第84回応用物理学会秋季学術講演会 

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InGaN 光電変換素子を用いた光無線給電の検討 
Investigation of Optical Wireless Power Transmission using InGaN Photonic Power Converter Cell 

 

千葉工業大学¹, 名古屋工業大学², ウシオ電機³, 名城大学⁴ 
, 
古賀 誠啓¹,渋井 駿昌¹,高橋 龍成¹,鈴木 淳一¹,青山 怜央¹,野口 尊央¹,林 駿希¹, 藤澤 孝博², 伊井 詩織⁴, 渡邊 琉加⁴, 深町 俊彦³, 難波江 宏一³, 三好 実人², 竹内 哲也⁴, 上山 智⁴, 内田 史朗¹ 

Chiba Inst¹, Nagoya Inst ², Ushio Inc.³, Meijo University<sup>4 

○</sup> Masahiro Koga¹, Shunsuke Shibui¹, Ryusei Takahashi¹, Junichi Suzuki¹, Reo Aoyama¹ , Takahiro Noguchi¹, Shunki Hayashi¹, Takahiro Fujisawa², Shiori Ii⁴, Ruka Watanabe⁴, Toshihiko Fukamachi³, Koichi Naniwae³, Makoto Miyoshi², Tetsuya Takeuchi⁴, Satoshi Kamiyama⁴, Shiro Uchida¹ 

 

【背景】

　レーザと受光デバイスを用いた光無線給電は、様々な機器・装置への新たなエネルギー伝送技術として注目されている。InGaN 受光素子はバンドギャップが大きく高い開放電圧が得られ、高い光電変換効率が報告されている[1, 2]。本研究では In_0.1Ga_0.9N 受光素子を 3×3 mm²で作製し、眼に安全な 400nm 以下のレーザ光を照射し光無線給電システムの検討を行った。 
 

【方法】 

　作製した InGaN 受光素子に波長 394 nm のレーザ光を照射し特性評価を行った（図１）。この時、光電変換効率η_pvはレーザ入射強度を P_in 、受光素子から得られた最大出力電力を P_out とし、η_pv= P_out/ P_in にて算出した。 


                                                                                 　　　Fig1. Experimental configuration
 

【結果】 

　レーザ照射強度 398 mW/cm² （4-sun 相当）で光電変換 効率 20.8%が得られた（図２）。現状の課題として、高効率化には曲線因子FFの改善が必要である事が分かった。 今後は、素子のコンタクト抵抗及びシート抵抗を低減する事で更なる高効率化が期待される。 


                                                          　　　　　Fig.2. J-V curve of InGaN cell under laser irradiation

 

【謝辞】 

　本研究は、NEDO先導研究プログラム「移動体への光無線給電システムの研究開発」（JPNP14004）の支援を受けて実施された。
 

 参考文献 

　[1] M. Miyoshi et al, AIPA 11 (2021) 095208 
　[2] 藤澤 孝博 他, 第 70 回春季学術講演会 15a-B401-5 (2023)