松田一成 エネルギー理工学研究所教授、篠北啓介 同助教らの研究グループは、張益仁 東京大学大学院生（研究当時）、長汐晃輔 同教授、谷口尚 物質?材料研究機構博士、渡邊賢司 同博士らとの共同研究により、2次元層状物質である硫化錫（SnS）において中心対称性を持たないSnSを成長させ、そのバルク光起電力効果による発電を実証しました。
バルク光起电力効果は、2种类の材料からなるpn接合型太阳电池と异なり、中心対称性を持たない极性结晶への光照射时に诱起されるシフト电流が起源であることが明らかにされてきましたが、ほとんどの材料において理论的に予测される発电量が低いことが课题でした。本研究では、シリコン太阳电池に匹敌する発电量が理论的に予测されていた厂苍厂において、面内分极の揃った中心対称性を持たない强诱电相を物理蒸着法により成长し、そのバルク光起电力効果による発电を初めて実証しました。また、分极ドメイン构造の解析から、分极ドメイン境界は180°回転の双晶関係を有していることを明らかにしました。分极を揃えることでさらなる発电特性の向上が期待できます。
本研究成果は、高効率太阳电池や光検出器等への応用だけでなく、结晶の厚さがナノサイズでも発电が可能なことから、滨辞罢センサー用のナノ発电素子としての利用も期待されます。
本研究成果は、2023年5月6日に、国際学術誌「Advanced Materials」にオンライン掲載されました。
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【书誌情报】
Yih-Ren Chang, Ryo Nanae, Satsuki Kitamura, Tomonori Nishimura, Haonan Wang, Yubei Xiang, Keisuke Shinokita, Kazunari Matsuda, Takashi Taniguchi, Kenji Watanabe, Kosuke Nagashio (2023). Shift Current Photovoltaics based on A Noncentrosymmetric Phase in in‐plane Ferroelectric SnS. Advanced Materials, 35(29):2301172.
