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本研究課題では、軽くて柔らかいプラスチックの上にIII-V族化合物半導体（GaAs）を薄膜で直接合成し、高い効率と広い汎用性を両立した「ユビキタス太陽電池」の基盤技術を構築することを目的とし、研究を推進した。前年度において、層交換法で形成したガラス上モノライクGe薄膜上におけるGaAs膜のエピタキシャル成長について、光学特性と成長温度の相関を調査した結果、550℃において単結晶Ge基板上にエピタキシャル成長したGaAs膜に匹敵する分光感度を取得した。
本年度においては、まずGe薄膜の結晶粒径を幅広いレンジで制御することによって、多結晶GaAs膜の結晶粒径と分光感度の相関を解明した。後世に残る学術的知見であると考えている。また、耐熱プラスチック上におけるGeおよびGaAs薄膜の合成を検討した結果、適切な成長温度を選択することによってプラスチックのフレキシビリティを保ちつつ分光感度が得られることを明らかにした。プラスチック上でGaAs膜の分光感度を取得した初めての例である。さらに、InGaAsやGeを光吸収層とすることで、長波長領域においても分光感度を取得しており、フレキシブル太陽電池の多接合化に向けた新しい成果も得られた。
以上、本研究によって多結晶GaAs薄膜の結晶粒径と分光感度の相関が初めて実験的に明らかになるとともに、ガラス上・プラスチック上として最大粒径のGaAs膜および最高の分光感度が実証された。当初計画にはなかった長波長領域における分光感度の取得にも成功した。安価で高効率なフレキシブル多接合太陽電池実現の可能性を開拓する成果である。
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