超格子も量子ドットも新太陽電池などで出てくる言葉ですが、訳の分からない言葉の代表選手のようなものですね。別に超格子や量子ドットの意味を知らなくても、太陽光発電をやっていくには特に不自由はありません。しかし、こういう言葉を多少知っていると、少し賢くなったような気分になり自己満足することができます（笑）。

ということで勉強してみました。それほど分かったわけではありませんが、「多少」知ったような顔はできるかなと思います。その「多少」を何とか説明してみますので、興味のある方は読んでみて下さい（一部、テキトーです）。

まず、超格子も量子ドットも人工で新しい材料を作るための特殊な技術です。量子井戸という言葉もありますが、多分、量子ドットと同じようなものだと思います。

さて、

超格子と言うのは二つの異なる材料を極めて薄い層（数原子層ぐらい）で積み重ねて作る新材料で、量子ドットの場合は単に薄い層を重ねるだけでなく、層に更に市松模様のような面的構造をつけて積み重ねて作る新材料です。‐‐‐これを知っているだけでも相当の物知りということになると思います。

なんだ、積み重ねるだけかと思われるかもしれませんが、数原子層ぐらいでしかもきれいに積み重ねないといけないので簡単なことではありません。しかしうまく積み重ねることができれば夢の材料を作ることも可能なようです。

うまく見つかりませんでしたが、ネットで良い図が無いか調べてみました。参考の図を下に示します。

超格子（左の図）

量子ドット（図の半ばの積層部分）

なぜ、こんなことをして新材料を開発しなければならないのか、ということですが、ここから少し理論的な話になります。

太陽電池は半導体と言われる材料が光に対して持つ電気的性質を利用したものです。うまく作れば多くの光を吸収して多くの電気を生み出します。しかし、普通の半導体材料ではある一定のエネルギー以上の波長の光からしか電気を生み出せません。従ってそれ以下のエネルギーの波長の光は無駄になっています。これが太陽電池の変換効率に理論的限界がある理由で、普通のシリコン太陽電池ですと理論的限界は28-29%ぐらいまでと言われています。

この理論限界を超えようとして超格子や量子ドットの技術があるわけです。

長くなるので、この続きは次回にします。

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