溶液から作る無機バルクナノヘテロ接合と太陽電池への応用

溶液から作る量子ドット太陽電池やナノ結晶太陽電池はこの10年間に登場し、安価で高いエネルギー利用効率を実現できる可能性を秘めているため、第三世代薄膜光起電素子の非常に有望な技術とみなされている。これまでに開発された量子ドット太陽電池は、コロイド状量子ドットのバルク状薄膜を使ったものだった。今回我々は、溶液から作る無機半導体のバルクナノヘテロ接合という基本構造について報告する。この構造は、異なる半導体ナノ結晶を溶液中で混合することにより容易に作ることができ、目的に合わせた光エレクトロニクス特性を持つ光エレクトロニクス用ナノ複合材料の開発が可能になる。我々は、n型Bi₂S₃ナノ結晶とp型PbS量子ドットによるバルクナノヘテロ接合太陽電池を提示する。キャリア再結合が抑えられた結果、両材料を二層にしたものと比べて素子性能が3倍以上向上したことが実証されている。