カルコゲナイドガラスと有機無機複合ガラス多層膜を用いた全固体光電池

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無機複合高イオン伝導がラスとして、ビスアンモニウム塩を含むガラスの開発を行い、HMED, HMPDを含む高イオン伝導性ガラスが優れた特性を示す事を見い出した。このガラスの光学吸収測定・Ag-109NMR測定を行い、ガラスの構造・電子状態・イオン移動機構等を検討した。これらの結果は、アジア固体イオニクス国際会議をはじめ、日本物理学会、固体イオニクス討論会などで発表され、一部は、Solid State Ionics誌に掲載された。さらに、有機無機複合ガラスの母体である、アルキルアンモニウムハライド自体の相転移とガラス転移挙動を熱測定・インピーダンス測定により詳細に検討した結果、ハライドイオンの部もイオン移動に寄与する事が分かった。この結果の一部は、物理学会で発表される。一方、イオン蓄積層と機能する銀カルコゲナイドガラスの電気物性と局所構造を詳細に検討した結果、Ag-Ge-Se系、Ag-Ge-S系、Ag-As-S系において、銀濃度を変えると半導体から超イオン導電体へと伝導度が5桁以上も急激に変化することが見いだされた。この領域の電子顕微鏡観察により、これらのガラスではナノスケールでの相分離が発生しており、それが銀カルコゲナイドガラスの異常物性の原因であることが分かった。一方、異常を示さないAg-As-AsS-S系ガラスでは、そのような相分離は見られなかった。これは、光ドープ反応が現れるか否かとも一致しており、光ドープ反応はこの二相間の転移であることが予想される。この結果は、物理学会、ガラス討論会、固体イオニクス学会などで発表された。一方、これらの銀イオン伝導性ガラスの薄膜化を熱蒸着法により検討し、本年度は一部パルスレーザー蒸着法も試みた。銀/ヨウ化銀・モリブデン酸銀/ヨウ化エチルアンモニウム・ヨウ素からなる薄膜銀電池を作成し、基本的な電池特性を確認した。現在、銀カルコゲナイドガラスを負極とする薄膜電池について、その光電気特性を検討している。