RESEARCH


 福山研究室 /福山教授

キーワード:次世代太陽電池、発光デバイス、ナノテク、エコ

 太陽電池(光から電気へ)や発光ダイオード・レーザー(電気から光へ)などのエネルギー変換型半導体デバイスに用いられている次世代の化合物半導体材料の物性評価を行っています。例えば、現在シリコンを使った太陽電池パネルが市販されていますが、必ずしも効率の良いものではありません。エネルギー問題が深刻化する昨今、太陽電池の高効率化は必須です。そこで、化合物半導体を使った次世代の高効率太陽電池が期待されています。本研究室では以下のような手法:

  非発光再結合 → 圧電素子光熱変換分光法(Piezoelectric Photo-Thermal: PPT)
  キャリア表面蓄積 → 光表面起電力法(Surface Photo-Voltage: SPV)
  発光再結合 → フォトルミネッセンス法(Photo-luminescence: PL)
  バンド端決定 → レーザー変調反射スペクトル法(Photo-Reflectance: PR)
  光吸収/反射 → 光吸収/反射スペクトル測定(Absorption/Reflectance)

等を用いた多面的な物性評価を行い、エネルギー変換型半導体デバイスの更なる効率向上を目指した研究活動を行っています。なお、一連の研究活動は同学部電気電子工学科のPEM Labo.と共同で行っています。


 現在進行中のプロジェクト


 ・文部科学省/科研費基盤研究(B):研究代表者 平成28〜32年度
 ・NEDO/超高効率・低コスト化合物太陽電池開発:研究分担 平成27〜29年度
 ・JST/戦略的創造研究推進事業先端的低炭素化技術開発:研究分担者 平成23〜28年度

 協力機関

  弘前大学・東北大学電気通信研究所&金属材料研究所・東京大学・豊田工業大学
  名古屋大学・岐阜大学・大阪大学・和歌山工業高等専門学校・九州大学
  九州工業大学・トヨタ自動車株式会社・京セラ株式会社 他

THEME



 令和5年度年度修士論文題目

   PPT及びPL法を用いたCZTS太陽電池の欠陥準位およびポテンシャル揺らぎ解析
   転位すべり面に異方性のあるInGaAs太陽電池のキャリア再結合特性評価
   PL法を用いた波状超格子太陽電池における発光再結合過程の評価
   電子線照射とその後の回復熱処理により形成されるSi中の欠陥準位の非輻射再結合評価

 令和5年度卒業論文題目

   InGaAs/GaAsP波状超格子の発光特性に対する単位長さあたりの井戸数の影響の評価
   開放端電圧が異なるInGaAs太陽電池の非発光再結合評価
   意図的に変化させたN分布がGaAsN薄膜の窒素局在準位に与える影響
   教師あり機械学習を用いた光ヘテロダイン光熱変位信号からのSiの熱拡散率とキャリア寿命予測

 令和4年度度修士論文題目

   電子線照射によってSi中に導入された格子欠陥の熱処理回復
   フォトルミネッセンス法によるSOI基板上に成長したSiGe膜の結晶性評価
   InGaAs/GaAsP超格子太陽電池のキャリア輸送特性に及ぼす歪補償と間接遷移バンドの影響


 令和4年度卒業論文題目

   熱弾性方程式の理論解の導出による変位量の周波数依存性解析の改善
   μ-PCDマッピング測定でみられた特徴的なライフタイム分布の考察
   電子照射強度と回復熱処理温度の違いによるSiに形成された欠陥準位への影響
   疑似太陽光照射下でのキャリア輸送過程のモンテカルロ解析
   PL法を用いたInAs/GaSb超格子の積層数の違いによる発光特性評価