非鉄金属製錬業における課題と解決に向けた取り組み

[1K0401-07-07] Developing new functional materials as an effective way to utilize hazardous byproducts; potential of Enargite-type Cu₃As(S,O)₄ as a thin-film solar sell absorber

○Issei Suzuki¹, Takahisa Omata¹, Naoki Ohashi², Hiroto Watanabe³, Satoshi Asano³ (1. Tohoku University, 2. National Institute for Materials Science, 3. Sumitomo Metal Mining Co. Ltd.)

Keywords:Impurities, Enargite, Copper(I) arsenate, Photovoltaics

非鉄金属製錬産業では良質な原料鉱石の入手が困難になり，不純物の含有量が多い低品質鉱石を使用せざるを得ない状況となりつつある．このため，砒素, カドミウムなどの副産物の生産量は使用量とは逆に今後増加していくものと見込まれる．これらの副産物でも，社会的要求が高く，かつ，厳重な管理が可能なエネルギー材料であれば，応用展開が可能であることはCdTe太陽電池の例を見れば明らかでる．このような展開は，資源の乏しい我が国では特に，資源の有効利用の観点からも考えるべき一つのアプローチと思われる．本研究では砒素の有効活用の視点から，直接バンドギャップが約1.4eVであり太陽電池材料としての可能性が以前から指摘されているEnargite型Cu₃AsS₄について，第一原理計算からそのポテンシャルを改めて研究した．その結果に基づくと，未だその存在は報告されていないが同じ構造のCu₃AsO₄は，Cu₃AsS₄よりも優れた特性が期待できることが示唆されたので，Enargite型Cu₃AsO₄についても第一原理計算からそのポテンシャルを研究した．