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

摘要

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389nm、5mW/cm~2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。