講演会詳細


群馬大学アナログ集積回路研究会


題目: 人工知能ロボットを支える、超光感度の賢い電子の目を太陽電池に応用する
講師: 萩原良昭先生(ソニーOB, (元)群馬大学客員教授)
日時: 2022年6月07日(火)12:40-14:10
場所: インターネット配信。
終了しました。聴講を希望される方はこちらにご入力ください。ZoomのURLをお送りします。
キーワード: Buried Photodiode (BPD), Pinned Photodiode(PPD), Hole Accumulation Diode (HAD),
Vertical Overflow Drain (VOD), Electric Shutter, Global Shutter, Rotary Shutter,
Image Lag, Complete Charge Transfer, Empty Potential Well, Silicon Penetration Depth,
Blue Light Sensitivity, Quantum Efficiency, Solar Cell Clean Energy, SDGs
アウトライン: 1. はじめに
2. 超光感度イメージセンサーの発明と開発努力
3. 賢い電子の目を持つ AI ROBOT の未来像
4. 太陽電池の開発とその未来像
5. おわりに
概要: まず超光感度イメージセンサーの発明と歴史的な開発努力について解説する。
半導体の集積化技術の進歩により賢い電子の目を持つ AI ROBOT が実現し
身近にスマフォやコンピュータが多数存在し多くの半導体部品がその原動力と
なる電気エネンルギーを必要とする時代となったが、石油エネルギーから脱却し
よりクリーンな水力、風力、地熱エネルギーや太陽光エネンルギーを必要とする。
超光感度のイメージセンサーも、太陽電池もその動作原理は同じものである。

両者とも光エネルギー(情報)を電気エネルギー(情報)に変換する半導体
素子である。一方、色再現豊かな映像の実現の為には短波長青色感度特性は
不可欠である。また太陽光には短波長エネルギー成分が豊富である。しかし
短波長青色光は半導体結晶体内を透過する深度が非常に浅い。従来構造の
受光面(N+)が浮遊状態にある N+P 接合型の受光素子では受光表面の近傍の
電位は平坦となる。従って、受光表面には電界がない。半導体結晶体の表面
近傍では、せっかく光電変換して生じた光電子とホールのペアであるが電界
が不在である為に、光電子とホールのペアは分離移動することができない。
その場にとどまり遂は再結合して熱となり無駄になっているのが現状である。

1975年に萩原良昭が発明(JPA1975-127646,JPA1975-127647,JPA1975-134985)
考案した超光感度のイメージセンサーの受光素子構造は、Double 接合型の
受光素子である。通称、Pinned Photodiodeと呼ばれる受光素子である。
短波長青色光に対する感度特性が優れている事が知られているが、その受光
素子構造を太陽電池の光電変換効率向上のために採用することを提案する。
資料: 資料
動画(講師の了解を得て公開させて頂いています。ダウンロードはできません)




共催: NPO e自警ネットワーク研究会

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