と極薄にし、InGaAs量子井戸層を12 nm程度と厚くした。そうすることで、非発光再結合と発光再結合による電圧損失を抑制しつつ、高い電流密度を達成することに成功した。具体的な数値としては、電流密度を落とすことなく、従来の電圧損失を83 mVから38 mVに削減できた。本研究の成果は水の電気分解に適した量子構造太陽電池を作製する上で重要であると言える。本成果は学術雑誌1報、国際学会2件にて発表した。

The purpose of this study is to reduce the generation of water in solar cells by using high current density solar cells with wavy quantum structures. At the beginning, the current density was determined. The current density was determined. The detailed theoretical basis includes the analysis method of voltage loss. The analysis of voltage loss in quantum structure solar cell is proposed and studied. In this study, the detailed analysis of voltage loss is possible, and the voltage loss of quantum structure solar cells is important due to non-light recombination. A new quantum structure is proposed. The quantum structure of solar cells has been successfully implemented with high current density and high voltage. Specifically, the P composition of the GaAsP barrier layer is 80%, the thickness is 2 nm, and the thickness of the InGaAs quantum well layer is 12 nm. The voltage loss is suppressed and the high current density is achieved successfully. Specific values, current densities, and voltage losses are reduced by 83 mV and 38 mV. The results of this research are important for the fabrication of quantum structured solar cells. The results were published in academic journals and international societies.

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

What causes voltage loss in solar cells?

是什么导致太阳能电池电压损失？

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Meita Asami;Riko Yokota;Maui Hino;Li Gan;Kentaroh Watanabe;Yoshiaki Nakano;Masakazu Sugiyama
通讯作者：
Masakazu Sugiyama

Comparison of Various Voltage Metrics for the Evaluation of the Nonradiative Voltage Loss in Quantum-Structure Solar Cells

用于评估量子结构太阳能电池非辐射电压损耗的各种电压指标的比较

DOI：
10.1109/jphotov.2022.3229186
发表时间：
2023
期刊：
IEEE Journal of Photovoltaics
影响因子：
3
作者：
Meita Meita Asami;Kentaroh Watanabe;Riko Yokota;Yoshiaki Nakano;Masakazu Sugiyama
通讯作者：
Masakazu Sugiyama

Applying Ultra-High Phosphorous Composition GaAsP to InGaAs/GaAsP Strain-Balanced Quantum Structure Solar Cells Aiming for High Efficiency Multi-junction Solar Cells

将超高磷成分GaAsP应用于InGaAs/GaAsP应变平衡量子结构太阳能电池，旨在实现高效多结太阳能电池