2019 Fiscal Year Annual Research Report
Development of the Infrared Laser Lift-Off Process for Low-Cost GaAs Based Solar Cells
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17H04979
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
渡辺 健太郎 東京大学, 先端科学技術研究センター, 特任講師 (30523815)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 化合物半導体 / 太陽電池 / GaAs / 多重量子井戸 / レーザーリフトオフ / IR-LLO / 表面活性化接合 / SAB |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題における目的は、「レーザー光を用いた溶断過程において、半導体の種類における光の吸収率の差を利用した光吸収層の選択的溶解とデバイス層の分離」である。当該年度は、下記の2点について研究を進めた。
１．GaAs基板上に疑似格子整合成長したInGaAs/GaAsP多重量子井戸層をリリース層としてGaAs基板とGaAs太陽電池層を波長1064nmのパルスレーザーを用いた選択的アブレーションによって剥離する工程について開発を行った。GaAs太陽電池層よりも長波長側に吸収をもつInGaAs/GaAsP多重量子井戸にGaAs太陽電池層を透過してレーザー光による選択的溶解を確認、顕微鏡による観察を行った。
２．GaAs太陽電池層を直接接合法を用いてSi基板に接合させたのち、リリース層を選択的除去することでGaAs基板の剥離と太陽電池の試作を行った。エピタキシャル成長によってGaAs基板上に形成したGaAs太陽電池を活性化接合法を用いて直接Si支持基板に貼り付けたのち、AlAsリリース層とした場合で化学エッチングによって剥離が可能であることが示された。この際、リジッドなSiウエハを支持基板としているが、HF溶液中における化学エッチングの際に、応力のない場合では0.5 mm程度でエッチングの進行が停滞するのに対し、Siウエハに外部応力による湾曲を加えることでエッチングが促進され、剥離加工が高速化されることが示された。剥離速度は2 mm/h程度であり、10mmサイズの試料の形成が可能であった。また、多重量子井戸をリリース層とした場合に、レーザー光によるドライプロセスでの剥離加工の試験を行い、1 mm程度のサイズの試料でデバイス層の剥離が確認された。Si支持基板に転写されたGaAs太陽電池層は、電極の形成後に疑似太陽光照射下での評価試験を実施し、太陽電池としての機能が維持されることが示された。
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| Research Progress Status |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(1 results)
