2025/04/03 更新

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オオシタ　ヨシオ
大下　祥雄
Yoshio Ohshita
所属
大学院工学研究科 電子情報分野 半導体研究室 特任教授   
学位
工学博士 （ 1991年6月   名古屋大学 ）
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研究分野

  • ものづくり技術（機械・電気電子・化学工学） / 電気電子材料工学

  • ナノテク・材料 / 結晶工学

主な研究論文

  • Analysis of interface workfunction and process-induced damage of reactive-plasma deposited ITO/SiO2/Si stack

    T. Kamioka, Y. Hayashi, Y. Isogai, K. Nakamura, and Y. Ohshita

    AIP Advanced   7 ( 9 )   095212   2017年9月15日

    (Review) Technology trend of High Efficiency Crystalline Silicon Solar Cells

    Y. Ohshita, T. Kamioka, and K. Nakamura

    AAPPS Bulletin   27 ( 3 )   2 - 8   2017年6月

    N-H related defects in GaAsN grown through chemical beam epitaxy

    Y. Ohshita, K. Ikeda, H. Suzuki, H. Machida, H. Sudoh, T. Tanaka, T. Honda, M. Inagaki, and M. Yamaguchi

    Jpn. J. Appl. Phys.   53 ( 3 )   031001   2014年2月13日

    Role of i-aSi: H layers in aSi:H/cSi Heterojunction Solar Cells

    Y. Hayashi, D. Li, A. Ogura and Y. Ohshita

    IEEE J. of Photovoltaics   3 ( 4 )   1149 - 11555   2013年10月

    X-ray reciprocal space mapping of dislocation-mediated strain relaxation during InGaAs(001) epitaxial growth

    T. Sasaki, H. Suzuki, M. Takahashi, Y. Ohshita, I. Kamiya, and M. Yamaguchi

    J. Appl. Phys.   110 ( 11 )   113502   2011年12月1日

経歴

  • 豊田工業大学   大学院工学研究科   主担当教授

    2018年7月 - 現在

  • 名古屋大学   大学院工学研究科   非常勤講師

    2012年4月 - 2013年3月

  • 愛知学院大学   非常勤講師

    2012年

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学歴

  • 名古屋大学   工学研究科   電気工学・電気工学第二及び電子工学専攻

    1983年4月 - 1985年3月

  • 名古屋大学   工学部   電子工学科

    1979年4月 - 1983年3月

所属学協会

  • 応用物理学会

  • 日本結晶成長学会

  • 日本表面真空学会

  • 日本太陽光発電学会

委員歴

  • 公益財団法人 中部科学技術センター   2024年度中部イノベネット運営委員  

    2024年4月 - 2025年3月   

  • JST戦略的創造研究推進事業さきがけ   「太陽光と光電変換機能」研究領域事後評価 評価委員  

    2022年4月 - 2023年3月   

  • 公益財団法人 中部科学技術センター   2021年度中部イノベネット運営委員  

    2021年4月 - 2022年3月   

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研究テーマ

  • 高効率結晶シリコン太陽電池および基板結晶の研究

    大下　祥雄, YADAV　Subhash　Chand

    1994年度 - 現在

    　詳細

    　太陽電池の更なる普及を進めるためには、現在の結晶Si太陽電池の更なる高品質化が極めて重要であり、そのための新しい基盤技術の開発を行っている。また、従来のｐｎ接合を用いない新規高効率太陽電池であるキャリア選択型太陽電池に関して、デバイス構造、シリコン結晶、電極材料、パッシベーション材料に関する研究を進めている。

    成果：

    2023年度
    キャリア選択型太陽電池の高効率化を目的に、半導体と絶縁膜界面および界面近傍の半導体中に存在する結晶欠陥の濃度・捕獲断面積・エネルギー準位に加え再結合特性を定量的に得られる新たな欠陥特性評価方法を確立した。一方、本太陽電池とペロブスカイト太陽電池とを積層した次世代高効率太陽電池に関して、ボトムセルに適した太陽電池構造の研究を進めてきた。

    2022年度
    多結晶Si中の粒界特性と熱処理前後の金属不純物分布・電気特性の関係をEBIC測定結果をもとに検討し、粒界構造とそこでの少数キャリアの再結合速度、さらにはそれらに与える熱処理温度の関係が明らかになってきている。
    キャリア選択型太陽電池におけるプロセス誘起欠陥の評価解析を進めている。

  • 太陽電池の用途拡大・長期信頼性向上の研究

    大下　祥雄, 中村　京太郎（転出・退職）, 小島　信晃, 山口　真史

    2020年度 - 現在

    　詳細

    　太陽光発電が主要エネルギーを担う社会の実現のためには、建物の壁面や移動体（無人航空機、自動車など）といった、様々な場所に太陽電池を設置し、太陽電池の用途を拡大していく必要がある。本研究では、太陽光エネルギーのみで走行可能な自動車実現に必要な、高効率（35％以上）かつ低コスト（200円/W）な太陽光発電モジュールの実現を目指す。高効率の実現のため、これまでに本学で研究開発を進めてきた低コスト結晶シリコン太陽電池と高効率化合物半導体太陽電池を組み合わせたモジュールを開発する。自動車に搭載する太陽電池では太陽光の入射方向が時々刻々変化する。このような自動車搭載用モジュールに特有の課題の解決を目指す。
    　さらに、メガソーラー等の大規模太陽光発電設備における太陽電池の劣化メカニズムの解明等、長期信頼性向上に関する研究を行っている。

    成果：

    2023年度
    ボトムセル用シリコン太陽電池とInGaP/GaAs２接合セルと合わせた効率として、35.8％を達成した。
    車載用太陽電池モジュールの実証走行データから、太陽電池搭載自動車の電力損失に関する解析を進めた。

    2022年度
    ボトムセル用シリコン太陽電池を試作し、InGaP/GaAs２接合セルフィルター下での効率5.58％を得た。III-Vセルと合わせた効率は34.1％を達成した。
    車載用太陽電池モジュールの実証走行データの評価解析を行っている。

  • 超高効率・低コスト化合物太陽電池・材料の研究

    小島　信晃, 大下　祥雄

    1994年度 - 現在

    　詳細

    　III-V族化合物半導体は、多様な材料で任意のバンド・プロファイルを持つ多接合構造太陽電池を構成することで、40％以上の超高効率光電変換が可能である。低コスト化を実現するため、Si基板上III-V族化合物エピタキシャル成膜、および成膜層のリフトオフに関する研究を行っている。さらに、変換効率50％以上が期待できる４接合用新材料として、InGaAsN材料の高品質成膜と物性・欠陥評価に関する研究を行っている。

    成果：

    2023年度
    層状半導体上に成長したGaAsエピタキシャル膜のX線結晶解析を行い、GaAs膜の高品質化のための課題を明らかにした。
    Si基板上GaAs成膜時のその場X線逆格子マップから、歪み緩和過程と欠陥形成について解析を進めた。

    2022年度
    層状半導体を中間層に用いたIII-V族化合物の成長とリフトオフを達成している。
    アンドープInGaAsNにおいてアクセプタとドナーの起源となるN-H複合欠陥の解析を進めている。

論文

  • Multilayered 2D Ti3C2TX-MXene: Best Interfacial Passivating Agent for Dye-Sensitized Solar Cells with VOC Approaching 1V 査読

    Abhishek Srivastava*, Yuta Ito*, Hyunju Lee*, Yoshio Ohshita, Atsushi Ogura*, Mahesh Dhonde*, Parasharam M. Shirage*

    ACS Applied Electronic Materials   7 ( 4 )   1531 - 1549   2025年2月

    　詳細

    掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： https://doi.org/10.1021/acsaelm.4c02107

  • Realizing efficient and stable hybrid perovskite solar cells via passivation with Mn2+ ion-doped CsPbCl3 inorganic metal halide perovskite quantum dots 査読

    Seok-Hyun Jeong*, Dongjin Choi*, Sujin Cho*, Jae-Keun Hwang*, Jiyeon Nam*, Sang-Won Lee*, Wonkyu Lee*, Dowon Pyun*, Donghwan Kim*, Yoonmook Kang*, Yoshio Ohshita, Itaru Kamiya, Atsushi Ogura*, Hyunju Lee*, Hae-Seok Lee*

    Materials Today Energy   48   101786   2024年12月

    　詳細

    掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： https://doi.org/10.1016/j.mtener.2024.101786

  • Topical Review for Vehicle Integrated Photovoltaics 査読

    Masafumi Yamaguchi, Taizo Masuda*, Yasuyuki Ota*, Kenji Araki*, Kensuke Nishioka*, Nobuaki Kojima, Yoshio Ohshita

    Energy and Power Engineering   16   394 - 406   2024年12月

    　詳細

    担当区分：最終著者   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： https://doi.org/10.4236/epe.2024.1612020

  • Effectiveness of the Concentrating Photovoltaics (CPV) Toward TW-Scale PV Production

    Masafumi Yamaguchi, Kenji Araki*, Yasuyuki Ota*, Kensuke Nishioka*, Yuchao Zhang*, Brett Hallam*, Nobuaki Kojima, Yoshio Ohshita

    Proceedings of the 2024 IEEE 52nd Photovoltaic Specialist Conference (PVSC)   48 - 50   2024年11月

    　詳細

    担当区分：最終著者   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）  

    DOI： 10.1109/PVSC57443.2024.10749584

  • 33.7% Efficiency Si Tandem Solar Cell Modules

    Masafumi Yamaguchi, Tatsuya Takamoto*, Hiroyuki Juso*, Kyotaro Nakamura, Ryo Ozaki, Nobuaki Kojima, Yoshio Ohshita

    Proceedings of the 2024 IEEE 52nd Photovoltaic Specialist Conference (PVSC)   21 - 23   2024年11月

    　詳細

    担当区分：最終著者   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）  

    DOI： 10.1109/PVSC57443.2024.10749502

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MISC

  • 多接合太陽電池の高効率化の動向と表面・界面・欠陥の役割

    山口　真史, 小島　信晃, 大下　祥雄

    表面と真空   66 ( 2 )   97 - 102   2023年2月

    　詳細

    担当区分：最終著者   掲載種別：記事・総説・解説・論説等（学術雑誌）   出版者・発行元：日本表面真空学会  

    DOI： https://doi.org/10.1380/vss.66.97

  • HAXPESによる結晶シリコンヘテロ接合型太陽電池の課題解明

    西原 達平*、原 知彦、築紫 大河*、大下 祥雄、小椋 厚志*

    表面と真空   65 ( 8 )   361 - 366   2022年8月

    　詳細

    掲載種別：記事・総説・解説・論説等（学術雑誌）   出版者・発行元：日本表面真空学会  

    DOI： https://doi.org/10.1380/vss.65.361

  • (Review) Technology Trend of High Efficiency Crystalline Silicon Solar Cells 査読

    Yoshio Ohshita, Takefumi Kamioka, Kyotaro Nakamura*

    AAPPS Bulletin   27 ( 3 )   2 - 8   2017年6月

    　詳細

    担当区分：筆頭著者   掲載種別：記事・総説・解説・論説等（その他）   出版者・発行元：Association of Asia Pacific Physical Societies  

  • （解説）結晶シリコン太陽電池におけるパッシベーション技術 査読

    神岡　武文, 立花福久*, 大下　祥雄

    プラズマ・核融合学会誌   91 ( 5 )   pp.354 - 359   2015年5月

    　詳細

    担当区分：最終著者   掲載種別：記事・総説・解説・論説等（その他）   出版者・発行元：プラズマ・核融合学会  

  • 多接合太陽電池開発と評価解析 査読

    山口　真史, 大下　祥雄, 小島　信晃, 佐々　木拓生

    表面   48 ( 10 )   313 - 330   2010年10月

    　詳細

    掲載種別：記事・総説・解説・論説等（その他）   出版者・発行元：株式会社広信社  

書籍等出版物

  • 2020版薄膜作製応用ハンドブック

    大下　祥雄（ 範囲: 第2編薄膜の作製と加工、第3章CVD法、第1節熱CVD法、5.ポストスケーリング用材料（有機分子を原料とした熱CVD））

    株式会社エヌ・ティー・エス  2020年2月 

    　詳細

    担当ページ：403-407   著書種別：学術書

  • 表面・界面技術ハンドブック-材料創製・分析・評価の最新技術から先端産業への適用、環境配慮まで-

    神岡　武文, 大下　祥雄（ 範囲: 第3編 表面・界面技術から見た日本の先端技術 第2章 太陽電池 第2節 シリコン系太陽電池（pp.438-443））

    株式会社エヌ・ティー・エス  2016年4月 

    　詳細

    著書種別：学術書

  • SPring-8の高輝度放射光を利用したグリーンエネルギー分野における電池材料開発

    大下　祥雄（ 範囲: 第4章太陽電池　2　放射光XANESなどを利用した太陽電池用半導体材料の開発 pp.165-172）

    シーエムシー出版  2014年2月  （ ISBN:978-4-7813-0928-6 ）

    　詳細

    著書種別：学術書

  • Solar Cells - Research and Application Perspectives

    池田　和磨, Han Xiuxun*, ブザイリ ブザジ, 大下　祥雄（ 範囲: Chapter10:GaAsN Grown by Chemical Beam Epitaxy for Solar Cell Application (pages 281-306)）

    INTECH  2013年3月  （ ISBN:978-953-51-1003-3 ）

    　詳細

    著書種別：学術書

  • 高効率太陽電池　化合物・集光型・量子ドット型・Ｓｉ・有機系・その他新材料

    大下　祥雄（ 範囲: 第4章高効率Si太陽電池開発の最前線　総説 高効率Si太陽電池開発の現状と課題 pp.199-207）

    株式会社エヌ・ティー・エス  2012年5月 

    　詳細

    著書種別：学術書

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講演・口頭発表等

  • Deep Level Transient Spectroscopy: Probing PECVD-Induced Defects in Silicon Solar Cells 国際会議

    Subhash Chand Yadav, Tomohiko Hara, Hyunju Lee and Yoshio Ohshita

    PVinMotion 2025  ( ANA Holiday Inn Resort MIYAZAKI, Japan )   2025年3月 

    　詳細

    開催年月日： 2025年3月

    会議種別：ポスター発表  

  • Si Tandem Solar Cell Modules for Solar-powered Vehicles 国際会議

    Masafumi Yamaguchi, Tsutomu Tanimoto*, Hiroyuki Juso*, Kyotaro Nakamura, Ryo Ozaki, Nobuaki Kojima, Yoshio Ohshita

    PVinMotion 2025  ( ANA Holiday Inn Resort MIYAZAKI, Japan )   2025年3月 

    　詳細

    開催年月日： 2025年3月

    会議種別：口頭発表（一般）  

  • Fabrication of Near-infrared Light Trapping Structure by Nanoimprinting Technique for Si Heterojunction Solar Cells 国際会議

    Yasuyoshi Kurokawa*, Yoshiko Iseki*, Kazuhiro Gotoh*, Satoru Miyamoto*, Ryo Ozaki, Kyotaro Nakamura, Yoshio Ohshita, Noritaka Usami*

    PVinMotion 2025  ( ANA Holiday Inn Resort MIYAZAKI, Japan )   2025年3月 

    　詳細

    開催年月日： 2025年3月

    会議種別：ポスター発表  

  • Development of High-Efficiency Si Tandem Solar Cell Modules for Solar-Powered Vehicle Applications 国際会議

    Masafumi Yamaguchi, Tatsuya Takamoto*, Hiroyuki Juso*, Kyotaro Nakamura, Ryo Ozaki, Taizo Masuda*, Takashi Mabuchi*, Kenichi Okumura*, Nobuaki Kojima, Yoshio Ohshita

    2024 MRS Fall Meeting & Exhibit  ( Hynes Convention Center and Sheraton Boston Hotel, USA )   2024年12月 

    　詳細

    開催年月日： 2024年12月

    会議種別：口頭発表（一般）  

  • Performance Analysis of Vehicle Integrated Photovoltaics System using Total Cross Tied Module 国際会議

    Keiya Tamada*, Yasuyuki Ota*, Kyotaro Nakamura, Masafumi Yamaguchi, Yoshio Ohshita, Kenji Aaraki*, Kensuke Nishioka*

    35th International Photovoltaic Science and Engineering Conference (PVSEC-35)  ( Plaza Verde, Numazu, Shizuoka, Japan )   2024年11月 

    　詳細

    開催年月日： 2024年11月

    会議種別：ポスター発表  

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受賞

  • 豊田奨学基金 研究業績賞

    2023年3月   学校法人トヨタ学園 豊田工業大学  

    大下 祥雄

    　詳細

    シリコン太陽電池の高機能化に関する研究において優れた研究業績を残し、国際的にも高い評価を受け、豊田工業大学の研究活動促進に貢献した

  • Poster Award "Concentrator and Space Photovoltaics"

    2017年9月   The Scientific Committee of the 33rd European Photovoltaic Solar Energy Conference and Exhibition   33rd European Photovoltaic Solar Energy Conference and Exhibition (EU PVSEC 2017の"Concentrator and Space Photovoltaics"分野のポスター発表の中で"Novel Epitaxial GaAs Lift-Off Approach via van der Waals Interface in In2Se3 Buffer Layer"が優れていたため。

    Nobuaki Kojima, Li Wang*, Yoshio Ohshita, Masafumi Yamaguchi

  • GPVC DAEJOO AWARD

    2017年3月   Korea Photovoltaic Society   太陽光発電における産業と技術の進歩において素晴らしい貢献があったため。

    大下　祥雄

  • 2017年春季学術講演会 Poster Award

    2017年3月   応用物理学会  

    山田　郁彦, 神岡　武文, 水野皓登 量子界面物性*, 大下　祥雄, 神谷　格

  • Best Poster Award -Thin-film Materials and Solar Cells-

    2016年10月   PVSEC-26   26th Photovoltaic Science and Engineering Conference(PVSEC-26)のArea3のポスター発表の中でSelective-area growth of GaAs on patterned Si substrates by using chemical beam epitaxyが優れていたため。

    ワン　ユ チェン, Hidetoshi Suzuki, Yuki Yokoyama, Tetsuo Ikari, Atsuhiko Fukuyama*, Nobuaki Kojima, Yoshio Ohshita, Masafumi Yamaguchi

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科学研究費補助金

受託研究・共同研究 ※本学入職以降の業績のみ

担当科目（学内） ※授業フィードバックは学内ネットワークからのみ閲覧可能です。

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教育内容・方法の工夫

  • 試験問題解答例のWebでの公開

    　詳細

    「量子材料工学基礎」（３年次前期）「物質の量子力学」（修士前期）、「半導体デバイス工学２」（４年前期）ならびに「電磁気学特論」（修士後期）の各科目において、定期試験の解答例をWebで公開した。学生の復習に対して効果があった。

  • 演習の効果的利用

    　詳細

    「量子材料工学基礎」（３年次前期）、「半導体デバイス工学２」（３年次前期）の各科目において、学生の理解を深めることを目的として授業時間中に講義内容に関連する演習問題を解かせた。授業中に自ら問題を解くことは、単に授業を聞いている以上に内容の理解に重要である。それら問題に対する学生の回答を通じて、学生の理解できていない点や重要な点を各学生が自覚するようにした。「物質の量子力学」（修士前期）ならびに「電磁気学特論」（修士後期）の各科目においては、授業開始時に復習および予習チェックのための演習を行った。この目的は、各学生が十分な予習をしたうえで授業に臨むようにすること、ならびに、前回およびその回の授業において最も重要な内容を、授業開始時に再度各学生に復習および意識させることにある。大学院の講義であるため受講者数が少ないこともあり、それら演習の内容も含めて各式の導出やその物理的描像に関し対話形式で授業を進めることが可能であった。それらの議論を通じて、学生の理解が深まるようにした。2020年度はコロナ禍での授業であったため、授業中の対面での演習が困難であった。そこで、パワーポイントの資料に多くの演習問題を加え、授業中にそれらを解説することにより理解の促進を図った。2021年度は、それらを対面授業においても利用することにより、学生の理解を深めることを目指した。

作成した教材

  • 授業用に作成した教材（2019年度～2021年度）

    　詳細

    「量子材料工学の基礎」（３年次前期、２単位）用に、演習問題を含む補助資料を作成し、学生に配布した。加えて、テキストを補足するためにパワーポイントで自作の資料を作成し学生の理解度向上を図った。教科書に加えそれら補助資料を用いて、学生が理解することが困難な点を丁寧に説明した。「物質の量子力学」（修士前期、２単位）用には授業内容全体を記述した英語の補助資料を作成し、留学生を含む全学生に配布した。授業中は、パワーポイントの資料を用いて、学生が理解することが困難な点を特に丁寧に説明した。「電磁気学特論」（修士後期、２単位）用に演習問題を含む補助資料を作成して学生に配布し、学生の自習の手助けとそれを通じての深い理解を図った。講義においては、教科書と併用して、ベクトル解析や線形代数などの他の基礎科目と本講義内容との関連、加えて電磁気学と材料物性との関連を詳細に説明した。授業中は、パワーポイントの資料を用いて、学生が理解することが困難な点を特に丁寧に説明した。2020年度には、コロナ禍での対応として、学生が自学自習する際に参考になるように、配布資料ならびにパワーポイント資料の内容を大幅に充実させた。演習問題も多く掲載し、理解が深まるようにした。