CIS系の太陽電池材料で効率的な水素生成に成功―界面改質手法を開発し性能を向上：産業技術総合研究所ほか
(2022年8月2日発表)
（国）産業技術総合研究所と甲南大学の共同研究グループは8月2日、CIS系と呼ばれる太陽電池材料を用いて高効率な水素生成に成功したと発表した。新たな界面改質手法を開発し、太陽電池と水分解水素生成の両方の性能向上を実現した。エネルギー変換技術への新たな展開が期待されるという。
CIS系材料は、銅（Cu）、インジウム（In）、セレン(Se)などを構成元素とする化合物で、様々な元素の組み合わせや組成比率の制御により、禁制帯幅（エネルギーバンドギャップ）などの物性を制御することが可能な材料群。
光エネルギーを受けて電気を生み出す太陽電池機能と、光エネルギーを受けて水を分解し水素を生成する機能が発掘され、太陽電池については高い光電変換効率や長期信頼性などが得られている。
しかし、水素生成については、高い分解電圧が必要で、その実現には広い禁制帯幅を有する光電極材料が求められる。CIS系材料の一つであるCuGaSe2(銅ガリウムセレン)は大きな禁制帯幅を持つが、光－水素変換効率を示す指標値が極めて低く、実用化開発からほど遠かった。
研究グループは今回、CIS系のワイドギャップ（広い禁制帯幅）材料に特化した界面改質手法を開発し、光－水素変換効率の指標の改善に成功、CIS系材料で高効率な水素生成の可能性を示した。
この成果は、水分解水素生成の効率向上だけでなく、ワイドギャップCIS系太陽電池の効率向上にも寄与するもので、両者の性能向上が図れたという。
今後は太陽電池と光電気化学セルそれぞれにおいて性能をさらに向上させ、デバイス開発につなげたいとしている。
