プロセス・素材分野ショート講演2

[2K0601-14-02] Aqueous synthesis of CuInS₂ nanoparticles by controlling complex species for printed solar cells.

○Mitsuo Goto¹, Shun Yokoyama¹, Hideyuki Takahashi¹ (1. Tohoku University)

Keywords:Compound solar cells, Controlling metal complex species, Aqueous synthesis, Printed solar cells

地球温暖化に対する懸念から、発電の際温室効果ガスを排出しない太陽電池に関する研究が精力的に行われている。特に、化合物太陽電池の一種であるCuIn(S, Se)₂ (CIS) 太陽電池は、低コストで製造可能、フレキシブル性が得られるなどの特長から注目されている。しかし、現在CIS太陽電池の製造は高エネルギー消費および大幅な資源ロスが伴う気相法によって行われているため、これらを解決する低環境負荷な新合成法が求められる。そこで我々は、Cu、Inイオン水溶液中から直接CuInS₂粒子を合成し、それを塗布することで簡便かつ低コストにCIS太陽電池を合成することを目的とした。そのために、両金属イオンの硫化速度が近接化しうる錯化剤を選定し、両金属錯体種がそれぞれ単一化されるようpHを制御した後、CuInS₂粒子の水溶液中合成を行った。合成後、ろ過により回収した粒子を窒素雰囲気化、500°Cで熱処理した。熱処理後の粒子をXRDにより分析したところ、CuInS₂のピークが検出された。これにより、水溶液中からCuInS₂粒子を低エネルギー合成することに成功した。得られた粒子は溶媒インクに分散させ、簡便な塗布法によるCIS光吸収層の成膜を試みた。