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ASAHI Shigeo
Graduate School of Engineering / Department of Electrical and Electronic Engineering
Associate Professor

Researcher basic information

■ Research news
■ Research Keyword
  • 半導体物性
  • 太陽電池
  • 光物性
  • 量子ドット
  • 分子線エピタキシー
  • 電気・電子材料工学
■ Research Areas
  • Nanotechnology/Materials / Crystal engineering
  • Manufacturing technology (mechanical, electrical/electronic, chemical engineering) / Electric/electronic material engineering
■ Committee History
  • Apr. 2024 - Nov. 2024, 第37回マイクロプロセス・ナノテクノロジー国際会議(MNC2024), 論文委員セクションヘッド
  • Mar. 2022 - Feb. 2024, 電子材料シンポジウム(EMS), 実行委員会 企画展示委員
  • Apr. 2023 - Nov. 2023, 36th International Microprocesses and Nanotechnology Conference (MNC2023), Program committee
  • Apr. 2022 - Nov. 2022, 第35回マイクロプロセス・ナノテクノロジー国際会議(MNC2022), 論文委員
  • Apr. 2021 - Nov. 2022, International Photovoltaic Science and Engineering Conference, Program committee
  • Apr. 2020 - Feb. 2022, 電子材料シンポジウム(EMS), 実行委員(会場委員)
  • Apr. 2021 - Nov. 2021, 34th International Microprocesses and Nanotechnology Conference (MNC2021), Program Committee
  • Apr. 2020 - Nov. 2020, 33rd International Microprocesses and Nanotechnology Conference (MNC 2020), Program Committee
  • Apr. 2019 - Nov. 2019, 32nd International Microprocesses and Nanotechnology Conference (MNC2019), Program Committee
  • Apr. 2017 - Sep. 2019, 7th International Workshop on Epitaxial Growth and Fundamental Properties of Semiconductor Nanostructures (SemiconNano2019), Steering Committee

Research activity information

■ Award
  • Sep. 2022 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

  • Jun. 2020 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

  • Dec. 2015 第26回光物性研究会, 奨励賞

  • Aug. 2014 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

■ Paper
■ MISC
  • Shigeo Asahi, Takashi Kita
    Society of Materials Science Japan, 01 Mar. 2017, Zairyo/Journal of the Society of Materials Science, Japan, 66(3) (3), 244 - 249, Japanese
    Book review

  • 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, KASAMATSU, NAOFUMI, FUJII HIROMASA, KADA TOMOYUKI, ASAHI SHIGEO, WANG YUNPENG, WATANABE KENTARO, SUGIYAMA MASAKAZU, KITA TAKASHI, NAKANO YOSHIAKI
    01 Sep. 2014, 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, Japanese

  • 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, KASAMATSU, NAOFUMI, FUJII HIROMASA, KADA TOMOYUKI, ASAHI SHIGEO, WANG YUNPENG, WATANABE KENTARO, SUGIYAMA MASAKAZU, KITA TAKASHI, NAKANO YOSHIAKI
    03 Mar. 2014, 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, Japanese

■ Books And Other Publications
  • Energy Conversion Efficiency of Solar Cells
    KITA Takashi, HARADA Yukihiro, ASAHI Shigeo
    Joint work, Springer, Aug. 2019, ISBN: 9789811390890

■ Lectures, oral presentations, etc.
  • Spectroscopic characterization of silicon laser-power converter
    Ryota Hanakuma, Shigeo Asahi, Yukihiro Harada, Takashi Kita
    The 72nd Japanese Society of Applied Physics Spring Meeting, Mar. 2025, Japanese
    Oral presentation

  • All-inorganic CsPbBr3–xClx Perovskite Nanocrystals, Potential Semiconductors for Bifacial Two-step Photon Upconversion Solar Cells
    Hambalee Mahamu, Soma Ueno, Shigeo Asahi, Takashi Kita
    The 72nd Japanese Society of Applied Physics Spring Meeting, Mar. 2025, English
    Oral presentation

  • Efficient intraband transition in up-conversion solar cells using double tunnel-junction
    Shigeo Asahi, Koichiro Matsuzawa, Takashi Kita
    The 72nd Japanese Society of Applied Physics Spring Meeting, Mar. 2025, Japanese
    Oral presentation

  • 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, Sep. 2024, Japanese
    Oral presentation

  • 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, Sep. 2024, Japanese

  • Intraband Transitions Induced by Below-Bandgap Photoexcitation at CsPbBr₃/GaAs Heterointerface
    H. Mahamu, S. Asahi, T. Kita
    The 85th JSAP Autumn Meeting 2024, Sep. 2024, English

  • 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), Jun. 2024, English
    Poster presentation

  • 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), Jun. 2024, English
    Poster presentation

  • 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, Mar. 2024, Japanese
    Oral presentation

  • 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, Mar. 2023, English
    Oral presentation

  • 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, Jan. 2023, Japanese
    Oral presentation

  • 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, Nov. 2022, Japanese
    Oral presentation

  • 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), English
    Oral presentation

  • 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), Oct. 2022

  • 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), Oct. 2022, Japanese
    Oral presentation

  • 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), English
    Poster presentation

  • Electrical Properties of AlGaAs/GaAs-Based Two-Step Photon Up-Conversion Solar Cells with Doubled Heterointerfaces
    H. Mahamu, S. Asahi, T. Kita
    The 83rd JSAP Autumn Meeting 2022, Sep. 2022, English
    Oral presentation

  • 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), English
    Oral presentation

  • 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), English
    Oral presentation

  • 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, Mar. 2022, Japanese
    Oral presentation

  • 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, Mar. 2022, Japanese
    Oral presentation

  • 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), Nov. 2021, English
    [Invited]
    Invited oral presentation

  • 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, Oct. 2021, Japanese
    Poster presentation

  • 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, Sep. 2021, English
    Oral presentation

  • 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, Sep. 2021, Japanese
    Oral presentation

  • 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), Sep. 2021, English
    [Invited]
    Invited oral presentation

  • 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, Mar. 2021, English
    Oral presentation

  • 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, Mar. 2021, Japanese
    Oral presentation

  • 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, Nov. 2019, Japanese
    [Invited]
    Invited oral presentation

  • Strong Voltage-Boost Effect in Two-Step Photon-Up Conversion Solar Cells
    SHIGEO ASAHI, KITA TAKASHI
    46th IEEE Photovoltaic Specialists Conference, Jul. 2019, English, Chicago, International conference
    Oral presentation

  • Hot-Carrier Extraction in InAs/GaAs Quantum Dot Superlattice Solar Cells
    HARADA YUKIHIRO, IWATA NAOTO, WATANABE DAIKI, ASAHI SHIGEO, KITA TAKASHI
    46th IEEE Photovoltaic Specialists Conference, Jul. 2019, English, Chicago, International conference
    Oral presentation

  • Reciprocal Relationship Between Photoluminescence and Photocurrent in Two-Step Photon Up-Conversion Solar Cell
    NORIYUKI KINUGAWA, SHIGEO ASAHI, KITA TAKASHI
    46th IEEE Photovoltaic Specialists Conference, Jun. 2019, English, Chicago, International conference
    Oral presentation

  • Efficient Hot-Carrier Generation in InAs/GaAs Quantum Dot Superlattices
    HARADA YUKIHIRO, IWATA NAOTO, WATANABE DAIKI, ASAHI SHIGEO, KITA TAKASHI
    Optics&Photonics International Congress 2019, Apr. 2019, English, Yokohama, International conference
    Oral presentation

  • 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
    HARADA YUKIHIRO, 岩田 尚之, ASAHI SHIGEO, KITA TAKASHI
    第66回応用物理学会春季学術講演会, Mar. 2019, Japanese, Domestic conference
    Oral presentation

  • 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, Oct. 2018, Japanese, Domestic conference
    Poster presentation

  • Optimal Band Gap Energies for Two-Step Photon Up-Conversion Solar Cells with Partial Absorptivity
    YUKIHIRO HARADA, TETSUHIRO MATSUO, SHIGEO ASAHI, KITA TAKASHI
    35th European PV Solar Energy Conference and Exhibition, Sep. 2018, English, Belgium, International conference
    Oral presentation

  • 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, HARADA YUKIHIRO, ASAHI SHIGEO, KITA TAKASHI
    第79回応用物理学会秋季学術講演会, Sep. 2018, Japanese, Domestic conference
    Oral presentation

  • 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
    HARADA YUKIHIRO, 松尾 哲弘, ASAHI SHIGEO, KITA TAKASHI
    第79回応用物理学会秋季学術講演会, Sep. 2018, Japanese, Domestic conference
    Oral presentation

  • 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, Aug. 2018, Japanese
    [Invited]
    Invited oral presentation

  • Carrier Collection Efficiency of Intraband-Excited Carriers in Two-Step Photon Up-Conversion Solar Cells
    ASAHI SHIGEO, K. Nishimura, KAIZU TOSHIYUKI, KITA TAKASHI
    The 7th edition of the World Conference on Photovoltaic Energy Conversion, Jun. 2018, English, Hawaii, International conference
    Oral presentation

  • 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
    MATSUO TETSUHIRO, HARADA YUKIHIRO, ASAHI SHIGEO, KITA TAKASHI
    応用物理学会関西支部平成30年度第1回講演会, May 2018, Japanese, 神戸大学, Domestic conference
    Poster presentation

  • Polarization Dependent Photocurrent in InAs/GaAs Quantum Dot Superlattice Solar Cells
    HARADA YUKIHIRO, J. Yamada, D. Watanabe, ASAHI SHIGEO, KITA TAKASHI
    International Conference on Nanophotonics and Nano-optoelectronics 2018, Apr. 2018, English, Yokohama, International conference
    Oral presentation

  • Extraction Efficiency of Up-Converted Electrons in Two-Step Photon Up-Conversion Solar Cells
    ASAHI SHIGEO, K. Nishimura, KAIZU TOSHIYUKI, KITA TAKASHI
    International Conference on Nanophotonics and Nano-optoelectronics 2018, Apr. 2018, English, Yokohama, International conference
    Oral presentation

  • 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
    HARADA YUKIHIRO, ASAHI SHIGEO, KITA TAKASHI
    第65回応用物理学会春季学術講演会, Mar. 2018, Japanese, Domestic conference
    Oral presentation

  • 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, HARADA YUKIHIRO, ASAHI SHIGEO, KITA TAKASHI
    第65回応用物理学会春季学術講演会, Mar. 2018, Japanese, Domestic conference
    Oral presentation

  • 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, HARADA YUKIHIRO, ASAHI SHIGEO, KITA TAKASHI
    応用物理学会関西支部平成29年度第3回講演会, Feb. 2018, Japanese, Domestic conference
    Poster presentation

  • Two-Step Photon Up-Conversion Solar Cell: Propose and Demonstration
    ASAHI SHIGEO, KITA TAKASHI
    SPIE Photonics West, Jan. 2018, English, San Francisco, International conference
    [Invited]
    Invited oral presentation

  • Two-Step Photon Up-Conversion Solar Cell
    KITA TAKASHI, ASAHI SHIGEO
    MTSA2017-OptoX Nano-TeraNano8, Nov. 2017, English, Okayama, International conference
    Oral presentation

  • Two-Step Photo-Excitated Electrons with Extremely-Long Lifetime in Intermedeate-band Solar Cells Using Dot-in Well Strucyure
    ASAHI SHIGEO, H. Teranishi, KAIZU TOSHIYUKI, KITA TAKASHI
    The 27th Photovoltaic Science and Engineering Conference, Nov. 2017, English, Otsu, International conference
    Oral presentation

  • Two-Step Photn Up-Conversion Solar Cells Incorporating a Voltage Booster Hetero-Interface
    ASAHI SHIGEO, K. Kusaki, HARADA YUKIHIRO, KITA TAKASHI
    The 27th Photovoltaic Science and Engineering Conference, Nov. 2017, English, Otsu, International conference
    Oral presentation

  • Infrared Absorption Characteristics in Two-Step Photon Up-Conversion Solar Cells
    K. Kusaki, ASAHI SHIGEO, KAIZU TOSHIYUKI, R. Tamaki, Y. Okada, KITA TAKASHI
    The 27th Photovoltaic Science and Engineering Conference, Nov. 2017, English, Otsu, International conference
    Oral presentation

  • Efficient Two-Step Photocurrent in Intermediate Band Solar Cells Using Highly Homogeneous InAs/GaAs Quantum-Dot Superlattice
    K. Hirao, ASAHI SHIGEO, KAIZU TOSHIYUKI, HARADA YUKIHIRO, KITA TAKASHI
    The 27th Photovoltaic Science and Engineering Conference, Nov. 2017, English, Otsu, International conference
    Oral presentation

  • 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, ASAHI SHIGEO, KAIZU TOSHIYUKI, HARADA YUKIHIRO, KITA TAKASHI
    第78回応用物理学会秋季学術講演会, Sep. 2017, Japanese, Domestic conference
    Oral presentation

  • 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, ASAHI SHIGEO, KAIZU TOSHIYUKI, HARADA YUKIHIRO, KITA TAKASHI
    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, Sep. 2017, Japanese, Domestic conference
    Oral presentation

  • Photon Up-Converted Photocurrent in a Single Junction Solar Cell with a Hetero-Interface
    K. Kusaki, ASAHI SHIGEO, KAIZU TOSHIYUKI, KITA TAKASHI
    33rd European Photovoltaic Solar Energy Conference and Exhibition, Sep. 2017, English, Netherlands, International conference
    Oral presentation

  • Increasing Photovoltage Boosted by Photon Up-Conversion in a Single-Junction Solar Cell with a Hetero-Interface
    ASAHI SHIGEO, K. Kusaki, KAIZU TOSHIYUKI, KITA TAKASHI
    33rd European Photovoltaic Solar Energy Conference and Exhibition, Sep. 2017, English, Netherlands, International conference
    Oral presentation

  • 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
    HARADA YUKIHIRO, 山田 淳也, 渡部 大樹, ASAHI SHIGEO, KITA TAKASHI
    第78回応用物理学会秋季学術講演会, Sep. 2017, Japanese, Domestic conference
    Oral presentation

  • Extended Optical Response of Two-Step Photoexcitation in InAs/GaAs Quantum-Dot Superlattice Intermediate Band Solar Cells
    K. Hirao, ASAHI SHIGEO, KAIZU TOSHIYUKI, KITA TAKASHI
    33rd European Photovoltaic Solar Energy Conference and Exhibition, Sep. 2017, English, Netherlands, International conference
    Oral presentation

  • Carrier Dynamics in Photon Up-Conversion Solar Cells
    KITA TAKASHI, ASAHI SHIGEO
    SemiconNano 2017: 6th International Workshop Epitaxial Growth and Fundamental Properties of Semiconductor Nanostructures, Sep. 2017, English, Milano, International conference
    Oral presentation

  • Increasing Current Generation by Photon Up-Conversion in a Single-Junction Solar Cell with a Hetero-Interface
    ASAHI SHIGEO, K. Kusaki, KAIZU TOSHIYUKI, KITA TAKASHI
    2017 IEEE Photovoltaic Specialists Conference, Jun. 2017, English, Washington D.C., International conference
    Oral presentation

  • 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, ASAHI SHIGEO, KAIZU TOSHIYUKI, HARADA YUKIHIRO, KITA TAKASHI
    第77回応用物理学会秋季学術講演会, Sep. 2016, Japanese, Domestic conference
    Oral presentation

  • 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, Jul. 2016, Japanese, Domestic conference
    Poster presentation

  • Polarization-Insensitive Intraband Transition in InAs/GaAs Quantum Dot Superlattices
    HARADA YUKIHIRO, J. Yamada, D. Watanabe, S. Asahi, KITA TAKASHI
    UK Semiconductors 2016, Jul. 2016, English, Sheffield, International conference
    Oral presentation

  • Extended Electron Lifetime in Intermediate-Band Solar Cells Using Dot-in-Well Structure
    S. Asahi, H. Teranishi, S. Watanabe, T. Kada, KAIZU TOSHIYUKI, KITA TAKASHI
    32nd European Photovoltaic Solar Energy Conference and Exhibition, Jun. 2016, English, Munich, International conference
    Oral presentation

  • Enhancement of Two-Step Photon Absorption Due to Miniband Formation in InAs/GaAs Quantum Dot Superlattice Solar Cell
    S. Watanabe, S. Asahi, T. Kada, KAIZU TOSHIYUKI, HARADA YUKIHIRO, KITA TAKASHI
    32nd European Photovoltaic Solar Energy Conference and Exhibition, Jun. 2016, English, Munich, International conference
    Oral presentation

■ Affiliated Academic Society
  • IEEE Electron Devices Society Membership
    Jan. 2018 - Present

  • IEEE Membership
    Jan. 2018 - Present

  • 応用物理学会 正会員
    Jan. 2017 - Present

■ Research Themes
  • 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, Apr. 2023 - Mar. 2026

  • 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, Apr. 2023 - Mar. 2026

  • Novel development of infrared sensitized photovoltaics based on control of intraband optical transition dipole
    喜多 隆, 原田 幸弘, 朝日 重雄
    Japan Society for the Promotion of Science, Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (A), Grant-in-Aid for Scientific Research (A), Kobe University, 01 Apr. 2019 - 31 Mar. 2023
    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。

  • Realization of high-efficiency energy conversion in solar cells using photon up-conversion
    朝日 重雄
    Japan Society for the Promotion of Science, Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Early-Career Scientists, Grant-in-Aid for Early-Career Scientists, Kobe University, Apr. 2020 - Mar. 2023
    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。

  • Control of intraband optical transition sensitized in infrared wavelength region and application for ultra-high sensitive infrared sensor
    Kita Takashi
    Japan Society for the Promotion of Science, Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory), Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory), Kobe University, Jul. 2020 - Mar. 2022
    We have developed an infrared sensing device with a quantum nano-structure of a heterointerface containing quantum dots. This device exhibits effective intraband photo-absorption at the hertointerface which is enhanced by quantum dots. The central part of our device is an Al0.3Ga0.7As/GaAs heterostructure containing InAs/GaAs quantum dots. In this device, the electrons that have been accumulated at the heterointerface are transferred to the conduction band of the Al0.3Ga0.7As barrier by absorbing infrared photons and the following drift due to the electric field at the interface. These intraband transitions at the heterointerface are sensitized by the quantum dots. According to theoretical calculations, strong localized plasmon modes enhances the electro-magnetic wave of the infrared signal light.

  • 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)), Oct. 2018 - Mar. 2021
    Competitive research funding

  • 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, Apr. 2019 - Mar. 2020, Principal investigator

  • 朝日 重雄
    科学研究費補助金/研究活動スタート支援, Aug. 2018 - Mar. 2020, Principal investigator
    Competitive research funding

  • 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, Nov. 2017 - Nov. 2017

  • 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), Jun. 2017 - Jun. 2017

  • 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, Apr. 2016 - Apr. 2016

  • 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, Jun. 2015 - Jun. 2015, Principal investigator

■ Industrial Property Rights
  • 高効率太陽電池
    朝日 重雄, 喜多 隆, 松沢 光一郎
    特願2023-142969, 04 Sep. 2023, 国立大学法人神戸大学
    Patent right

  • 量子型赤外線センサ
    喜多 隆, 朝日 重雄, 村田 貴彦
    特願2019-138335, 26 Jul. 2019, 特開2021-022662, 18 Feb. 2021, 特許7291942号, 18 Jun. 2023
    Patent right

  • 高変換効率太陽電池およびその調製方法
    KITA TAKASHI, HARADA YUKIHIRO, ASAHI SHIGEO, 渡部 大樹
    特願2014-113313, 30 May 2014, 大学長, 特許6385720, 17 Aug. 2018
    Patent right

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