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特許情報

発明の名称 量子ドットの形成方法および太陽電池
技術分野 ものづくり, 新エネルギー/省エネルギー, ナノテクノロジー
出願日 平成25年2月25日
出願番号 特願2013-34949
公開番号 特開2013-211535
登録番号
出願人 国立大学法人電気通信大学
発明者 山口 浩一
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概要 【要約】
量子ドット間のコアレッセンスを抑制しつつ、高密度な量子ドット配列を実現する量子ドットの形成方法と、これを利用した太陽電池を提供する。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
 GaAsバッファ層上にInAs層を成長する際に、前記InAs層の成長が3次元成長に移行する前の濡れ層の段階で、アンチモン(Sb)を供給圧力2.0×10-7~3.6×10-7 Torrで導入してInAsSb濡れ層を成長し、前記InAsSb濡れ層が0.5ML~1.5ML成長したところで前記Sbの導入を停止して引き続きInAs層を成長してInAs量子ドットを形成する、ことを特徴とする量子ドットの形成方法。
【請求項2】
 前記InAsSb濡れ層および前記InAs量子ドットの成長温度は、460℃~470℃であることを特徴とする請求項1に記載の量子ドットの形成方法。
【請求項3】
 前記成長温度が460℃のときに、前記Sbの供給圧力が3.6×10-7 Torrで前記InAsSb濡れ層を1.0~1.5ML成長して、前記InAs量子ドットを、8.0×1011cm-2~1.0×1012cm-2の面内密度で形成することを特徴とする請求項1または2に記載の量子ドットの形成方法。
【請求項4】
 前記成長温度が470℃のときに、前記Sbの供給圧力が2.2×10-7~3.5×10-7 Torrの範囲で、前記InAsSb濡れ層を0.8ML~1.5ML成長して、前記InAs量子ドットを6.0×1011cm-2~7.6×1011cm-2の面内密度で形成することを特徴とする請求項1または2に記載の量子ドットの形成方法。
【請求項5】
 前記InAsSb濡れ層の成長において、Asの供給圧力は7.3×10-6 Torrであることを特徴とする請求項1~4のいずれか1項に記載の量子ドットの形成方法。
【請求項6】
 透明電極と、
 第1導電型の半導体層と、
 第2導電型の半導体層と、前記第1導電型の半導体層と前記第2導電型の半導体層の間に位置する光吸収層と、前記透明電極と反対側の面に位置する電極と、を含み、前記光吸収層は、GaAsバッファ層と、前記GaAsバッファ層上に形成されたInAsSb濡れ層及び前記InAsSb濡れ層上に成長したInAs量子ドットを含む量子ドット層と、前記量子ドット層を覆うGaAs中間層と、を含み、前記量子ドット層と前記GaAs中間層は、交互に1層以上積層されていることを特徴とする太陽電池。
【請求項7】
 前記InAs量子ドットの面内密度は4.0×1011cm-2~1.0×1012cm-2であることを特徴とする請求項6に記載の太陽電池。
【請求項8】
 前記InAsSb濡れ層の成長量は0.5~1.5MLであることを特徴とする請求項6または7に記載の太陽電池。
【請求項9】
 前記InAs量子ドットの高さは1.6~3.0nmであることを特徴とする請求項8~8のいずれか1項に記載の太陽電池。

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