【本学研究者情報】

〇本学代表者所属?職?氏名：多元物質科学研究所 材料分離プロセス研究分野?助教?川西　咲子
研究室ウェブサイト

【発表のポイント】

• エネルギーのスマート化に貢献する硫化スズ太陽電池を作製
• 大型化に成功した硫化スズ単結晶を用いて世界初のpnホモ接合^注1を実現
• 変換効率の向上に直結する高い開放電圧^注2の取り出しに成功

【概要】

硫化スズ太陽電池は希少金属や有害元素を一切含まないため、クリーンエネルギーの普及を担う次世代ソーラーパネルへの実装が期待されています。東北大学多元物質科学研究所の川西咲子助教、鈴木一誓助教らのグループは、pnホモ接合の硫化スズ太陽電池を世界に先駆けて作製し、高い開放電圧の取り出しに成功しました。

硫化スズ太陽電池を高効率化するポイントは、p型とn型の硫化スズを組み合わせたpnホモ接合を作ることです。しかし、容易に作製可能なp型と異なり、n型硫化スズの作製は困難なため、pnホモ接合太陽電池の作製例はありませんでした。

研究グループは、2020年8月に大型化に成功したn型硫化スズ単結晶を用いることで、pnホモ接合からなる硫化スズ太陽電池の作製を実現し、pnヘテロ接合の硫化スズ太陽電池のチャンピオンデータに匹敵する360mVの高い開放電圧の取り出しに成功しました。これは、pnホモ接合の硫化スズ太陽電池の高い性能を実証するもので、今後の研究開発による更なる変換効率の向上が期待されます。

本研究成果は、2021年2月25日にSoral RRL誌に掲載されました。

【用語解説】

注1．pnホモ接合：　同一の半導体材料のp型層とn型層との接合。この接合領域に太陽光等の大きなエネルギーの光が照射されると、光電効果により発電する。異種の半導体材料のpn接合のことを、pnヘテロ接合と言う。

注2．開放電圧：　外部との回路接続のない状態での電圧のことで、高い開放電圧は変換効率の向上に直結する。同じく高効率化に直結する短絡光電流と並び、太陽電池の性能を示す重要な因子である。

詳細（プレスリリース本文）

問い合わせ先

（研究に関すること）
東北大学多元物質科学研究所
助教　川西 咲子（かわにし さきこ）
電話：022-217-5155
E-mail：s-kawa*tohoku.ac.jp（*を@に置き換えてください）
助教　鈴木 一誓（すずき いっせい）
電話：022-217-5215
E-mail：issei.suzuki*tohoku.ac.jp（*を@に置き換えてください）

（報道に関すること）
東北大学多元物質科学研究所
広報情報室
電話：022-217-5198
E-mail：press.tagen*grp.tohoku.ac.jp（*を@に置き換えてください）