| 講演名 | 2021-11-25 光無線給電システムに向けたGaInN系受光素子の単色光照射下でのPV性能評価 中林 泰希(名工大), 山本 皓介(名工大), Pradip Dalapati(名工大), 江川 孝志(名工大), 三好 実人(名工大), |
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| 抄録(和) | GaInN系受光素子は太陽電池だけでなく、光無線給電システムへの適用にも非常に有望である。本研究では、光無線給電システムに向けた受光素子として、GaInN MQWを備えたエピタキシャル層の品質向上に着目し、ダイオード特性の改善を試みた。MOCVD成長プロセスにおいて、MQW層の成長温度の最適化、上部のp-GaN層を2段階成長することでエピ膜品質が大幅に向上し、それに起因して光未照射下でのダイオード特性のキャリア再結合電流とシリーズ抵抗が減少した。また、波長389 nm、5 mW/cm2の単色光照射下でPV性能を測定したところ、開放電圧Voc 、曲線因子FF の値が大幅に向上し、結果として変換効率42.7 %という高い値が得られた。単色光照射下のPV性能に入射光強度依存性があることから、より高強度の光照射によりさらなる変換効率の向上が期待できることが示された。 |
| 抄録(英) | GaInN-based photovoltaic (PV) devices are highly promising for application to optical wireless power transmission (OWPT) systems as well as solar cells. In this study, we attempted to improve the diode I-V characteristics focusing on improving the quality of epitaxial films employing GaInN-MQWs as a PV device for optical wireless power transmission systems. As a result of the MOCVD study, the epilayer qualities in the PV cell improved significantly through the adoption of an optimized growth temperature for the GaInN MQWs and of the two-step growth for the top p-GaN layers. Furthermore, the improved epilayer qualities resulted in the decrease in carrier recombination currents and series resistance for the forward diode characteristics without a light illumination. Accordingly, sample with the improved qualities exhibited a high open-circuit voltage and a high fill factor in the PV characteristics. Eventually, the highest power conversion efficiency (PCE) was measured to be 42.7% at a monochromatic light illumination with 389 nm in wavelength and 5 mW cm−2 in optical power density. The dependency of the PV performance on the optical power densities at monochromatic lights predicted that a higher PCE value may be achievable at a higher optical-power-density illumination. |
| キーワード(和) | GaInN-MQW / MOCVD / 光無線給電システム |
| キーワード(英) | GaInN-MQW / MOCVD / OWPT system |
| 資料番号 | ED2021-27,CPM2021-61,LQE2021-39 |
| 発行日 | 2021-11-18 (ED, CPM, LQE) |
| 研究会情報 | |
| 研究会 | ED / CPM / LQE |
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| 開催期間 | 2021/11/25(から2日開催) |
| 開催地（和） | オンライン開催 |
| 開催地（英） | Online |
| テーマ（和） | 窒化物半導体光、電子デバイス、材料、関連技術、及び一般 |
| テーマ（英） | |
| 委員長氏名（和） | 藤代 博記(東京理科大) / 中村 雄一(豊橋技科大) / 梅沢 俊匡(NICT) |
| 委員長氏名（英） | Hiroki Fujishiro(Tokyo Univ. of Science) / Yuichi Nakamura(Toyohashi Univ. of Tech.) / Toshitada Umezawa(NICT) |
| 副委員長氏名（和） | 葛西 誠也(北大) / 中澤 日出樹(弘前大) / 高原 淳一(阪大) |
| 副委員長氏名（英） | Seiya Sakai(Hokkaido Univ.) / Hideki Nakazawa(Hirosaki Univ.) / Junichi Takahara(Osaka Univ.) |
| 幹事氏名（和） | 小谷 淳二(富士通研) / 堤 卓也(NTT) / 寺迫 智昭(愛媛大) / 武山 真弓(北見工大) / 瀬川 徹(NTT) / 藤田 和上(浜松ホトニクス) |
| 幹事氏名（英） | Junji Kotani(Fjitsu Lab.) / Takuya Tsutsumi(NTT) / Tomoaki Terasako(Ehime Univ.) / Mayumi Takeyama(Kitami Inst. of Tech) / Toru Segawa(NTT) / Kazuue Fujita(Hamamatsu Photonics) |
| 幹事補佐氏名（和） | 磯野 僚多(サイオクス) / 山本 佳嗣(三菱電機) / 木村 康男(東京工科大) / 廣瀬 文彦(山形大) / 番場 教子(信州大) / 田中 信介(富士通) / 西山 伸彦(東工大) |
| 幹事補佐氏名（英） | Ryota Isonoi(SCIOCS) / Yoshitugu Yamamoto(Mitsubishi Electric) / Yasuo Kimura(Tokyo Univ. of Tech.) / Fumihiko Hirose(Yamagata Univ.) / Noriko Bamba(Shinshu Univ.) / Shinsuke Tanaka(Fujitsu) / Nobuhiko Nishiyama(Tokyo Inst. of Tech.) |
| 講演論文情報詳細 | |
| 申込み研究会 | Technical Committee on Electron Devices / Technical Committee on Component Parts and Materials / Technical Committee on Lasers and Quantum Electronics |
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| 本文の言語 | JPN |
| タイトル（和） | 光無線給電システムに向けたGaInN系受光素子の単色光照射下でのPV性能評価 |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | Evaluation of PV performance of GaInN besed photovoltaic cells under monochromatic light illumination for optical wireless power transmission system |
| サブタイトル（和） | |
| キーワード(1)（和/英） | GaInN-MQW / GaInN-MQW |
| キーワード(2)（和/英） | MOCVD / MOCVD |
| キーワード(3)（和/英） | 光無線給電システム / OWPT system |
| 第 1 著者 氏名（和/英） | 中林 泰希 / Taiki Nakabayashi |
| 第 1 著者 所属（和/英） | 名古屋工業大学(略称：名工大) Nagoya Institute of Technology(略称：NIT) |
| 第 2 著者 氏名（和/英） | 山本 皓介 / Kousuke Yamamoto |
| 第 2 著者 所属（和/英） | 名古屋工業大学(略称：名工大) Nagoya Institute of Technology(略称：NIT) |
| 第 3 著者 氏名（和/英） | Pradip Dalapati / Pradip Dalapati |
| 第 3 著者 所属（和/英） | 名古屋工業大学(略称：名工大) Nagoya Institute of Technology(略称：NIT) |
| 第 4 著者 氏名（和/英） | 江川 孝志 / Takashi Egawa |
| 第 4 著者 所属（和/英） | 名古屋工業大学(略称：名工大) Nagoya Institute of Technology(略称：NIT) |
| 第 5 著者 氏名（和/英） | 三好 実人 / Makoto Miyoshi |
| 第 5 著者 所属（和/英） | 名古屋工業大学(略称：名工大) Nagoya Institute of Technology(略称：NIT) |
| 発表年月日 | 2021-11-25 |
| 資料番号 | ED2021-27,CPM2021-61,LQE2021-39 |
| 巻番号（vol） | vol.121 |
| 号番号（no） | ED-259,CPM-260,LQE-261 |
| ページ範囲 | pp.59-62(ED), pp.59-62(CPM), pp.59-62(LQE), |
| ページ数 | 4 |
| 発行日 | 2021-11-18 (ED, CPM, LQE) |