太陽電池およびその製造方法

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発明の名称	太陽電池およびその製造方法
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24年8月22日
出願番号	特願2012-183287
公開番号	特開2014-41913
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
特許公報	PDFのダウンロードはこちらから
概要	【要約】【課題】　量子効率の向上とキャリアの長寿命化を実現する太陽電池を提供する。【解決手段】　太陽電池は、第１の導電型の半導体層と、第２の導電型の半導体層と、前記第１及び第２の導電型の半導体層の間に配置される半導体領域とを含み、前記半導体領域は、前記第１の導電型の半導体層に隣接する第１半導体層と、前記第１半導体上に形成される量子ドット層を含み、前記量子ドット層は、第１障壁層と、前記第１障壁層上に形成され面内密度が３．０×１０11ｃｍ-2～５×１０11ｃｍ-2、高さが１．５～２．０ｎｍである量子ドットとを含む。【特許請求の範囲】【請求項１】　第１の導電型の半導体層と、第２の導電型の半導体層と、前記第１及び第２の導電型の半導体層の間に配置される半導体領域と、を含み、前記半導体領域は、　前記第１の導電型の半導体層に隣接する第１半導体層と、前記第１半導体層上に形成される量子ドット層を含み、前記量子ドット層は、第１障壁層と、前記第１障壁層上に形成され面内密度が３．０×１０11ｃｍ-2～５×１０11ｃｍ-2、高さが１．５～２．０ｎｍである量子ドットとを含むことを特徴とする太陽電池。【請求項２】　前記量子ドット層は、Type-Iバンド構造を有することを特徴とする請求項１に記載の太陽電池。【請求項３】　前記量子ドット層は、Type-IIバンド構造を有し、前記量子ドット上に形成されて前記第１障壁層とともに前記量子ドットを挟み込む第２障壁層、をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の太陽電池。【請求項４】　波長１０００ｎｍ以上の光に対する前記量子ドットからの発光の減衰時間が３～６ｎｓであることを特徴とする請求項２に記載の太陽電池。【請求項５】　波長１０００ｎｍ以上の光に対する前記量子ドットからの発光の減衰時間が３～１０ｎｓであることを特徴とする請求項３に記載の太陽電池。【請求項６】　前記障壁層はＧａＡｓＳｂであり、前記量子ドットはＩｎＡｓであることを特徴とする請求項１～５のいずれか１項に記載の太陽電池。【請求項７】　前記半導体領域において、前記量子ドット層は、前記第２の導電型の半導体層から１００～２００ｎｍ離れた位置に配置されることを特徴とする請求項１～６のいずれか１項に記載の太陽電池。【請求項８】　第１の導電型の半導体層上に、第１半導体層を介してアンチモン（Ｓｂ）を８～５０％含む第１障壁層を形成し、前記第１障壁層上に、基板温度４７０～４８０℃で、量子ドットを面内密度３．０×１０11ｃｍ-2～５×１０11ｃｍ-2、平均高さ１．５～２．０ｎｍに成長し、前記量子ドットの上方に、第２半導体層を介して第２の導電型の半導体層を形成することを特徴とする太陽電池の製造方法。【請求項９】　前記量子ドット上に第２障壁層を形成する工程、をさらに含み、前記第２障壁層上に前記第２半導体層を形成することを特徴とする請求項８に記載の太陽電池の製造方法。【請求項１０】　前記第１障壁層の形成は、前記第１半導体層としてのＧａＡｓ層上に、ＧａＡｓＳｂ層を形成し、　前記量子ドットの形成は、前記ＧａＡｓＳｂ層上にＩｎＡｓ量子ドットを形成することを特徴とする請求項８又は９に記載の太陽電池の製造方法。

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