抄録
Offer Organization: Japan Society for the Promotion of Science, System Name: Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (C), Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C), Fund Type: -, Overall Grant Amount: - (direct: 3300000, indirect: 990000)
本研究はマルチバンド材料であるGaInNAsに着目し中間バンドを介した2段階励起レート向上と再緩和抑制に向け検討を進めている。GaInNAsはInとNの添加量を制御することによってGaAs基板上への格子整合が可能な材料として知られているが、N組成の増加に伴い導入される結晶欠陥の抑制が課題となる。
本年度は、GaAs基板上に成長可能な歪み補償型GaInNAs/GaNAs系多重量子井戸構造を用いた太陽電池を作製し、成膜条件、構造の検討を実施した。
高分解X線回折測定により良好な周期構造とヘテロ界面の形成を確認した。また、GaAs基板に対して格子整合を維持されており、設計通りの歪み補償効果が実現できていることを確認した。また、多重量子井戸層の成長温度の最適化を行い、発電特性の改善を得た。さらにポストアニールを実施し、周期構造、光吸収端エネルギー、発電特性への変化を調べ、最適条件の検討を進めた。また、多重量子井戸構造の改善に向け、ヘテロ界面へのGaAsスペーサー層の挿入を検討した。成膜時、およびポストアニールに伴うIn等の構成元素の相互拡散の影響について調べ、構造の最適化を進めた。以上の最適化検討を行い、標準条件下において多重量子井戸層の量子効率の向上を得た。また、活性層における2段階励起特性評価のため、評価システムの設計および白色光源の導入を行った。