碳纳米管与石墨烯的应用向功率半导体及太阳能电池拓展

　　碳材料在功率半导体、太阳能电池等能源器件用途也能够发挥威力。

　　金刚石和碳薄膜的利用

　　功率半导体适合使用金刚石（图A-1）。因为击穿电场和载子迁移率远大于SiC和GaN，所以使用金刚石的功率半导体在耐压性、工作效率方面占优。在过去，单晶金刚石底板存在直径还只能做到3～4mm的问题，但随着晶体生长方法的改进，“已经实现了13mm直径”（产业技术综合研究所金刚石研究中心副主任鹿田真一）。

　　图A-1：利用金刚石实现高性能功率半导体（a）为日本产业技术综合研究所金刚石研究中心在13mm直径底板上形成的金刚石二极管。该中心鹿田真一提供。(点击放大)

　　对于太阳能电池，利用碳薄膜实现高效单元已成为可能（图A-2）。日本中部大学开发出了能够改变碳薄膜带隙的自主等离子CVD法。如果使用该方法多级叠加带隙不同的单元，那么，“以低成本制造效率超越非晶Si薄膜单元的太阳能电池单元将成为现实”（中部大学工学部电子信息工学系教授梅野正义）。（记者：大下 淳一）

　　图A-2：利用碳薄膜制造太阳能电池单元实现了2.28％的转换效率。日本中部大学工学部电子信息工学系教授梅野正义的数据。