抄録
InNの物性を活かした光デバイス開発には、(1)InNおよび高In組成窒化物混晶のp型伝導制御、および(2)構造的完全性の高い量子井戸構造の作製制御が必須である。我々が研究を進めてきた、p型伝導制御と1分子層InN量子井戸による新たな展開として、InN系新規受光デバイスへの応用について提案する。特に、最近注力しているInN/InGaN/GaN非対称量子井戸構造は、QCSEを抑えた発光デバイスばかりでなく、光増感型の超高効率太第3世代型太陽電池や赤外センサーなど、受光デバイスとしても興味深い。本稿では、その受光デバイス設計の考え方や特徴などについて紹介する。1分子層InN量子井戸を光増感層としたInGaNタンデム型太陽電池を構成することで、理論最大変換効率が6接合では56%(さらに250倍集光時では65%)に到達することを示す。
For a development of photonic devices utilizing InN properties, it is necessary to control (1) the p-type conductivity in InN and In-rich InGaN, and (2) the structural perfection of quantum well structures. A new development of InN-based novel photonic detectors is proposed, based on our achievements of the p-type conductive control and the 1-monolayer-thick InN quantum wells. Especially, the InN/InGaN/GaN asymmetric quantum well structures, which have been recently investigated, are expected for application not only to emitters suppressing QCSE, but also to third generation ultrahigh-efficiency solar cells, and to infrared photo-detectors. In this article, a design concept and a feature of the photonic detectors are presented. When the InGaN tandem solar cells including 1ML-InN QWs as a photo-sensitizer are composed, theoretical evaluation shows that the maximum conversion efficiency reaches 56% for the 6 tandem structure (further 65% under 250 suns).
