光無線給電システムに向けたGaN系受光素子の検討

摘要

半導体発光デバイスと受光デバイスを用いた光無線給電システムが注目されている。本研究では、光無線給電システムに適用可能なエネルギー変換効率の高い受光デバイスを目指し、有機金属気相成長法（MOCVD）を用いて、c面サファイア基板上にGaInN/GaN-多重量子井戸（MQW）を備えた受光素子構造をエピタキシャル成長させ、結晶評価及び分光感度測定、単色光照射下での電気特性の測定を行った。外部量子効率は波長382nmで最大約74%となり、入射光強度5mW/cm~2で波長382nmの単色光照射下でI-V特性を測定したところ、短絡電流密度1.14mA/cm~2、開放電圧2.23V、変換効率約32%が得られた。シャント抵抗、シリーズ抵抗成分について課題が残るが、照射光強度の増大することで、開放電圧の向上が見られることからさらなる効率向上に期待が持てる。