GaAs薄膜太陽電池の高速剥離を目指した赤外線レーザーリフトオフプロセスの開発

2019 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 17H04979
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: エネルギー学
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 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)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2020-03-31
• キーワード: 化合物半導体 / 太陽電池 / GaAs / 多重量子井戸 / エピタキシャルリフトオフ / レーザーリフトオフ / IR-LLO

研究成果の概要

化合物半導体からなる太陽電池は高効率が期待できる反面、高コストであることが課題であった。この問題に対して、結晶成長時にGaAs基板上に疑似格子整合するInGaAs/GaAsP体重量子井戸層を介して太陽電池を形成し、この多重量子井戸が選択的に赤外線を吸収する性質を利用して、波長1064nmのレーザー光照射によるドライプロセスによって太陽電池層と基板を剥離する赤外線レーザーリフトオフ(IR-LLO)技術を提案し、基礎研究を行った結果、数mmサイズの小規模ながら剥離工程が確認された。

自由記述の分野

半導体工学

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究によって、GaAsからなる太陽電池がレーザー光を用いたドライプロセスによって剥離加工が可能であることが示された。この結果は宇宙用として用いられる化合物半導体からなる超高効率太陽電池のコスト低減と生産性の向上に寄与することができる。そのため、今後はSi結晶による太陽電池に代わり、地上応用へ向けて高効率多接合太陽電池市場の拡大に資することが期待される。