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太陽光発電：キャリア分解光ホール効果
Nature 575, 7781 doi: 10.1038/s41586-019-1632-2
多数電荷キャリアと少数電荷キャリアの、型、密度、移動度などの基本パラメーターによって、半導体デバイスの性能が決まるが、そうしたパラメーターの測定は難しい。今のところ、多数キャリアの特性を得る標準的な手法はホール測定法だが、少数キャリアの特性を得るには通常、別の手法を適用するしかない。今回我々は、標準的なホール測定を拡張した、キャリア分解光ホール法を実証する。この方法では、多数キャリアと少数キャリアの両方の移動度と濃度だけでなく、再結合寿命、拡散長、再結合係数も同時に得ることができる。これは、回転する平行双極子線システムと、正孔と電子のホール移動度の差（Δμ H ）、導電率（σ）、ホール係数（H）を関連付ける方程式Δμ H = d(σ2H)/dσを使った交流磁場ホール測定の進歩によって可能になった。我々は、この手法を高性能の鉛–ヨウ素系ペロブスカイトを含むさまざまな太陽光吸収体に適用して、多数キャリアと少数キャリアのパラメーターを同時に得られることを実証するとともに、その結果を光強度の変化に対してマッピングした。この情報は、光ホール測定の結果の中に埋もれており、1879年のホール効果の最初の発見以来得られないままであった。多数キャリアと少数キャリアの同時測定は、太陽光発電デバイスなどのオプトエレクトロニクスデバイスに幅広く応用できるはずである。
