阪大が新原理の太陽電池　変換効率80％の可能性も 2014/8/1 6:30
http://www.nikkei.com/article/DGXMZO75034940R30C14A7000000/

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　大阪大学 産業科学研究所の研究者である江村修一氏らは、展示会「PVJapan2014」において、pn接合（p型半導体とn型半導体を接合したもの）を用いない、新しい原理の太陽電池を提案した。理想的なケースでは変換効率70～80％を実現できる可能性があるとする。

　新しい原理とは、結晶中の極性、すなわち自発分極による内部電界の勾配を励起子（対になった電子とホール）の分離に用いるアイデアである。一般的な太陽電池の材料であるSi（シリコン）には極性はないが、化合物の結晶には強い極性が現れる材料が少なくない。

　江村氏によると、こうした材料では、その内部電界の勾配によって、光子を吸収して励起子ができると、電子とホールが自発的に別々の方向に分離することになるとする。具体的に想定しているのは、300～350nm（ナノメートル）厚のバンドギャップ0.92eV（電子ボルト）のInGaN（窒化インジウムガリウム）層をInN（窒化インジウム）層と電極で挟み込んだ素子構造の太陽電池である。

　一般的な太陽電池のpn接合は基本的には励起子を分離して、電子とホールを別々の電極に取り出す目的で用いられている。ただし、Si系太陽電池の場合は、光の吸収率を稼ぐため数十μm（マイクロメートル）の厚みが必要で、これが多くの励起子が再結合や熱緩和という形で分離せずに失われる結果につながる。

　江村氏によると内部電界の勾配だけで励起子を分離するメリットは、いくつかあるというが、最大のメリットは、電子とホールの再結合や熱緩和を低減できることだとする。

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（日経エレクトロニクス　野澤哲生）