TOP > 国内特許検索 > 太陽電池

太陽電池 NEW 新技術説明会

国内特許コード P190016409
掲載日 2019年10月21日
出願番号 特願2013-139463
公開番号 特開2015-015271
登録番号 特許第6164685号
出願日 平成25年7月3日(2013.7.3)
公開日 平成27年1月22日(2015.1.22)
登録日 平成29年6月30日(2017.6.30)
発明者
  • 松岡 隆志
  • 片山 竜二
  • 谷川 智之
出願人
  • 国立大学法人東北大学
発明の名称 太陽電池 NEW 新技術説明会
発明の概要 【課題】窒化物半導体を用いた太陽電池で、太陽光エネルギーから電気エネルギーへの変換が高い効率で行えるようにする。
【解決手段】主表面をC面として形成されたノンドープの窒化物半導体から構成された光吸収層101と、光吸収層101に接続する第1電極102および第2電極103とを備える。光吸収層101は、例えば、対象とする波長に合わせて組成が調整されたInGaNやInGaAlNから構成されていればよい。例えば、バンドギャップエネルギーが2eVとされたInGaAlNから光吸収層101を構成すればよい。また、第1電極102および第2電極103の少なくとも1つは光吸収層101に接して形成され、なくとも第1電極102および第2電極103の一方が、太陽光が透過する状態とされていればよい。
【選択図】図1
従来技術、競合技術の概要

現在、宇宙用太陽電池や集光発電システム用の高効率太陽電池として、GaAsやInGaPなどのIII-V族化合物半導体を主材料とした多接合構造が用いられている。この構造は、例えば、ゲルマニウム(Ge)単結晶基板に、エピタキシャル成長させて形成したInGaAsからなるpn接合と、エピタキシャル成長させて形成したInGaPからなるpn接合との多接合で構成されている(非特許文献1参照)。

このような多接合構造では、バンドギャップの異なる2つ以上の材料のpn接合の積層により、太陽光スペクトルの広範な波長を有効に利用できることから、単接合構造の太陽電池と比較して高い変換効率が得られる。

また、AsやPを含まない窒化物半導体(例えばInGaN)をシリコンなどの半導体基板上に積層させた、太陽光スペクトルのほぼ全域をカバーできるという長所を持つ多接合型の太陽電池が提案されている(特許文献1参照)。この技術によれば、高価なGe単結晶基板を用いることなく、また、大きな面積のウエハーを用いることができるため、コストの低減も図れる。

特許文献1の技術では、InGaNと格子整合する基板がないことによるInGaN薄膜に多くの転位が含まれる状態を、バルク状ではないナノコラムを複数用いることによって解消しており、また、pn接合をコラムの高さ方向に積層して形成している。

産業上の利用分野

本発明は、太陽光エネルギーを電気エネルギーに変換する太陽電池に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
主表面をC面として形成された窒化物半導体から構成された光吸収層と、
前記光吸収層に接続する第1電極および第2電極と
を備え、
前記第1電極および前記第2電極の少なくとも1つは前記光吸収層に接して形成されていることを特徴とする太陽電池。

【請求項2】
請求項1記載の太陽電池において、
前記光吸収層は、
第1半導体層と第2半導体層とが交互に複数積層して構成され、
前記第1半導体層は、主表面をC面とした第1窒化物半導体から構成され、
前記第2半導体層は、前記第1窒化物半導体とは異なる格子定数で主表面をC面とした第2窒化物半導体から構成されている
ことを特徴とする太陽電池。

【請求項3】
請求項1または2記載の太陽電池において、
前記第1電極は、前記光吸収層の一方の面に接して形成され、
前記第2電極は、前記光吸収層の他方の面に接して形成されている
ことを特徴とする太陽電池。

【請求項4】
請求項1または2記載の太陽電池において、
基板の上に形成されたn型の窒化物半導体からなる電極層を備え、
前記第1電極は、前記光吸収層の上に接して形成され、
前記光吸収層および前記第2電極は、前記電極層の上に形成されていることを特徴とする太陽電池。

【請求項5】
請求項1~4のいずれか1項に記載の太陽電池において、
前記光吸収層は、ノンドープとされていることを特徴とする太陽電池。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

※ 画像をクリックすると拡大します。

JP2013139463thum.jpg
出願権利状態 登録
ライセンスをご希望の方、特許の内容に興味を持たれた方は、下記「問合せ先」までご連絡ください。


PAGE TOP

close
close
close
close
close
close
close