産総研、高効率ガリウムヒ素太陽電池を低コストで製造

2017年6月13日、国立研究開発法人 産業技術総合研究所は、大陽日酸株式会社、国立大学法人 東京農工大学と共同で、低コストでガリウムヒ素太陽電池（以下、GaAs太陽電池）を高いスループットで製造できるハイドライド気相成長（Hydride Vapor Phase Epitaxy, HVPE）装置（以下、HVPE装置）を開発したと発表した。

GaAs太陽電池は太陽電池の中でも発電効率に優れているが、従来の有機金属気相成長装置（以下、MOVPE装置）を用いた製造方法では高価な有機金属を用いるために、製造コストが高いことが課題であった。

このたび開発したHVPE装置は、太陽電池の大型化・大口径化に繋がる水平置き縦型の構造で、基板全面に均一性良く製造することができるなど面内均一性にも優れ、発電効率も世界トップレベルの20.3 %を実現して、同装置の製品化が期待される。

なお、米国再生可能エネルギー研究所（以下、NREL）が試作したHVPE装置は縦型炉で、商用機の実現に必要な成膜面積の大型化・大口径化が困難と言われている。
このたび開発したHVPE装置は、ガスの熱対流や温度の制御がしやすく、大型化・大口径化に有利である水平置き縦型炉で、MOVPE装置と比較して装置導入コストの低減が可能だ。

また、GaAsやインジウムガリウムリン（InGaP）層を含んだ多層構造で構成されたGaAs太陽電池を安定して高速成膜するために、GaAsを成膜するための成膜室、InGaPを成膜するための成膜室、AsH3、PH3雰囲気中で熱クリーニングを行うための待機室の、3室マルチチャンバー方式を採用した。

このたび作製したGaAs太陽電池の電流-電圧特性は、NRELの縦型炉を用いて作製されたGaAs太陽電池とほぼ同等（効率20.6 %）で、HVPEとして世界トップレベルの性能である。

（画像はプレスリリースより）




産総研　ニュースリリース
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