太陽電池の新たな材料に、カゴ状のナトリウムケイ素化合物からナトリウムを抜く技術開発

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ナトリウムを除去してカゴ状ケイ素物質作製(イメージ=北大提供)

北海道大学の藤岡正弥助教と岩崎秀博士研究員らは、カゴ状構造をもつナトリウムケイ素化合物からナトリウムを抜く技術を開発した。ナトリウムイオン伝導体と触れさせ、ナトリウムイオン濃度差を作って取り除く。ミリメートルサイズの単結晶からナトリウムを抜けるようになった。カゴ状のケイ素物質は太陽電池や電池の電極などの候補材料として期待されている。

まずナトリウムイオン伝導体に高電圧をかけてナトリウムイオンを動かし、ナトリウムの欠乏層を作る。この欠乏層の上にナトリウムケイ素化合物をのせて加熱するとナトリウムが欠乏層へ移動する。ただ温度を上げるだけではケイ素のカゴの中のナトリウムが抜けなかったが、欠乏層と接触させることでミリメートルサイズの結晶からもナトリウムを抜くことができた。

現在は10%未満のナトリウムが残っている。今後、純粋なカゴ状ケイ素物質を作る。ナトリウムや水素などをわずかに含む物質の特性を評価していく。

日刊工業新聞2022年1月7日

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