（独）物質・材料研究機構と（独）科学技術振興機構は12月6日、化合物半導体製太陽電池の発電効率を上げる新しい手法を共同で開発したと発表した。これまでは電気エネルギーに変換できなかった光の波長域を変換に利用できるようにしたもので、太陽光の全波長を活用する高効率太陽電池への道を開くものと期待される。
■450～750nmの波長範囲の光も変換可能に
太陽電池は、太陽の光を電気エネルギーに変える変換効率（発電効率）のアップが求められ、材料の品質や太陽電池の構造を改善して変換効率を上げる方式と、太陽光の特定の範囲の光だけでなく広い波長範囲の光を利用する方式の2つのアプローチが採られている。
今回の成果は、白色・青色発光デバイス（LED）材料である窒化ガリウムと窒化インジウムが同様の構造を持ち、その波長範囲が太陽光の全波長範囲を含んでいることに着目、両材料を組み合わせる混晶化によって得られるインジウム・ガリウム・窒素材料を用いてこれまで利用できなかった波長域の光を電気エネルギーに変えて変換効率アップを図る道を開いたもの。
具体的には、薄膜状結晶作りに使われている「有機金属化学堆積（MOCVD）法」という製法を使ってn型のインジウム・ガリウム・窒素層の上に発電機能を発揮するインジウム・ガリウム・窒素とガリウム・窒素からなる量子井戸（電子が埋め込まれた薄膜）構造を30層載せて太陽電池を形成するという方式。
これまで、インジウム・ガリウム・窒素型の太陽電池は、約400nm（ナノメートル、1nmは10億分の1m）より短い波長側の太陽光しか電気エネルギーに変換できなかったが、今回の手法で得たインジウム・ガリウム・窒素型太陽電池は450～750nmの波長範囲の光も含めた広い範囲の太陽光成分を電気エネルギーに変換できることを確認しているとしている。
両機構は、「今後の研究により、それぞれの波長範囲における変換効率を向上させることで、高効率の太陽電池が実現するものと期待される」といっている。
