| 講演名 | 2023-11-30 光無線給電システムに向けた自立GaN基板上GaInN系受光素子の作製と特性評価 藤澤 孝博(名工大), Hu Nan(名工大), 小嶋 智輝(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の効率向上を目指し、結晶品質向上のために自立GaN基板上にGaInN系受光素子を成長し、デバイス作製及び特性評価を行った。自立GaN基板を用いたことで、サファイア基板上受光素子と比較して、転位やピットが減少し結晶品質が向上し、光未照射下でのダイオード特性において再結合電流が減少した。表面平坦性も改善されたことで、表面からの反射が増えてしまったが、TMAH溶液処理と反射防止膜としてALD-Al2O3を用いることで反射率を抑え、90 %という高いEQEを達成した。PV性能評価では自立GaN基板を用いたことによる結晶品質向上とTMAH溶液処理と反射防止膜による高いEQEにより、波長388 nm、5 mW/cm2の単色光照射下で変換効率43.7 %という高い値が得ることができた。 |
| 抄録(英) | GaInN-based photovoltaic (PV) devices are highly promising for application to optical wireless power transmission (OWPT) systems in addition to solar cells. In this study, we grew the GaInN-based PV cell structure for optical wireless power transmission systems on free-standing (FS) GaN substrate to improve the quality of epitaxial film for improvement of the power conversion efficiency (PCE) and conducted the device fabrication and characterizations. The dislocations and pits were decreased and crystal quality was improved, leading to reduction of recombination current for the diode characteristics without light illumination for PV on FS-GaN substrate, compared to PV on the sapphire substrate. Because of the improvement of surface flatness, reflection from surface increased, but it was suppressed with the use of TMAH solution treatment and ALD-Al2O3 as an anti-reflection (AR) film, resulting in high EQE of 90 %. In the PV characteristics, thanks to improvement of crystal quality by using FS-GaN, and high EQE by using TMAH solution treatment and AR film, the highest power conversion efficiency (PCE) of 43.7 % was achievded at a monochromatic light illumination with 388 nm in wavelength and 5 mW/cm2 in optical power density for PV device on FS-GaN substrate. |
| キーワード(和) | GaInN-MQW / MOCVD / PV / 自立GaN基板 / 光無線給電システム / 反射防止膜 / TMAH |
| キーワード(英) | GaInN-MQW / MOCVD / PV / FS-GaN substrate / OWPT system / AR film / TMAH |
| 資料番号 | ED2023-23,CPM2023-65,LQE2023-63 |
| 発行日 | 2023-11-23 (ED, CPM, LQE) |
| 研究会情報 | |
| 研究会 | LQE / ED / CPM |
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| 開催期間 | 2023/11/30(から2日開催) |
| 開催地（和） | アクトシティ浜松 |
| 開催地（英） | |
| 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） | 西村 公佐(KDDI総合研究所) / 葛西 誠也(北大) / 中澤 日出樹(弘前大) |
| 委員長氏名（英） | Kosuke Nishimura(KDDI Research) / Seiya Sakai(Hokkaido Univ.) / Hideki Nakazawa(Hirosaki Univ.) |
| 副委員長氏名（和） | 山口 敦史(金沢工大) / 新井 学(名大) / 寺迫 智昭(愛媛大) |
| 副委員長氏名（英） | Atsushi Yamaguchi(Kanazawa Inst. of Tech.) / Manabu Arai(Nagoya Univ.) / Tomoaki Terasako(Ehime Univ.) |
| 幹事氏名（和） | 田中 信介(富士通) / 西島 喜明(横浜国大) / 大石 敏之(佐賀大) / 山本 佳嗣(三菱電機) / 番場 教子(信州大) / 武山 真弓(北見工大) |
| 幹事氏名（英） | Shinsuke Tanaka(Fujitsu) / Yoshiaki Nishijima(Yokohama National Univ.) / Toshiyuki Oishi(Saga Univ.) / Yoshitugu Yamamoto(Mitsubishi Electric) / Noriko Bamba(Shinshu Univ.) / Mayumi Takeyama(Kitami Inst. of Tech) |
| 幹事補佐氏名（和） | 望月 敬太(三菱電機) / 小山 政俊(阪工大) / 吉田 智洋(住友電工デバイス・イノベーション) / 木村 康男(東京工科大) / 廣瀬 文彦(山形大) / 中村 雄一(豊橋技科大) |
| 幹事補佐氏名（英） | Keita Mochiduki(Yokohama National Univ.) / Masatoshi Koyama(Osaka Inst. of Tech.) / Tomohiro Yoshida(SUMITOMO ELECTRIC DEVICE INNOVATIONS) / Yasuo Kimura(Tokyo Univ. of Tech.) / Fumihiko Hirose(Yamagata Univ.) / Yuichi Nakamura(Toyohashi Univ. of Tech.) |
| 講演論文情報詳細 | |
| 申込み研究会 | Technical Committee on Lasers and Quantum Electronics / Technical Committee on Electron Devices / Technical Committee on Component Parts and Materials |
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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自立GaN基板上GaInN系受光素子の作製と特性評価 |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | Device characteristics of GaInN-based photovoltaic cells fabricated on Free-Standing GaN substrate 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） | PV / PV |
| キーワード(4)（和/英） | 自立GaN基板 / FS-GaN substrate |
| キーワード(5)（和/英） | 光無線給電システム / OWPT system |
| キーワード(6)（和/英） | 反射防止膜 / AR film |
| キーワード(7)（和/英） | TMAH / TMAH |
| 第 1 著者 氏名（和/英） | 藤澤 孝博 / Takahiro Fujiawa |
| 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：Nagoya Inst. Tech.) |
| 第 2 著者 氏名（和/英） | Hu Nan / Nan Hu |
| 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：Nagoya Inst. Tech.) |
| 第 3 著者 氏名（和/英） | 小嶋 智輝 / Tomoki Kojima |
| 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：Nagoya Inst. Tech.) |
| 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：Nagoya Inst. Tech.) |
| 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：Nagoya Inst. Tech.) |
| 発表年月日 | 2023-11-30 |
| 資料番号 | ED2023-23,CPM2023-65,LQE2023-63 |
| 巻番号（vol） | vol.123 |
| 号番号（no） | ED-288,CPM-289,LQE-290 |
| ページ範囲 | pp.44-47(ED), pp.44-47(CPM), pp.44-47(LQE), |
| ページ数 | 4 |
| 発行日 | 2023-11-23 (ED, CPM, LQE) |