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公開番号2025007239
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-17
出願番号2023108511
出願日2023-06-30
発明の名称光電変換素子
出願人日本電信電話株式会社,国立大学法人宮崎大学
代理人弁理士法人ITOH,個人,個人,個人
主分類H10F 10/142 20250101AFI20250109BHJP()
要約【課題】多接合化された光電変換素子における光電変換効率を向上させる。
【解決手段】光電変換素子において、第1共振器ミラー層と、第2共振器ミラー層と、前記第1共振器ミラー層と前記第2共振器ミラー層との間に備えられた多接合型光吸収層とを備え、前記第1共振器ミラー層に単一波長の光が入射した場合に前記多接合型光吸収層において生じる定在波の節の位置に基づいて、前記多接合型光吸収層における各トンネル接合層の位置が定められている。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
第１共振器ミラー層と、
第２共振器ミラー層と、
前記第１共振器ミラー層と前記第２共振器ミラー層との間に備えられた多接合型光吸収層とを備え、
前記第１共振器ミラー層に単一波長の光が入射した場合に前記多接合型光吸収層において生じる定在波の節の位置に基づいて、前記多接合型光吸収層における各トンネル接合層の位置が定められている
光電変換素子。
続きを表示（約 290 文字）【請求項２】
前記定在波の節の位置に、前記多接合型光吸収層におけるトンネル接合層が存在するように構成された請求項１に記載の光電変換素子。
【請求項３】
前記光の波長をλとし、前記多接合型光吸収層を構成する光吸収層の屈折率をｎとし、ｍを整数とし、各トンネル接合層が光吸収層より十分に薄い、あるいは、各トンネル接合層の屈折率が光吸収層の屈折率と同等の屈折率である場合において、前記第１共振器ミラー層と前記多接合型光吸収層との境界を基準に、各トンネル接合層の深さがλｍ／２ｎとなるように、各光吸収層の厚さが定められている
請求項１又は２に記載の光電変換素子。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、光電変換の技術に関連するものである。
続きを表示（約 1,200 文字）【背景技術】
【０００２】
無線給電技術の１つとして、例えば非特許文献２に開示された光無線給電技術が知られている。光無線給電では、レーザから出力されたビーム（単色光）が光電変換素子に入射され、光電変換素子が光を電気に変換する。
【０００３】
上記のようなレーザを用いた光無線給電において、光電変換素子における光電変換の効率向上が望まれている。
【０００４】
光電変換素子の高効率化の手法として、光吸収層を多段に積層することで、単層の場合よりも高い電圧を取り出せるようにした多接合化が知られている（非特許文献１）。多接合化において、２つの光吸収層の間には、電流損失の少ない低抵抗なトンネル接合層（以下、ＴＪ層 :Tunnel Junction）が用いられる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
秋山英文, "多接合太陽電池の診断・設計と発光絶対値・発光量子効率の評価", 応用物理, 第84巻, 第4号(2015)、https://www.jstage.jst.go.jp/article/oubutsu/84/4/84_319/_pdf/-char/ja、令和５年６月２日検索
宮本智之, "光ビームで実現する光無線給電" (2021)、https://www.jsap.or.jp/columns/gx/e1-8、令和５年６月２日検索
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
光電変換素子の多接合化の際、上述したＴＪ層には電流損失を低減するために高濃度ドープされた材料を用いる必要がある。
【０００７】
しかし、入射光が光電変換素子の内部を通る（＝光電変換が行われる）際には、ＴＪ層の高濃度ドープの影響で一部の光が吸収されることから損失が発生し、これが光電変換効率低下の原因となる。
【０００８】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、多接合化された光電変換素子における光電変換効率を向上させるための技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
開示の技術によれば、第１共振器ミラー層と、
第２共振器ミラー層と、
前記第１共振器ミラー層と前記第２共振器ミラー層との間に備えられた多接合型光吸収層とを備え、
前記第１共振器ミラー層に単一波長の光が入射した場合に前記多接合型光吸収層において生じる定在波の節の位置に基づいて、前記多接合型光吸収層における各トンネル接合層の位置が定められている
光電変換素子が提供される。
【発明の効果】
【００１０】
開示の技術によれば、多接合化された光電変換素子における光電変換効率を向上させるための技術が提供される。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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