Nanotechnologie für reale Anwendungen: Selbstorganisierte halbleitende Nanokristalle für Solarzellen
Kouichi Yamaguchi ist für seine bahnbrechenden Forschungen über die Herstellung und Anwendung von 'halbleitenden Quantenpunkten "(QDs) international bekannt. "Wir nutzen die" Selbstorganisation "von halbleitenden Nanokristallen durch die" Stranski-Krasnow (SK)-Modus des Kristallwachstums für die Anfertigung sehr dichter sehr gleichmäßiger Quantenpunkte ", erklärt Yamaguchi. "Unser" Bottom-up "-Ansatz bringt deutlich bessere Ergebnisse als die herkömmlichen Verfahren."
"Unser Hauptinteresse in QDs ist damit die Herstellung von hocheffizienten Solarzellen zu ermöglichen", sagt Yamaguchi. "Schritt für Schritt haben wir die Grenzen der "Selbstorganisation "auf der Basis von Wachstums-QDs gedrückt und es gelang damit die Herstellung von hoch geordneten, ultra-hohen Dichten von QDs."
Die Realisierung einer beispiellosen QDs Dichte von 5 x 1011 cm-2 im Jahr 2011 war einer der wichtigsten Meilensteine in der Entwicklung der "Selbstorganisation" auf der Basis halbleitender Quantenpunkte für Solarzellen von Yamaguchi und seine Kollegen an der University of Electro-Communications (UEC). "Diese Dichte war einer der vehementesten Fortschritte für die Erreichung hoher Effizienz von Quantenpunkt-basierten Photovoltaik-Geräten", sagt Yamaguchi.
Insbesondere Yamaguchi und seine Gruppe verwendet Molekularstrahlepitaxie (MBE), eine Schicht aus InAs QD mit einer Dichte von 5 x 1011 cm-2 auf GaAsSb / GaAs (100) Substrat wachsen. Wichtig ist, dass der Durchbruch, der diese hohe Dichte an hochgeordneten Quantenpunkte ergab war die Entdeckung, dass InAs Wachstum auf einem relativ niedrigen Substrattemperatur von 470 Grad Celsius auf Sb-bestrahlten GaAs-Schichten unterdrückt Zusammenwachsen oder "Reifung" des InAs QDs, die bei höheren Temperaturen beobachtet wurde . Somit ist die Kombination aus der Sb Tensidwirkung und niedrigere Wachstumstemperatur ergab InAs QD mit einer durchschnittlichen Höhe von 2.02.5 nm.
"Theoretische Studien deuten darauf hin , dass damit QDs-Solarzellen mit Wirkungsgraden von über 50% möglich wären", erklärt Yamaguchi. "Das ist ein sehr anspruchsvolles Ziel, aber wir hoffen, dass unser innovativen Ansatz ein wirksames Mittel zur Herstellung solcher QD basierten Hochleistungssolarzellen sein wird. Wir haben vor kurzem QDs mit einer Dichte von 1 x 1012 cm-2 erreicht."
Website:
www.crystal.ee.uec.ac.jp/top_e.html
"Unser Hauptinteresse in QDs ist damit die Herstellung von hocheffizienten Solarzellen zu ermöglichen", sagt Yamaguchi. "Schritt für Schritt haben wir die Grenzen der "Selbstorganisation "auf der Basis von Wachstums-QDs gedrückt und es gelang damit die Herstellung von hoch geordneten, ultra-hohen Dichten von QDs."
Die Realisierung einer beispiellosen QDs Dichte von 5 x 1011 cm-2 im Jahr 2011 war einer der wichtigsten Meilensteine in der Entwicklung der "Selbstorganisation" auf der Basis halbleitender Quantenpunkte für Solarzellen von Yamaguchi und seine Kollegen an der University of Electro-Communications (UEC). "Diese Dichte war einer der vehementesten Fortschritte für die Erreichung hoher Effizienz von Quantenpunkt-basierten Photovoltaik-Geräten", sagt Yamaguchi.
Insbesondere Yamaguchi und seine Gruppe verwendet Molekularstrahlepitaxie (MBE), eine Schicht aus InAs QD mit einer Dichte von 5 x 1011 cm-2 auf GaAsSb / GaAs (100) Substrat wachsen. Wichtig ist, dass der Durchbruch, der diese hohe Dichte an hochgeordneten Quantenpunkte ergab war die Entdeckung, dass InAs Wachstum auf einem relativ niedrigen Substrattemperatur von 470 Grad Celsius auf Sb-bestrahlten GaAs-Schichten unterdrückt Zusammenwachsen oder "Reifung" des InAs QDs, die bei höheren Temperaturen beobachtet wurde . Somit ist die Kombination aus der Sb Tensidwirkung und niedrigere Wachstumstemperatur ergab InAs QD mit einer durchschnittlichen Höhe von 2.02.5 nm.
"Theoretische Studien deuten darauf hin , dass damit QDs-Solarzellen mit Wirkungsgraden von über 50% möglich wären", erklärt Yamaguchi. "Das ist ein sehr anspruchsvolles Ziel, aber wir hoffen, dass unser innovativen Ansatz ein wirksames Mittel zur Herstellung solcher QD basierten Hochleistungssolarzellen sein wird. Wir haben vor kurzem QDs mit einer Dichte von 1 x 1012 cm-2 erreicht."
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www.crystal.ee.uec.ac.jp/top_e.html