高効率太陽電池、結晶シリコン、Ⅲ-Ⅴ族化合物多接合、エネルギー

超高効率太陽電池、光電融合素子材料・デバイスの研究開発

研究背景

脱炭素社会の実現に向けて、輸送分野の自動車からのCO2排出を大幅に削減可能な太陽電池を搭載したEV、PHV車が期待されています。太陽光エネルギーのみで長距離走行を可能にするためには、小面積で大きな電力を得られる高効率化合物太陽電池が必要となります。本研究室では独自技術として、2次元層状化合物半導体を用いることで、III-V族化合物半導体とシリコン半導体を融合した低コスト高効率化合物太陽電池の研究開発に取り組んでいます。

高効率III-V族化合物/シリコン多接合構造太陽電池・材料の研究

光電変換効率40％以上の高効率発電が可能なIII-V族化合物太陽電池は、現在、主に宇宙用として使用されています。III-V族化合物太陽電池を車載太陽電池などの地上発電用として活用するため、シリコンとの多接合構造により低コスト化を目指しています。層状化合物を用いたIII-V族化合物太陽電池の剥離・転写やシリコン上III-V族化合物の結晶成長に取り組んでいます。

光電融合素子の実現に向けたシリコン上III-V族化合物半導体の結晶成長

半導体集積回路の低消費電力化に向け、光電融合素子を実現し、光信号でデータ伝送を行うことが期待されています。要素技術として、シリコン集積回路上に光素子としてのIII-V族化合物半導体を高品質に成膜する結晶成長技術が必要となります。層状化合物を中間層に用いたシリコン上GaAsエピタキシャル成長技術の研究開発に取り組んでいます。