本研究では、高い変換効率と広い汎用性を両立したフレキシブル・多接合型太陽電池の基盤技術構築を目指し、プラスチック基板上に高品質・高性能なGe薄膜を創出することを目的としている。本年度においては、(1)プラスチック基板上Al誘起層交換Ge薄膜をシード(種結晶)として気相成長した厚膜Ge光吸収層の評価、(2)残留金属の少ない擬似単結晶Ge薄膜形成を目指したAg誘起層交換成長の検討、(3)無触媒多結晶Ge薄膜固相成長の3つのアプローチを検討した。 (1)低欠陥厚膜Ge層の形成を達成し、従来法と比して優れた少数キャリア寿命を実証した。また、光学特性の劣化要因が、厚膜Ge層中に拡散したAl原子であることを明らかにした。金属含有のない光吸収Ge層を形成することが今後の課題となる。 (2)層交換の物理を究明すると共に、層交換が可能な材料選択の指針を明らかにした。その結果、GeのAg誘起層交換において、金属含有の少ないGe薄膜を極低温(250℃)での結晶化することに成功した。しかしながら、得られるGe膜の結晶性は不十分となった。 (3)固相成長の前駆体となる非晶質Ge薄膜の形成条件に着眼し、研究を行った。その結果、非晶質Ge薄膜の密度を結晶に近づけることによって、従来最高品質の多結晶Ge膜を、プラスチックの耐熱温度以下(375℃)で合成することに成功した。正孔移動度は、絶縁体上に低温合成したあらゆる薄膜の中で最高値を示した。当初の研究計画には予定していなかった、インパクトある成果である。
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