国奥広伸 工学研究科博士課程学生、東正信 同助教、阿部竜 同教授は、新たに開発した低温合成法を用いて、可視光から近赤外光まで光吸収が連続的に変化するビスマス系カルコハライドを合成しこれらが太陽電池材料として有望な性質を示すことを実証しました。
本研究成果は2016年9月7日、「Scientific Reports」に掲載されました。
研究者からのコメント
左から阿部教授、东助教
これまで太阳电池などへの応用が期待されながらも、その合成が难しかったビスマス系カルコハライドを、室温で合成したビスマスオキシハライドを原料に用いることによって、惊くほど低温かつ短时间で合成できることを世界で初めて见出しました。この合成法をビスマス系以外の金属系に展开することによって、これまで合成例が无いカルコハライドの新规合成にも繋がる可能性を有しており、太阳电池や発光ダイオードに用いる光机能性材料のライブラリー拡大に贡献できるものと考えています。
概要
化石资源の大量消费による环境汚染や将来の资源枯渇への悬念から、太阳光エネルギーの利用拡大が期待され、安価な次世代型太阳电池の研究开発が活発に进められています。ビスマスなどの金属と硫黄（またはセレン）およびハロゲンからなる金属カルコハライドは、光吸収特性を连続的に制御することが可能であり、かつ希少な元素を含まないことから、次世代の太阳电池や発光ダイオード用材料として期待されています。しかし合成が困难なため、これまで応用展开が大きく妨げられていました。
本研究では、可视光から近赤外光まで光吸収が连続的に変化するビスマス系カルコハライドを低温で合成できる全く新规な手法を开発し、これらが太阳电池材料として有望な性质を示すことを実証しました。
また、本研究で开発した新规低温合成法は、ビスマス系のみならずさまざまな金属カルコハライドの合成に适用できる可能性を有しており、さらに150℃程度の低温で反応が进行することや光吸収の连続制御が可能なことから、プラスチック基板などと组み合わせたフレキシブル太阳电池や、吸収が连続的に変化する発光ダイオードの开発などに繋がることが期待されます。
図：ビスマス系カルコハライドの光吸収と想定される応用例
详しい研究内容について
书誌情报
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Hironobu Kunioku, Masanobu Higashi & Ryu Abe. (2016). Low-Temperature Synthesis of Bismuth Chalcohalides: Candidate Photovoltaic Materials with Easily, Continuously Controllable Band gap. Scientific Reports, 6: 32664.
- 京都新聞（9月8日 23面）、日刊工業新聞（9月20日 17面）に掲載されました。
