研究活動情報

• 2022年09月 9th International Symposium on Control of Semiconductor Interfaces (ISCSI-XI), Young Researcher Award, Photoluminescence Characteristics of InAs Quantum Dots in the Doubled-heterointerface of AlGaAs/GaAs-based Two-step Photon Up-conversion Solar Cells

  H. Mahamu, S. Asahi, T. Kita

  共同研究・競争的資金等の業績ID対象リソースIRI


• 2020年06月 47th IEEE Photovoltaic Specialists Conference (PVSC47), PVSC 47 Best Student Paper Award, Up-converted photocurrent enhancement in modulation-doped two-step photon up-conversion

  Kohei Watanabe, Shigeo Asahi, Takashi Kita


• 2015年12月 第26回光物性研究会, 奨励賞


• 2014年08月 日本材料学会半導体エレクトロニクス部門委員会, 平成26年度第1回研究会学生優秀講演賞

• Nonlinear photoexcitation processes at a MAPbBr3/GaAs heterointerface

  Hambalee Mahamu, Matthias Bourzier, Shigeo Asahi, Takashi Kita

  Abstract While a significant part of the solar energy lies in the infrared range, common semiconductors cannot absorb this part of the solar irradiance by direct band-to-band transitions, because the corresponding photon energies are below the bandgap energy. Two-step photon up-conversion (TPU) is one of the processes that allows us to harvest energy in the region below the bandgap, and one possible approach to realize a TPU-based solar cell is to use an AlGaAs/GaAs heterointerface with quantum dots in order to induce additional intraband transitions. On the other hand, here we report on the TPU phenomenon at a methylammonium lead bromide/gallium arsenide (MAPbBr₃/GaAs) heterointerface without quantum dots. For this heterojunction, we observed high-energy photoemission by low-energy photoinjection, demonstrating the TPU. By using photoluminescence (PL) and time-resolved PL measurement techniques, we elucidate the mechanism of the PL emission from MAPbBr₃ observed from MAPbBr₃/GaAs samples. Through the comparisons of the experimental PL and TRPL results between the MAPbBr₃/GaAs and MAPbBr₃/Glass-substrate samples, we successfully distinguish the TPU phenomenon from the ordinal two-photon absorption of MAPbBr₃. Our findings in the TPU at the MAPbBr₃/GaAs heterointerface may help to realize quantum-dot-free photon up-conversion solar cells.

  Springer Science and Business Media LLC, 2025年01月, Journal of Optics

  [査読有り]

  研究論文（学術雑誌）

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• The basic monochromatic photovoltaic properties of a photodiode for laser power conversion

  Ryota Hanakuma, Shigeo Asahi, Yukihiro Harada, Takashi Kita

  Abstract We studied the photovoltaic properties of a conventional silicon photodiode under monochromatic illumination conditions to clarify the loss mechanisms that are important for application as a laser power converter. While the short-circuit current increases linearly with the excitation power, the power dependence of the open-circuit voltage consists of two regions with different slopes as a result of the Joule heating. At higher excitation power densities, thermal effects play a key role in the current–voltage characteristics, and therefore the maximum conversion efficiency is achieved at a certain excitation-power density. Furthermore, the optimum excitation wavelength shifts towards longer wavelengths as the excitation power density increases, because the optimum value is determined by a trade-off between the optical absorption strength and the excitation power density.

  IOP Publishing, 2025年01月, Japanese Journal of Applied Physics, 64(1) (1), 014001 - 014001

  [査読有り]

  研究論文（学術雑誌）

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• Conduction Band Resonant State Absorption for Quantum Dot Infrared Detectors Operating at Room Temperature

  Stefano Vichi, Shigeo Asahi, Sergio Bietti, Artur Tuktamyshev, Alexey Fedorov, Takashi Kita, Stefano Sanguinetti

  American Chemical Society (ACS), 2024年12月, ACS Photonics, 12(1) (1), 447 - 456

  [査読有り]

  研究論文（学術雑誌）


• Intraband transitions at a CsPbBr3/GaAs heterointerface in a two-step photon upconversion solar cell

  Hambalee Mahamu, Shigeo Asahi, Takashi Kita

  Abstract Two-step photon upconversion solar cells (TPU-SCs) based on III–V semiconductors can achieve enhanced sub-bandgap photon absorption because of intraband transitions at the heterointerface. From a technological aspect, the question arose whether similar intraband transitions can be realized by using perovskite/III–V semiconductor heterointerfaces. In this article, we demonstrate a TPU-SC based on a CsPbBr₃/GaAs heterointerface. Such a solar cell can ideally achieve an energy conversion efficiency of 48.5% under 1-sun illumination. This is 2.1% higher than the theoretical efficiency of an Al_0.3Ga_0.7As/GaAs-based TPU-SC. Experimental results of the CsPbBr₃/GaAs-based TPU-SC show that both the short-circuit current J_SC and the open-circuit voltage V_OC increase with additional illumination of sub-bandgap photons. We analyze the excitation power dependence of J_SC for different excitation conditions to discuss the mechanisms behind the enhancement. In addition, the observed voltage-boost clarifies that the J_SC enhancement is caused by an adiabatic optical process at the CsPbBr₃/GaAs heterointerface, where sub-bandgap photons efficiently pump the electrons accumulated at the heterointerface to the conduction band of CsPbBr₃. Besides the exceptional optoelectronic properties of CsPbBr₃ and GaAs, the availability of a CsPbBr₃/GaAs heterointerface for two-step photon upconversion paves the way for the development of high-efficiency perovskite/III–V semiconductor-based single-junction solar cells.

  Springer Science and Business Media LLC, 2024年11月, Scientific Reports, 14(1) (1)

  [査読有り]

  研究論文（学術雑誌）

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• Electric Field Enhancement Effect by Localized Surface Plasmon Resonance in Heavily-Doped InAs/GaAs Quantum Dots

  Mizuto KAWAKAMI, Yukihiro HARADA, Shigeo ASAHI, Takashi KITA

  Society of Materials Science, Japan, 2024年02月, Journal of the Society of Materials Science, Japan, 73(2) (2), 178 - 182

  研究論文（学術雑誌）


• 量子ドットを内包するヘテロ界面を利用した2段階フォトンアップコンバージョン太陽電池

  朝日重雄, 原田幸弘, 喜多隆

  公益社団法人応用物理学会, 2023年09月, 応用物理, 92(9) (9), 550 - 554, 日本語

  [査読有り]


• Multi-step photon upconversion in quantum-dot-based solar cells with a double-heterointerface structure

  Hambalee Mahamu, Shigeo Asahi, Takashi Kita

  Photon upconversion (PU) is a process where an electron is excited from the valence band to the conduction band of a wide-gap semiconductor by the sequential absorption of two or more photons via real states. For example, two-step PU can generate additional photocurrent in the so-called intermediate-band solar cells. In this work, we consider two- and three-step processes; we study multi-step PU in a quantum dot (QD)-based single-junction solar cell with a double-heterointerface structure. The solar cell consists of three different absorber layers: Al_0.7Ga_0.3As, Al_0.3Ga_0.7As, and GaAs, which form two heterointerfaces. Just beneath each heterointerface, an InAs/GaAs QD layer was inserted. After band-to-band excitation, electrons accumulate at each heterointerface, and then, below-bandgap photons excite a certain fraction of these electrons above the barrier energy. The photoluminescence spectra of the InAs QDs reveal slightly different QD size distributions at the two heterointerfaces. We show that the external quantum efficiency is improved by additional irradiation with below-bandgap infrared photons, which suggests a multi-step PU process that involves the two heterointerfaces. The dependence of the photocurrent on the infrared excitation power density only shows a superlinear behavior when the GaAs layer is excited but the Al_0.3Ga_0.7As layer is not. These data demonstrate a multi-step PU process that consists of one intraband transition at each of the two heterointerfaces and one interband transition in GaAs.

  AIP Publishing, 2023年03月, Journal of Applied Physics, 133(12) (12), 124503 - 124503

  [査読有り]

  研究論文（学術雑誌）


• Diffusion photocurrent influenced by intraband excitation in an intermediate band solar cell with type-I band alignment

  Yaxing Zhu, Shigeo Asahi, Naoya Miyashita, Yoshitaka Okada, Takashi Kita

  Abstract We elucidate a photocarrier collection mechanism in intermediate band solar cells (IBSCs) with InAs-quantum dots (QDs)-in-an-Al_0.3Ga_0.7As/GaAs-quantum well structures. When the Al_0.3Ga_0.7As barrier is excited, the device electrical output can be varied by additional infrared light for the electron intraband optical transition in QDs. The photocurrent in IBSC with a single QDs-in-a-well structure shows a monotonic increase with the intraband-excitation density. Conversely, IBSC with a multilayered QDs-in-a-well structure exhibits a photocurrent reduction when electrons in QDs are optically pumped out. The simultaneously measured photoluminescence spectra proved that the polarity of QD states changes depending on the intraband-excitation density. We discuss the drift and diffusion current components and point out that the hole diffusion current is significantly influenced by carriers inside the confinement structure. Under strong intraband excitations, we consider an increased hole diffusion current occurs by blocking hole-capture in the quantum structures. This causes unexpected photocurrent reduction in the multilayered device.

  IOP Publishing, 2022年07月, Japanese Journal of Applied Physics, 61(7) (7), 074002 - 074002, 英語

  [査読有り]

  研究論文（学術雑誌）


• Erratum: Two-photon photocurrent spectra of InAs quantum dot-in-well intermediated-band solar cells at room temperature (Journal of Applied Physics (2021) 130 (124505) DOI: 10.1063/5.0060569)

  Yaxing Zhu, Shigeo Asahi, Naoya Miyashita, Yoshitaka Okada, Takashi Kita

  American Institute of Physics Inc., 2021年11月, Journal of Applied Physics, 130(17) (17), 英語

  研究論文（学術雑誌）


• Two-photon photocurrent spectra of InAs quantum dot-in-well intermediated-band solar cells at room temperature

  Yaxing Zhu, Shigeo Asahi, Naoya Miyashita, Yoshitaka Okada, Takashi Kita

  AIP Publishing, 2021年09月, Journal of Applied Physics, 130(12) (12), 124505 - 124505, 英語

  [査読有り]

  研究論文（学術雑誌）


• Voltage boost effects in two-step photon upconversion solar cells with a modulation-doped structure

  Kohei Watanabe, Shigeo Asahi, Yaxing Zhu, Takashi Kita

  AIP Publishing, 2021年08月, Journal of Applied Physics, 130(8) (8), 085701 - 085701, 英語

  [査読有り]

  研究論文（学術雑誌）

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• Collection of Photocarriers Varied by Effective Electron Intraband Excitation in an InAs Quantum Dot-in-Well Intermediate Band Solar Cell

  Yaxing Zhu, Shigeo Asahi, Takashi Kita

  Institute of Electrical and Electronics Engineers Inc., 2021年06月, Conference Record of the IEEE Photovoltaic Specialists Conference, 1786 - 1788, 英語

  研究論文（国際会議プロシーディングス）


• Two-step excitation induced photovoltaic properties in an InAs quantum dot-in-well intermediate-band solar cell

  Yaxing Zhu, Shigeo Asahi, Kohei Watanabe, Naoya Miyashita, Yoshitaka Okada, Takashi Kita

  AIP Publishing, 2021年02月, Journal of Applied Physics, 129(7) (7), 074503 - 074503, 英語

  [査読有り]

  研究論文（学術雑誌）


• Infrared photodetector sensitized by InAs quantum dots embedded near an Al0.3Ga0.7As/GaAs heterointerface

  Takahiko Murata, Shigeo Asahi, Stefano Sanguinetti, Takashi Kita

  Springer Science and Business Media LLC, 2020年12月, Scientific Reports, 10(1) (1)

  [査読有り]

  研究論文（学術雑誌）

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• Reciprocal Relation Between Intraband Carrier Generation and Interband Recombination at the Heterointerface of Two-Step Photon Up-Conversion Solar Cells

  Noriyuki Kinugawa, Shigeo Asahi, Takashi Kita

  American Physical Society (APS), 2020年07月, Physical Review Applied, 14(1) (1), 英語

  [査読有り]

  研究論文（学術雑誌）

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• Intensive-Light-Induced Backtracking Voltage Phenomenon: An Insight into Intermediate-Band Solar Cell Output Performance

  Yaxing Zhu, Shigeo Asahi, Takashi Kita

  Institute of Electrical and Electronics Engineers Inc., 2020年06月, Conference Record of the IEEE Photovoltaic Specialists Conference, 2020-, 0146 - 0148, 英語

  研究論文（国際会議プロシーディングス）


• Up-converted photocurrent enhancement in modulation-doped two-step photon up-conversion solar cells

  Kohei Watanabe, Shigeo Asahi, Yaxing Zhu, Takashi Kita

  Institute of Electrical and Electronics Engineers Inc., 2020年06月, Conference Record of the IEEE Photovoltaic Specialists Conference, 2020-, 0902 - 0904, 英語

  研究論文（国際会議プロシーディングス）


• Bound-to-continuum intraband transition properties in InAs/GaAs quantum dot superlattice solar cells

  Yukihiro Harada, Shigeo Asahi, Takashi Kita

  IOP Publishing, 2019年12月, Applied Physics Express, 12(12) (12), 125008 - 125008

  [査読有り]

  研究論文（学術雑誌）


• Hot-carrier generation and extraction in InAs/GaAs quantum dot superlattice solar cells

  Shigeo Asahi

  IOP Publishing, 2019年09月, Semiconductor Science and Technology, 34(9) (9), 094003 - 094003

  研究論文（学術雑誌）


• Reciprocal relationship between photoluminescence and photocurrent in two-step photon up-conversion solar cell

  Noriyuki Kinugawa, Shigeo Asahi, Takashi Kita

  Institute of Electrical and Electronics Engineers Inc., 2019年06月, Conference Record of the IEEE Photovoltaic Specialists Conference, 2623 - 2626, 英語

  研究論文（国際会議プロシーディングス）


• Strong voltage-boost effect in two-step photon-up conversion solar cells

  Shigeo Asahi, Takashi Kita

  Institute of Electrical and Electronics Engineers Inc., 2019年06月, Conference Record of the IEEE Photovoltaic Specialists Conference, 2597 - 2599, 英語

  研究論文（国際会議プロシーディングス）


• Hot-Carrier Extraction in InAs/GaAs Quantum Dot Superlattice Solar Cells

  Yukihiro Harada, Naoto Iwata, Daiki Watanabe, Shigeo Asahi, Takashi Kita

  Institute of Electrical and Electronics Engineers Inc., 2019年06月, Conference Record of the IEEE Photovoltaic Specialists Conference, 3004 - 3006, 英語

  研究論文（国際会議プロシーディングス）


• Adiabatic two-step photoexcitation effects in intermediate-band solar cells with quantum dot-in-well structure

  Shigeo Asahi

  We studied the dynamics of electrons generated by two-step photoexcitation in an intermediate-band solar cell (IBSC) comprising InAs/GaAs/Al0.3Ga0.7As dot-in-well (DWELL) structure using time-resolved photocurrent (TRPC) measurement. The examined IBSC exhibited considerably slower photocurrent decay than a conventional InAs/GaAs quantum dot IBSC, which is due to the extraordina

  Nature Publishing Group, 2019年05月, Scientific Reports, 9, 7859 - 1-8, 英語

  [査読有り]

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• Luminescence study of Si/SiC nano-particles embedded in SiOxCy matrix deposited using O-Cat-CVD

  Shigeo Asahi

  2019年03月, Physica E: Low-dimensional Systems and Nanostructures, 英語

  [査読有り]

  研究論文（学術雑誌）


• Reply to: “Thermal artefacts in two-photon solar cell experiments”

  Shigeo Asahi

  Nature Publishing Group, 2019年02月, Nature Communications, 10, 956 - 1-3, 英語

  [査読有り]

  研究論文（学術雑誌）

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• The Conversion Efficiency of a Solar Cell as Determined by the Detailed Balance Model

  Takashi Kita, Yukihiro Harada, Shigeo Asahi

  Springer Verlag, 2019年, Green Energy and Technology, 55 - 79, 英語

  論文集(書籍)内論文


• Actual Calculation of Solar Cell Efficiencies

  Takashi Kita, Yukihiro Harada, Shigeo Asahi

  Springer Verlag, 2019年, Green Energy and Technology, 81 - 137, 英語

  論文集(書籍)内論文


• Photons from the Sun

  Takashi Kita, Yukihiro Harada, Shigeo Asahi

  Springer Verlag, 2019年, Green Energy and Technology, 15 - 24, 英語

  論文集(書籍)内論文


• Fundamentals of Semiconductors

  Takashi Kita, Yukihiro Harada, Shigeo Asahi

  Springer Verlag, 2019年, Green Energy and Technology, 157 - 202, 英語

  論文集(書籍)内論文


• Application Limits for the Ideal Conditions

  Takashi Kita, Yukihiro Harada, Shigeo Asahi

  Springer Verlag, 2019年, Green Energy and Technology, 139 - 156, 英語

  論文集(書籍)内論文


• “Graphical Solution” for the Solar Cell Conversion Efficiency in the Completely Ideal Case

  Takashi Kita, Yukihiro Harada, Shigeo Asahi

  Springer Verlag, 2019年, Green Energy and Technology, 25 - 42, 英語

  論文集(書籍)内論文


• Influences of Carrier Generation and Recombination on the Solar Cell Conversion Efficiency

  Takashi Kita, Yukihiro Harada, Shigeo Asahi

  Springer Verlag, 2019年, Green Energy and Technology, 43 - 54, 英語

  論文集(書籍)内論文


• The Solar Cell and the Electrochemical Cell

  Takashi Kita, Yukihiro Harada, Shigeo Asahi

  Springer Verlag, 2019年, Green Energy and Technology, 1 - 13, 英語

  論文集(書籍)内論文


• Energy Conversion Efficiency of Solar Cells

  Takashi Kita, Yukihiro Harada, Shigeo Asahi

  Springer Singapore, 2019年, Green Energy and Technology

  [査読有り]


• Increasing conversion efficiency of two-step photon up-conversion solar cell with a voltage booster hetero-interface

  Shigeo Asahi, Kazuki Kusaki, Yukihiro Harada, Takashi Kita

  Nature Publishing Group, 2018年12月, Scientific Reports, 8(1) (1), pp. 872 - 1-8, 英語

  [査読有り]

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• Carrier collection efficiency of intraband-excited carriers in two-step photon up-conversion solar cells

  Shigeo Asahi, Kenta Nishimura, Toshiyuki Kaizu, Takashi Kita

  Institute of Electrical and Electronics Engineers Inc., 2018年11月, 2018 IEEE 7th World Conference on Photovoltaic Energy Conversion, WCPEC 2018 - A Joint Conference of 45th IEEE PVSC, 28th PVSEC and 34th EU PVSEC, 3447 - 3450, 英語

  研究論文（国際会議プロシーディングス）


• Optimal band gap energies for two-step photon up-conversion solar cells with partial absorptivity

  Y. Harada, T. Matsuo, S. Asahi, T. Kita

  2018年11月, Proceedings of the 35th European Photovoltaic Solar Energy Conference and Exhibition, 126 - 128, 英語

  研究論文（国際会議プロシーディングス）


• Hot-Carrier Generation in a Solar Cell Containing InAs/GaAs Quantum-Dot Superlattices as a Light Absorber

  D. Watanabe, N. Iwata, S. Asahi, Y. Harada, T. Kita

  2018年07月, Applied Physics Express, Vol. 11(No. 1) (No. 1), pp.082303 - 1-4, 英語

  [査読有り]

  研究論文（学術雑誌）


• Two-step photon up-conversion solar cell: Propose and demonstration

  S. Asahi, T. Kita

  SPIE, 2018年, Proceedings of SPIE - The International Society for Optical Engineering, 10527, 英語

  [招待有り]

  研究論文（国際会議プロシーディングス）


• Two-step photocurrent generation enhanced by the fundamental-state miniband formation in intermediate-band solar cells using a highly homogeneous InAs/GaAs quantum-dot superlattice

  Kazuki Hirao, Shigeo Asahi, Toshiyuki Kaizu, Takashi Kita

  2018年01月, APPLIED PHYSICS EXPRESS, 11(1) (1), pp. 012301 - 1-4, 英語

  [査読有り]

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• Efficient two-step photocarrier generation in bias-controlled InAs/GaAs quantum dot superlattice intermediate-band solar cells

  T. Kada, S. Asahi, T. Kaizu, Y. Harada, R. Tamaki, Y. Okada, T. Kita

  2017年07月, SCIENTIFIC REPORTS, 7, pp. 5865 - 1-10, 英語

  [査読有り]

  研究論文（学術雑誌）

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• Two-step photocurrent generation enhanced by miniband formation in InAs/GaAs quantum dot superlattice intermediate-band solar cells

  Sho Watanabe, Shigeo Asahi, Tomoyuki Kada, Kazuki Hirao, Toshiyuki Kaizu, Yukihiro Harada, Takashi Kita

  2017年05月, APPLIED PHYSICS LETTERS, 110(19) (19), pp. 193104 - 1-5, 英語

  [査読有り]

  研究論文（学術雑誌）

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• Two-step photon up-conversion solar cells

  Shigeo Asahi, Haruyuki Teranishi, Kazuki Kusaki, Toshiyuki Kaizu, Takashi Kita

  2017年04月, NATURE COMMUNICATIONS, 8, pp. 14962 - 1-9, 英語

  [査読有り]

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• 半導体材料・デバイスの最新の進展 3. 太陽電池の変換効率限界を引き上げる半導体材料設計

  朝日 重雄, 喜多 隆

  2017年03月, 材料 別冊, 66(3) (3), pp. 244~249, 日本語

  [査読有り][招待有り]

  研究論文（学術雑誌）


• Photocarrier transport dynamics in InAs/GaAs quantum dot superlattice solar cells using time-of-flight spectroscopy

  T. Tanibuchi, T. Kada, S. Asahi, D. Watanabe, T. Kaizu, Y. Harada, T. Kita

  2016年11月, PHYSICAL REVIEW B, 94(19) (19), pp. 195313 - 1 -9, 英語

  [査読有り]

  研究論文（学術雑誌）

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• Field-dependent characteristics of two-step photoexcited current generation in a quantum-dot superlattice solar cell

  Tomoyuki Kada, Shigeo Asahi, Yukihiro Harada, Takashi Kita

  Society of Materials Science Japan, 2016年09月, Zairyo/Journal of the Society of Materials Science, Japan, 65(9) (9), 647 - 651, 日本語

  [査読有り]

  研究論文（学術雑誌）


• 量子ドット超格子太陽電池における2段階光励起電流生成ダイナミクスの電界依存特性

  加田 智之, 朝日 重雄, 原田 幸弘, 喜多 隆

  日本材料学会, 2016年09月, 日本材料学会会誌「材料」, 65(9) (9), pp. 647 - 651, 日本語

  [査読有り]

  研究論文（学術雑誌）


• Saturable Two-Step Photocurrent Generation in Intermediate-Band Solar Cells Including InAs Quantum Dots Embedded in Al0.3Ga0.7As/GaAs Quantum Wells

  Shigeo Asahi, Haruyuki Teranishi, Naofumi Kasamatsu, Tomoyuki Kada, Toshiyuki Kaizu, Takashi Kita

  2016年03月, IEEE JOURNAL OF PHOTOVOLTAICS, 6(2) (2), 465 - 472, 英語

  [査読有り]

  研究論文（学術雑誌）


• Comparison of Electron and Hole Mobilities in Multiple-Quantum-Well Solar Cells Using a Time-of-Flight Technique

  Kasidit Toprasertpong, Taizo Tanibuchi, Hiromasa Fujii, Tomoyuki Kada, Shigeo Asahi, Kentaroh Watanabe, Masakazu Sugiyama, Takashi Kita, Yoshiaki Nakano

  Institute of Electrical and Electronics Engineers ({IEEE}), 2015年11月, IEEE Journal of Photovoltaics, 5(6) (6), 1613 - 1620, 英語

  [査読有り]

  研究論文（学術雑誌）


• InAs/GaAs/Al_0.3Ga_0.7As 中間バンド型太陽電池における室温2段階光励起の飽和現象の解析

  朝日 重雄, 寺西 陽之, 笠松 直史, 加田 智之, 海津 利行, 喜多 隆

  The Society of Materials Science, Japan, 2015年09月, 材料, 64(9) (9), 690 - 695, 日本語

  [査読有り]

  研究論文（学術雑誌）


• Microscopic observation of carrier-transport dynamics in quantum-structure solar cells using a time-of-flight technique

  Kasidit Toprasertpong, Naofumi Kasamatsu, Hiromasa Fujii, Tomoyuki Kada, Shigeo Asahi, Yunpeng Wang, Kentaroh Watanabe, Masakazu Sugiyama, Takashi Kita, Yoshiaki Nakano

  In this study, we propose a carrier time-of-flight technique to evaluate the carrier transport time across a quantum structure in an active region of solar cells. By observing the time-resolved photoluminescence signal with a quantum-well probe inserted under the quantum structure at forward bias, the carrier transport time can be efficiently determined at room temperature. The

  {AIP} Publishing, 2015年07月, Applied Physics Letters, 107(4) (4), 043901 - 043901, 英語

  [査読有り]

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• Two-step photon absorption in InAs/GaAs quantum-dot superlattice solar cells

  T. Kada, S. Asahi, T. Kaizu, Y. Harada, T. Kita, R. Tamaki, Y. Okada, K. Miyano

  2015年05月, PHYSICAL REVIEW B, 91(20) (20), pp. 201303 - 1-6, 英語

  [査読有り]

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• Ultrafast Photocarrier Transport Dynamics in InAs/GaAs Quantum Dot Superlattice Solar Cell

  Taizo Tanibuchi, Tomoyuki Kada, Naofumi Kasamatsu, Takuya Matsumura, Shigeo Asahi, Takashi Kita

  2015年, 2015 IEEE 42ND PHOTOVOLTAIC SPECIALIST CONFERENCE (PVSC), 英語

  [査読有り]

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• Saturable Two-step Photo current Generation in Intermediate-band Solar Cells Including InAs Quantum Dots Embedded in Al0.3Ga0.7As/GaAs Quantum Wells

  Shigeo Asahi, Haruyuki Teranishi, Naofumi Kasamatsu, Tomoyuki Kada, Toshiyuki Kaizu, Takashi Kita

  2015年, 2015 IEEE 42ND PHOTOVOLTAIC SPECIALIST CONFERENCE (PVSC), 英語

  [査読有り]

  研究論文（国際会議プロシーディングス）


• Comparison of Electron and Hole Mobilities in Multiple Quantum Well Solar Cells Using a Time-of-Flight Technique

  Kasidit Toprasertpong, Taizo Tanibuchi, Hiromasa Fujii, Tomoyuki Kada, Shigeo Asahi, Kentaroh Watanabe, Masakazu Sugiyama, Takashi Kita, Yoshiaki Nakano

  2015年, 2015 IEEE 42ND PHOTOVOLTAIC SPECIALIST CONFERENCE (PVSC), 英語

  [査読有り]

  研究論文（国際会議プロシーディングス）


• Two-Step Photocarrier Generation in InAs/GaAs Quantum Dot Superlattice Intermediate Band Solar Cell

  Tomoyuki Kada, Taizo Tanibuchi, Shigeo Asahi, Toshiyuki Kaizu, Yukihiro Harada, Takashi Kita, Ryo Tamaki, Yoshitaka Okada, Kenjiro Miyano

  2015年, 2015 IEEE 42ND PHOTOVOLTAIC SPECIALIST CONFERENCE (PVSC), 英語

  [査読有り]

  研究論文（国際会議プロシーディングス）


• Suppression of thermal carrier escape and enhanced two-step photon absorption in quantum-dot intermediate-band solar cells with a high-potential barrier

  S. Asahi, H. Teranishi, N. Kasamatsu, T. Kada, T. Kaizu, T. Kita

  2015年, PHYSICS SIMULATION AND PHOTONIC ENGINEERING OF PHOTOVOLTAIC DEVICES IV, 9358, 英語

  研究論文（国際会議プロシーディングス）


• Carrier Time-of-Flight Measurement Using a Probe Structure for Direct Evaluation of Carrier Transport in Multiple Quantum Well Solar Cells

  Kasidit Toprasertpong, Naofumi Kasamatsu, Hiromasa Fujii, Tomoyuki Kada, Shigeo Asahi, Yunpeng Wang, Kentaroh Watanabe, Masakazu Sugiyama, Takashi Kita, Yoshiaki Nakano

  Institute of Electrical and Electronics Engineers ({IEEE}), 2014年11月, IEEE Journal of Photovoltaics, 4(6) (6), 1518 - 1525, 英語

  [査読有り]

  研究論文（学術雑誌）


• Suppression of thermal carrier escape and efficient photo-carrier generation by two-step photon absorption in InAs quantum dot intermediate-band solar cells using a dot-in-well structure

  S. Asahi, H. Teranishi, N. Kasamatsu, T. Kada, T. Kaizu, T. Kita

  2014年08月, JOURNAL OF APPLIED PHYSICS, 116(6) (6), pp. 063510 - 1-5, 英語

  [査読有り]

  研究論文（学術雑誌）

• Recent advancement of semiconductor materials and devices: III: Design of semiconvuctor materials to improve conversion-efficiency limit of solar cells

  Shigeo Asahi, Takashi Kita

  Society of Materials Science Japan, 2017年03月01日, Zairyo/Journal of the Society of Materials Science, Japan, 66(3) (3), 244 - 249, 日本語

  書評論文,書評,文献紹介等


• キャリア走行時間測定法による量子構造太陽電池内のダイナミクスの直接観測

  TOPRASERTPONG Kasidit, 笠松直史, 藤井宏昌, 加田智之, 朝日重雄, WANG Yunpeng, 渡辺健太郎, 杉山正和, 喜多隆, 中野義昭

  2014年09月01日, 応用物理学会秋季学術講演会講演予稿集(CD-ROM), 75th, ROMBUNNO.17P-A28-1, 日本語


• プローブ構造を用いた量子構造太陽電池におけるキャリア走行時間の測定

  TOPRASERTPONG Kasidit, 笠松直史, 藤井宏昌, 加田智之, 朝日重雄, WANG Yunpeng, 渡辺健太郎, 杉山正和, 喜多隆, 中野義昭

  2014年03月03日, 応用物理学会春季学術講演会講演予稿集(CD-ROM), 61st, ROMBUNNO.19P-D7-11, 日本語

• Energy Conversion Efficiency of Solar Cells

  朝日 重雄

  共著, Springer, 2019年08月, ISBN: 9789811390890

• Siレーザーパワーコンバーターの分光評価

  花熊亮汰, 朝日重雄, 原田幸弘, 喜多隆

  第72回応用物理学会春季学術講演会, 2025年03月, 日本語

  口頭発表（一般）


• 全無機CsPbBr3–xClxペロブスカイトナノ結晶, 両面2段階フォトンアップコンバージョン太陽電池のための半導体の可能性

  Hambalee Mahamu, Soma Ueno, Shigeo Asahi, Takashi Kita

  第72回応用物理学会春季学術講演会, 2025年03月, 英語

  口頭発表（一般）


• ダブルトンネル接合を利用したアップコンバージョン太陽電池の効率的バンド内遷移

  朝日重雄, 松沢光一郎, 喜多隆

  第72回応用物理学会春季学術講演会, 2025年03月, 日本語

  口頭発表（一般）


• 2段階フォトンアップコンバージョン太陽電池におけるバンド内赤外光学遷移の量子ドットによる増強特性

  山本祥, 永井大地, 朝日重雄, 喜多隆

  第85回応用物理学会秋季学術講演会, 2024年09月, 日本語

  口頭発表（一般）


• MAPbI₃/Siヘテロ構造を利用した二段階フォトンアップコンバージョン太陽電池

  徳永隼也, 朝日重雄, 喜多隆

  第85回応用物理学会秋季学術講演会, 2024年09月, 日本語


• Intraband Transitions Induced by Below-Bandgap Photoexcitation at CsPbBr₃/GaAs Heterointerface

  H. Mahamu, S. Asahi, T. Kita

  第85回応用物理学会秋季学術講演会, 2024年09月, 英語


• Voltage Boost Effects in Solar Cells Utilizing Adiabatic Photon Up-Conversion with a Double Tunnel Junction

  Koichiro Matsuzawa, Shigeo Asahi, Takashi Kita

  52nd IEEE Photovoltaic Specialists Conference (PVSC52), 2024年06月, 英語

  ポスター発表


• Two-Step Photon Upconversion Solar Cells Based on CsPbBr3/GaAs Heterointerface

  Hambalee Mahamu, Koichiro Yoshida, Shigeo Asahi, Takashi Kita

  52nd IEEE Photovoltaic Specialists Conference (PVSC52), 2024年06月, 英語

  ポスター発表


• 極性制御した2段階アップコンバージョン太陽電池におけるアップコンバージョン特性の変化

  西琢朗, 豊友太, 朝日重雄, 喜多隆

  第71回応用物理学会春季学術講演会, 2024年03月, 日本語

  口頭発表（一般）


• Optimization of the Morphological Structure of Spin-Coated MAPbBr₃ on p-GaAs Substrates for Perovskite/GaAs-based Photon Up-conversion Solar Cells

  H. Mahamu, M. Bourzier, S. Asahi, T. Kita

  第70回応用物理学会春季学術講演会, 2023年03月, 英語

  口頭発表（一般）


• ドープされたInAs/GaAs量子ドットにおける局在表面プラズモン共鳴による電場増強効果

  川上瑞人, 原田幸弘, 朝日重雄, 喜多隆

  日本材料学会2022年度半導体エレクトロニクス部門委員会第3回研究会, 2023年01月, 日本語

  口頭発表（一般）


• 量子ドットを内包する半導体ヘテロナノ構造を利用した量子型赤外光検出素子の暗電流制御

  錦見海地, 朝日重雄, 喜多隆

  日本材料学会2022年度半導体エレクトロニクス部門委員会第2回研究会, 2022年11月, 日本語

  口頭発表（一般）


• Broadband Enhancement of Intraband Transition in Two-Step Photon Up-Conversion Solar Cells with a Doubled-Heterointerface Strucure

  Hambalee Mahamu, Shigeo Asahi, Takashi Kita

  33rd International Photovoltaic Science and Engineering Conference (PVSEC-33), 英語

  口頭発表（一般）


• Intraband Transition in Two-Step Photon Up-Conversion Solar Cells

  Y. Harada, S. Asahi, T. Kita

  第41回電子材料シンポジウム（EMS41), 2022年10月


• Thermal Activation Process at the Heterointerface in Photon Up-Conversion Solar Cells Using hole Up-Conversion

  Y. Toyo, S. Asahi, H. Mahamu, T. Kita

  第41回電子材料シンポジウム（EMS41), 2022年10月, 日本語

  口頭発表（一般）


• High Absorptivity of Intraband Transition Occurring at Heterointerface in Two-Step Photon Up-Conversion Solar Cells

  S. Asahi, H. Mahamu, T. Kita

  8th World Conference on Photovoltaic Energy Conversion (WCPEC-8), 英語

  ポスター発表


• Electrical Properties of AlGaAs/GaAs-Based Two-Step Photon Up-Conversion Solar Cells with Doubled Heterointerfaces

  H. Mahamu, S. Asahi, T. Kita

  第83回応用物理学会秋季学術講演会, 2022年09月, 英語

  口頭発表（一般）


• Photoluminescence Characteristics of InAs Quantum Dots in the Doubled-heterointerface of AlGaAs/GaAs-based Two-step Photon Up-conversion Solar Cells

  H. Mahamu, S. Asahi, T. Kita

  9th International Symposium on Control of Semiconductor Interfaces(ISCSI-IX), 英語

  口頭発表（一般）


• Intraband Absorptivity in Two-Step Photon Up-Conversion Solar Cells

  Y. Harada, K. Kusaki, S. Asahi, T. Kita

  International Conference on the Physics of Semiconductors (ICPS 2022), 英語

  口頭発表（一般）


• 2段階フォトンアップコンバージョン太陽電池における ヘテロ界面のバンド内遷移の光吸収率

  朝日 重雄, H.Mahamu, 喜多 隆

  第69回応用物理学会春季学術講演会, 2022年03月, 日本語

  口頭発表（一般）


• 正孔フォトンアップコンバージョン太陽電池の赤外光照射による光電流制御

  豊友太, 朝日重雄, H. Mahamu, M, P. Nielsen, N, J. Ekins-Daukes, 喜多隆

  第69回応用物理学会春季学術講演会, 2022年03月, 日本語

  口頭発表（一般）


• Route to High Conversion Efficiency Solar Cell

  Shigeo Asahi, Yukihiro Harada, Takashi Kita

  The 6th International Conference on New Energy Future Energy Systems (NEFES 2021), 2021年11月, 英語

  [招待有り]

  口頭発表（招待・特別）


• 2段階フォトンアップコンバージョン太陽電池における 断熱的バンド内光励起による擬フェルミ準位分裂

  朝日重雄, 渡辺航平, Y. Zhu, 喜多隆

  第40回電子材料シンポジウム, 2021年10月, 日本語

  ポスター発表


• On the Simulation of Two-Step Photocurrent Generation in an InAs Quantum Dot -in-Well Intermediate Band Solar Cell

  Y. Zhu, S. Asahi, T. Kita

  第82回応用物理学会秋季学術講演会, 2021年09月, 英語

  口頭発表（一般）


• 正孔のアップコンバージョンを利用した2段階フォトンアップコンバージョン太陽電池のバンド内遷移過程

  朝日重雄, M, P .Nielsen, 池田一真, N. J. Ekins-Daukes, 喜多隆

  第82回応用物理学会秋季学術講演会, 2021年09月, 日本語

  口頭発表（一般）


• Two-step photon up-conversion solar cells: recent progress and future directions

  Shigeo Asahi, Takashi Kita

  8th International Workshop on Epitaxial Growth and Fundamental Properties of Semiconductor Nanostructures (SemiconNano2021), 2021年09月, 英語

  [招待有り]

  口頭発表（招待・特別）


• Efficiency Compensation from Intraband Transitions of Opposite Carrier in a Quantum Dot-in-Well Intermediate Band Solar Cell

  Y. Zhu, S. Asahi, T. Kita

  第68回応用物理学会春季学術講演会, 2021年03月, 英語

  口頭発表（一般）


• 変調ドープした二段階フォトンアップコンバージョン太陽電池における電圧上昇効果

  渡辺航平, 朝日重雄, 喜多隆

  第68回応用物理学会春季学術講演会, 2021年03月, 日本語

  口頭発表（一般）


• 高効率2段階フォトンアップコンバージョン太陽電池の基礎動作検証

  朝日重雄

  第4回フロンティア太陽電池セミナー, 2019年11月, 日本語

  [招待有り]

  口頭発表（招待・特別）


• Strong Voltage-Boost Effect in Two-Step Photon-Up Conversion Solar Cells

  S. Asahi, T. Kita

  46th IEEE Photovoltaic Specialists Conference, 2019年07月, 英語, Chicago, 国際会議

  口頭発表（一般）


• Hot-Carrier Extraction in InAs/GaAs Quantum Dot Superlattice Solar Cells

  Y. Harada, N. Iwata, D. Watanabe, S. Asahi, T. Kita

  46th IEEE Photovoltaic Specialists Conference, 2019年07月, 英語, Chicago, 国際会議

  口頭発表（一般）


• Reciprocal Relationship Between Photoluminescence and Photocurrent in Two-Step Photon Up-Conversion Solar Cell

  N. Kinugawa, S. Asahi, T. Kita

  46th IEEE Photovoltaic Specialists Conference, 2019年06月, 英語, Chicago, 国際会議

  口頭発表（一般）


• Efficient Hot-Carrier Generation in InAs/GaAs Quantum Dot Superlattices

  Y. Harada, N. Iwata, D. Watanabe, S. Asahi, T. Kita

  Optics&Photonics International Congress 2019, 2019年04月, 英語, Yokohama, 国際会議

  口頭発表（一般）


• InAs/GaAs量子ドット超格子を用いたホットキャリア型太陽電池における開放電圧の向上

  原田 幸弘, 岩田 尚之, 朝日 重雄, 喜多 隆

  第66回応用物理学会春季学術講演会, 2019年03月, 日本語, 国内会議

  口頭発表（一般）


• Voltage boost effect in two-step photon up-conversion solar cell with partial absorptivity

  Y. Harada, S. Asahi, T. Kita

  第37回電子材料シンポジウム, 2018年10月, 日本語, 国内会議

  ポスター発表


• Optimal Band Gap Energies for Two-Step Photon Up-Conversion Solar Cells with Partial Absorptivity

  Y. Harada, T. Matsuo, S. Asahi, T. Kita

  35th European PV Solar Energy Conference and Exhibition, 2018年09月, 英語, Belgium, 国際会議

  口頭発表（一般）


• InAs/GaAs量子ドット超格子太陽電池におけるホットキャリア電流取り出し特性

  岩田 尚之, 渡部 大樹, 原田 幸弘, 朝日 重雄, 喜多 隆

  第79回応用物理学会秋季学術講演会, 2018年09月, 日本語, 国内会議

  口頭発表（一般）


• 2段階フォトンアップコンバージョン太陽電池における理論変換効率の入射光スペクトル形状依存性

  原田 幸弘, 松尾 哲弘, 朝日 重雄, 喜多 隆

  第79回応用物理学会秋季学術講演会, 2018年09月, 日本語, 国内会議

  口頭発表（一般）


• 超高効率フォトンアップコンバージョン太陽電池の提案と基礎検証

  朝日重雄

  2018 年度 応用物理学会中国四国支部・若手半導体研究会, 2018年08月, 日本語

  [招待有り]

  口頭発表（招待・特別）


• Carrier Collection Efficiency of Intraband-Excited Carriers in Two-Step Photon Up-Conversion Solar Cells

  S. Asahi, K. Nishimura, T. Kaizu, T. Kita

  The 7th edition of the World Conference on Photovoltaic Energy Conversion, 2018年06月, 英語, Hawaii, 国際会議

  口頭発表（一般）


• 入射光スペクトル形状を考慮した2段階フォトンアップコンバージョン太陽電池の理論変換効率

  松尾 哲弘, 原田 幸弘, 朝日 重雄, 喜多 隆

  応用物理学会関西支部平成30年度第1回講演会, 2018年05月, 日本語, 神戸大学, 国内会議

  ポスター発表


• Polarization Dependent Photocurrent in InAs/GaAs Quantum Dot Superlattice Solar Cells

  Y. Harada, J. Yamada, D. Watanabe, S. Asahi, T. Kita

  International Conference on Nanophotonics and Nano-optoelectronics 2018, 2018年04月, 英語, Yokohama, 国際会議

  口頭発表（一般）


• Extraction Efficiency of Up-Converted Electrons in Two-Step Photon Up-Conversion Solar Cells

  S. Asahi, K. Nishimura, T. Kaizu, T. Kita

  International Conference on Nanophotonics and Nano-optoelectronics 2018, 2018年04月, 英語, Yokohama, 国際会議

  口頭発表（一般）


• 吸収率を考慮した2段階フォトンアップコンバージョン太陽電池の理論変換効率

  原田 幸弘, 朝日 重雄, 喜多 隆

  第65回応用物理学会春季学術講演会, 2018年03月, 日本語, 国内会議

  口頭発表（一般）


• InAs/GaAs量子ドット超格子を用いたホットキャリア型太陽電池動作実証

  岩田 尚之, 渡部 大樹, 原田 幸弘, 朝日 重雄, 喜多 隆

  第65回応用物理学会春季学術講演会, 2018年03月, 日本語, 国内会議

  口頭発表（一般）


• InAs/GaAs量子ドット超格子を用いたホットキャリア型太陽電池の動作評価

  岩田 尚之, 渡部 大樹, 原田 幸弘, 朝日 重雄, 喜多 隆

  応用物理学会関西支部平成29年度第3回講演会, 2018年02月, 日本語, 国内会議

  ポスター発表


• Two-Step Photon Up-Conversion Solar Cell: Propose and Demonstration

  S. Asahi, T. Kita

  SPIE Photonics West, 2018年01月, 英語, San Francisco, 国際会議

  [招待有り]

  口頭発表（招待・特別）


• Two-Step Photon Up-Conversion Solar Cell

  T. Kita, S. Asahi

  MTSA2017-OptoX Nano-TeraNano8, 2017年11月, 英語, Okayama, 国際会議

  口頭発表（一般）


• Two-Step Photo-Excitated Electrons with Extremely-Long Lifetime in Intermedeate-band Solar Cells Using Dot-in Well Strucyure

  S. Asahi, H. Teranishi, T. Kaizu, T. Kita

  The 27th Photovoltaic Science and Engineering Conference, 2017年11月, 英語, Otsu, 国際会議

  口頭発表（一般）


• Two-Step Photn Up-Conversion Solar Cells Incorporating a Voltage Booster Hetero-Interface

  S. Asahi, K. Kusaki, Y. Harada, T. Kita

  The 27th Photovoltaic Science and Engineering Conference, 2017年11月, 英語, Otsu, 国際会議

  口頭発表（一般）


• Infrared Absorption Characteristics in Two-Step Photon Up-Conversion Solar Cells

  K. Kusaki, S. Asahi, T. Kaizu, R. Tamaki, Y. Okada, T. Kita

  The 27th Photovoltaic Science and Engineering Conference, 2017年11月, 英語, Otsu, 国際会議

  口頭発表（一般）


• Efficient Two-Step Photocurrent in Intermediate Band Solar Cells Using Highly Homogeneous InAs/GaAs Quantum-Dot Superlattice

  K. Hirao, S. Asahi, T. Kaizu, Y. Harada, T. Kita

  The 27th Photovoltaic Science and Engineering Conference, 2017年11月, 英語, Otsu, 国際会議

  口頭発表（一般）


• 低温キャップInAs/GaAs量子ドット超格子中間バンド型太陽電池における熱脱出の抑制

  平尾 和輝, 朝日 重雄, 海津 利行, 原田 幸弘, 喜多 隆

  第78回応用物理学会秋季学術講演会, 2017年09月, 日本語, 国内会議

  口頭発表（一般）


• 低温キャップInAs/GaAs量子ドット超格子中間バンド型太陽電池における2段階光吸収の増強

  平尾 和輝, 朝日 重雄, 海津 利行, 原田 幸弘, 喜多 隆

  日本材料学会半導体エレクトロニクス部門委員会平成29年度第1回研究会, 2017年09月, 日本語, 国内会議

  口頭発表（一般）


• Photon Up-Converted Photocurrent in a Single Junction Solar Cell with a Hetero-Interface

  K. Kusaki, S. Asahi, T. Kaizu, T. Kita

  33rd European Photovoltaic Solar Energy Conference and Exhibition, 2017年09月, 英語, Netherlands, 国際会議

  口頭発表（一般）


• Increasing Photovoltage Boosted by Photon Up-Conversion in a Single-Junction Solar Cell with a Hetero-Interface

  S. Asahi, K. Kusaki, T. Kaizu, T. Kita

  33rd European Photovoltaic Solar Energy Conference and Exhibition, 2017年09月, 英語, Netherlands, 国際会議

  口頭発表（一般）


• InAs/GaAs量子ドット超格子太陽電池におけるバンド内遷移の偏光特性

  原田 幸弘, 山田 淳也, 渡部 大樹, 朝日 重雄, 喜多 隆

  第78回応用物理学会秋季学術講演会, 2017年09月, 日本語, 国内会議

  口頭発表（一般）


• Extended Optical Response of Two-Step Photoexcitation in InAs/GaAs Quantum-Dot Superlattice Intermediate Band Solar Cells

  K. Hirao, S. Asahi, T. Kaizu, T. Kita

  33rd European Photovoltaic Solar Energy Conference and Exhibition, 2017年09月, 英語, Netherlands, 国際会議

  口頭発表（一般）


• Carrier Dynamics in Photon Up-Conversion Solar Cells

  T. Kita, S. Asahi

  SemiconNano 2017: 6th International Workshop Epitaxial Growth and Fundamental Properties of Semiconductor Nanostructures, 2017年09月, 英語, Milano, 国際会議

  口頭発表（一般）


• Increasing Current Generation by Photon Up-Conversion in a Single-Junction Solar Cell with a Hetero-Interface

  S. Asahi, K. Kusaki, T. Kaizu, T. Kita

  2017 IEEE Photovoltaic Specialists Conference, 2017年06月, 英語, Washington D.C., 国際会議

  口頭発表（一般）


• InAs/GaAs量子ドット中間バンド型太陽電池における電子の熱脱出過程の解明

  平尾 和輝, 渡辺 翔, 朝日 重雄, 海津 利行, 原田 幸弘, 喜多 隆

  第77回応用物理学会秋季学術講演会, 2016年09月, 日本語, 国内会議

  口頭発表（一般）


• Thermal carrier-escape process from the intermediate band in InAs/GaAs quantum dot solar cells

  K. Hirao, S. Asahi, S. Watanabe, T. Kaizu, Y. Harada, T. Kita

  第35回電子材料シンポジウム, 2016年07月, 日本語, 国内会議

  ポスター発表


• Polarization-Insensitive Intraband Transition in InAs/GaAs Quantum Dot Superlattices

  Y. Harada, J. Yamada, D. Watanabe, S. Asahi, T. Kita

  UK Semiconductors 2016, 2016年07月, 英語, Sheffield, 国際会議

  口頭発表（一般）


• Extended Electron Lifetime in Intermediate-Band Solar Cells Using Dot-in-Well Structure

  S. Asahi, H. Teranishi, S. Watanabe, T. Kada, T. Kaizu, T. Kita

  32nd European Photovoltaic Solar Energy Conference and Exhibition, 2016年06月, 英語, Munich, 国際会議

  口頭発表（一般）


• Enhancement of Two-Step Photon Absorption Due to Miniband Formation in InAs/GaAs Quantum Dot Superlattice Solar Cell

  S. Watanabe, S. Asahi, T. Kada, T. Kaizu, Y. Harada, T. Kita

  32nd European Photovoltaic Solar Energy Conference and Exhibition, 2016年06月, 英語, Munich, 国際会議

  口頭発表（一般）

• IEEE Electron Devices Society Membership

  2018年01月 - 現在


• IEEE Membership

  2018年01月 - 現在


• 応用物理学会 正会員

  2017年01月 - 現在

• ヘテロ界面に挿入した量子ドットによる赤外増感型光電変換の実現

  喜多 隆, 朝日 重雄, 原田 幸弘

  日本学術振興会, 科学研究費助成事業 基盤研究(B), 基盤研究(B), 神戸大学, 2023年04月 - 2026年03月


• ダブルトンネル接合を利用したラチェット型アップコンバージョン太陽電池

  朝日 重雄

  日本学術振興会, 科学研究費助成事業 基盤研究(C), 基盤研究(C), 神戸大学, 2023年04月 - 2026年03月


• バンド内光学遷移分極の制御を基盤とした赤外増感型光電変換の新展開

  喜多 隆, 原田 幸弘, 朝日 重雄

  日本学術振興会, 科学研究費助成事業 基盤研究(A), 基盤研究(A), 神戸大学, 2019年04月01日 - 2023年03月31日

  p型とn型に挟まれたダイオード構造の真性層に、AlGaAs/GaAsヘテロ界面にInAs量子ドットを挿入した量子ナノ構造を作製し、電子のみを蓄積したヘテロ界面において価電子バンド－伝導バンド間光学遷移とバンド内光学遷移の連続した2段階の遷移による電子のエネルギーをアップコンバージョンによって増強されたバンド内光吸収に基づく赤外波長域に応答する光電変換特性を実現する。本年度は以下のように実施した。 （１）量子ナノ構造の作製と基礎光学特性評価：分子線エピタキシー技術を利用してGaAs(001)基板上にAlGaAs/GaAsヘテロ界面にInAs量子ドットを挿入した量子ナノ構造を内包するダイオード構造を作製し、ヘテロ界面にSi変調ドーピングによって電子密度を制御した量子構造を作製した。変調ドーピングによる界面電界の制御を明らかにして、光電流取り出し特性を詳細に明らかにした。 （２）バンド内光学遷移分極の制御：バンド内光学遷移強度は、光電場で誘起される電子分極の大きさと遷移始状態の電子占有率に比例する。量子ドットのサイズ、密度による光学応答への影響を明らかにするため電子で満たされた量子ドットにおけるプラズモン共鳴特性を明らかにして中赤外領域における光アンテナ効果を理論的に予測した。具体的には、量子ドットの形状・サイズに依存したプラズモン共鳴特性を計算し、8～16マイクロメートルの広範囲にわたる制御性を明らかにするとともに、量子ドット間のプラズモン共鳴状態の結合によるモード分散を明らかにした。 （３）光吸収係数の定量評価とアップコンバージョン光電流の最大化：デバイスを試作して光近赤外から中赤外に広がる広い波長範囲で光応答特性を明らかにし、ヘテロ界面電子濃度に依存すると予想されるバンド内光学遷移を確認した。


• アップコンバージョン現象を利用した太陽電池による高効率エネルギー変換の実現

  朝日 重雄

  日本学術振興会, 科学研究費助成事業 若手研究, 若手研究, 神戸大学, 2020年04月 - 2023年03月

  現在の太陽電池の主流である単接合型太陽電池の変換効率は理論的に約30%に制限される。その理論変換効率を超える太陽電池のアイデアがいくつか提案されているが、我々は2個の低エネルギー光子から1個の高エネルギー電子を生成する2段階アップコンバージョン（TPU）現象を利用した、2段階フォトンアップコンバージョン太陽電池（TPU-SC）を提案した。本研究では、アップコンバージョンによる電流上昇効率を現状からさらに10倍向上し、変換効率向上に寄与することを目的とする。 1年目は変調ドーピングによるアップコンバージョン効率の向上を実証することを行った。その結果、約3倍のアップコンバージョン効率の向上に成功した。また、アップコンバージョンによるヘテロ界面での擬フェルミ準位分裂の実験観測に成功した。これは、ヘテロ界面における赤外線吸収により、低エネルギーフォトンの光エネルギー変換が可能であることを示している。2年目は、ヘテロ界面に挿入した量子ドットの位置によるアップコンバージョンへの変化を調べた。その結果、量子ドットの位置を最適化することでアップコンバージョン効率がさらに3倍以上向上することを見出した。これにより、当初の目標であったアップコンバージョン効率の10倍向上が見えてきた。一方、ナローギャップ半導体に正孔のバリア層を設けることで、電子と正孔の分離を促し、ヘテロ界面に蓄積する電子密度の向上を図ったが、このバリアによりヘテロ界面での電子密度が減少することが分かり、この構造は適切ではないことが分かった。 一方、ホールのアップコンバージョンを利用したアップコンバージョン太陽電池の電流減少メカニズムも継続して取り組んでいる。アップコンバージョン遷移後の状態で、実効的なエネルギーバリアにより、正孔の取り出しが阻害される可能性を見出した。来年度も引き続き解明に取り組む。


• 赤外増感型バンド内光学遷移の制御と超高感度量子型赤外線センサーへの応用

  喜多 隆, 原田 幸弘, 朝日 重雄

  日本学術振興会, 科学研究費助成事業 挑戦的研究(萌芽), 挑戦的研究(萌芽), 神戸大学, 2020年07月 - 2022年03月

  本研究では量子ドットとヘテロ界面を融合した量子ナノ構造を有する新しい赤外光センシングデバイスを開発した。このデバイスはヘテロ界面における高効率なバンド内光学遷移エンジニアリングを原理として駆動しており、量子ドット形状による光増感が特徴である。開発したデバイスはAl0.3Ga0.7As/GaAsヘテロ界面にInAs量子ドットを挿入した構造で、ヘテロ界面に蓄積される電子が赤外光で励起されて光電流を生じる量子型デバイスである。赤外光センシングは量子ドットによって顕著に増強した。理論計算により、量子ドット界面に局在する強いプラズモンモードによって赤外光の電場が増強していることが明らかになった。


• 量子ナノ構造を利用して根本的に変換効率を向上させる太陽電池技術の開発

  喜多 隆

  学術研究助成基金助成金／国際共同研究加速基金(国際共同研究強化(B)), 2018年10月 - 2021年03月

  競争的資金


• フォトンアップコンバージョン太陽電池における高効率エネルギー変換の実現

  公益財団法人ひょうご科学技術協会, 学術研究助成, 2019年04月 - 2020年03月, 研究代表者


• 2段階フォトンアップコンバージョン太陽電池のヘテロ界面における電圧ブーストの増強

  朝日 重雄

  科学研究費補助金／研究活動スタート支援, 2018年08月 - 2020年03月, 研究代表者

  競争的資金


• 半導体ヘテロ接合を有する単接合型太陽電池における光アップコンバージョンによる光起電力の増強

  公益財団法人 小笠原科学技術振興財団, 国際研究集会出張助成, 2017年11月 - 2017年11月


• ヘテロ接合を有する単接合型太陽電池の光アップコンバージョンによる電流生成の増大

  公益財団法人 関西エネルギー・リサイクル科学技術振興財団, 国際交流活動助成（渡航）, 2017年06月 - 2017年06月


• ドットインウェル構造を用いた中間バンド型太陽電池における、電子寿命の伸長

  公益財団法人 村田学術振興財団, 海外派遣援助, 2016年04月 - 2016年04月


• 公益財団法人 関西エネルギー・リサイクル科学技術振興財団, 国際交流活動助成（海外渡航), Al0.3Ga0.7As/GaAs量子井戸に埋め込まれたInAs量子ドットを使用した中間バンド型太陽電池の2段階光キャリア生成の飽和, 2015年06月 - 2015年06月, 研究代表者

• 高効率太陽電池

  朝日 重雄, 喜多 隆, 松沢 光一郎

  特願2023-142969, 2023年09月04日, 国立大学法人神戸大学

  特許権

  外部リンク


• 量子型赤外線センサ

  喜多 隆, 朝日 重雄, 村田 貴彦

  特願2019-138335, 2019年07月26日, 特開2021-022662, 2021年02月18日, 特許7291942号, 2023年06月18日

  特許権


• 高変換効率太陽電池およびその調製方法

  喜多 隆, 原田 幸弘, 朝日 重雄, 渡部 大樹

  特願2014-113313, 2014年05月30日, 大学長, 特許6385720, 2018年08月17日

  特許権