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論文

Change in the electrical performance of GaAs solar cells with InGaAs quantum dot layers by electron irradiation

大島 武; 佐藤 真一郎; 今泉 充*; 中村 徹哉*; 菅谷 武芳*; 松原 浩司*; 仁木 栄*

Solar Energy Materials and Solar Cells, 108, p.263 - 268, 2013/01

https://doi.org/10.1016/j.solmat.2012.09.027
 被引用回数：13 パーセンタイル：49.45(Energy & Fuels)

量子ドット(QD)太陽電池の宇宙応用の可能性を調べるため、In$$_{0.4}$$Ga$$_{0.6}$$As QD層を50層有するGaAs太陽電池に1MeV電子線を1$$times$$10$$^{16}$$/cm$$^{2}$$照射した。照射後、短絡電流I$$_{rm SC}$$,開放電圧V$$_{rm OC}$$及び最大電力P$$_{rm MAX}$$は、それぞれ、初期値の80, 90及び55%まで減少した。一方、無QDのGaAs太陽電池は、それらの値は、それぞれ、95, 80及び63%まで低下した。QD太陽電池のI$$_{rm SC}$$が無QDに比べ大きく劣化した理由は、QD太陽電池の光吸収層が1.1$$mu$$mと無QD太陽電池の660nmに比べ厚く、そのため、発生する照射欠陥が特性劣化に及ぼす影響が大きくなったためと考えられる。一方、光吸収層長に直接影響しないV$$_{rm OC}$$は、QD太陽電池の方が無QDに比べ劣化が小さく、QDの優れた耐放射線性が示唆された。さらに、照射後の特性回復をAM0光照射下で室温にて調べたところ、両太陽電池ともに特性の回復現象が観測された。QDの有無にかかわらず回復が観察されたことからQD特有の現象ではなく、GaAsのようなIII-V族半導体で報告されている光注入による劣化特性の回復であると考えられる。

論文

Degradation modeling of InGaP/GaAs/Ge triple-junction solar cells irradiated with various-energy protons

佐藤 真一郎; 宮本 晴基*; 今泉 充*; 島崎 一紀*; 森岡 千晴*; 河野 勝泰*; 大島 武

Solar Energy Materials and Solar Cells, 93(6-7), p.768 - 773, 2009/06

https://doi.org/10.1016/j.solmat.2008.09.044
 被引用回数：75 パーセンタイル：90.65(Energy & Fuels)

宇宙用のInGaP/GaAs/Ge三接合太陽電池の陽子線照射による劣化を1次元光デバイスシミュレータPC1Dを用いてモデル化した。30keV, 150keV, 3MeV, 10MeVの陽子線を照射した三接合太陽電池の外部量子効率から短絡電流及び開放電圧の劣化量を見積もるとともに、少数キャリア拡散長の損傷係数及びベース層キャリア濃度のキャリア枯渇係数を求めた。この計算によって求められた短絡電流及び開放電圧の劣化量は実験結果を5%以内の精度で再現したことから、今回提案した放射線劣化モデリングが三接合太陽電池の寿命予測に有効であることが証明できた。

論文

Study of electron irradiation-induced defects in CuInSe$$_{2}$$ and CuIn$$_{x}$$Ga$$_{1-x}$$Se$$_{2}$$ by electron spin resonance

岡田 浩*; Lee, H.-S.*; 若原 昭浩*; 吉田 明*; 大島 武; 神谷 富裕

Solar Energy Materials and Solar Cells, 90(1), p.93 - 99, 2006/01

https://doi.org/10.1016/j.solmat.2005.03.005
 被引用回数：4 パーセンタイル：20.61(Energy & Fuels)

次世代の宇宙用の高効率薄膜太陽電池材料として期待されるCuInSe$$_{2}$$及びCuIn$$_{x}$$Ga$$_{1-x}$$Se$$_{2}$$半導体中に電子線照射により発生する欠陥を電子スピン共鳴(ESR)を用いて調べた。試料は粉末原料を真空中で1080$$^{circ}$$Cに加熱することで作製した多結晶を用い、2MeV電子線を室温にて1$$times$$10$$^{17}$$/cm$$^{2}$$照射した。3.3KでのESR測定(Xバンドマイクロ波使用)の結果、照射,未照射試料ともに1580Gと3230G付近にシグナルを観測したが、1580G付近のシグナルに関しては、結晶中に含まれる鉄(Fe)不純物に由来するものであり、照射前後でシグナルの変化はなかった。一方、3230G付近のシグナルは照射により強度が増大すること及び低磁場側に裾を引く形状に変化することがわかった。Cu空孔の形成エネルギーが他の空孔に比べ低いという理論計算の結果に基づき、Cu$$^{2+}$$を含むESRシグナルをEasySpinプログラムを用いて計算した。その結果、実験とシミュレーション結果がよく一致することが見いだされ、電子線照射により形成されたCu空孔関連の欠陥に起因するシグナルであることが示唆された。

論文

Effect of Cl ion implantation on electrical properties of CuInSe$$_{2}$$ thin films

田中 徹*; 山口 利幸*; 大島 武; 伊藤 久義; 若原 昭浩*; 吉田 明*

Solar Energy Materials and Solar Cells, 75(1-2), p.109 - 113, 2003/01

https://doi.org/10.1016/S0927-0248(02)00115-0
 被引用回数：17 パーセンタイル：55.67(Energy & Fuels)

GaAs基板上に作製したCuInSe$$_{2}$$単結晶薄膜にClイオン注入を行い、電気特性を調べた。イオン注入は室温で5E17から5E19/cm$$^{3}$$のCl濃度の範囲で行った。注入後、窒素中400$$^{circ}C$$での熱処理で結晶性が回復することがわかった。Hall係数測定よりキャリア濃度を求めたところ、Cl注入量の増加とともに電子濃度が増加し、ClがCuInSe$$_{2}$$中でドナー不純物として働くことを明らかにした。電子濃度の温度依存性からClのイオン化エネルギーとして78meVが決定できた。

論文

Low energy proton-induced defects on n$$^{+}$$/p InGaP solar cell

Dharmarasu, N.*; 山口 真史*; Khan, A.*; 高本 達也*; 大島 武; 伊藤 久義; 今泉 充*; 松田 純夫*

Solar Energy Materials and Solar Cells, 75(1-2), p.327 - 333, 2003/01

https://doi.org/10.1016/S0927-0248(02)00176-9
 被引用回数：3 パーセンタイル：30.01(Energy & Fuels)

多接合太陽電池のトップセルであるn$$^{+}$$/p接合InGaP構造に100keV陽子線を照射し、電気特性に及ぼす効果をC-V測定法及びDLTS法により調べた。n$$^{+}$$/p接合InGaPは有機金属気相成長(MOCVD)法により作製し、陽子線照射は室温で1E12/cm$$^{2}$$まで行った。キャリア濃度の照射量依存性よりキャリア濃度減少率を見積もったところ6.1E4cm$$^{-1}$$が得られた。また、DLTS測定の結果、照射により400K付近にピーク(H1)が発生することがわかった。キャリア濃度測定の結果と比較することで、H1ピークはキャリア捕獲中心として働くことが判明した。

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