商业上相关的基于铋的薄膜加工

目前，开发适用于光电器件的材料是一个非常活跃的研究领域。寻找用于光电转换元件的材料必须与开发每种材料的最佳成膜工艺同时进行，这对于一种材料可能需要几年时间。到目前为止，还存在权衡，平衡电子特性和材料形态。大阪大学的研究人员开发了一个两步法，除了具有优异的光敏电阻性能外，还可以生产具有良好形态特性的材料。他们的研究结果发表在Journal of Physical Chemistry Letters上。

硫化铋Bi 2 S 3属于一类称为金属硫属元素化物的材料，由于它们的光学和电子特性而显示出显着的前景。然而，Bi 2 S 3基光响应器件的性能取决于用于处理膜的方法，并且许多报道的方法受到低膜结晶性的阻碍。即使当获得高结晶度时，晶粒的性质也会对性能产生负面影响，因此需要具有低表面粗糙度和大晶粒尺寸的薄膜。

“我们使用独特的超高速筛选方法搜索了200多种材料，这种方法可以评估性能，即使只有粉末样品可用，”研究通讯作者Akinori Saeki说。“我们发现硫化铋比传统的无机太阳能电池材料便宜且毒性低，可以在不损害其优异光电性能的情况下进行加工。”

所使用的技术在两个处理步骤中产生2D分层膜; 溶液旋涂，然后结晶。与使用其他加工方法制备的薄膜相比，所得薄膜的光响应性能显示出6-100倍的改进。由于铋和硫的无毒和丰富性质，预计该发现将影响包括太阳能电池在内的商业光电器件的发展。

“我们展示了一种不会影响材料性能的简便加工技术，”主要作者Ryosuke Nishikubo说。“我们相信可溶液加工的铋基半导体是商业上可获得的无机太阳能电池的可行替代品，并且有望在未来广泛使用。它们无毒的事实也使它们与其他替代光电材料(例如卤化铅)区别开来钙钛矿“。

在不损害其电子特性的情况下处理器件应用材料对于使材料具有商业相关性非常重要。报道的工艺已被用于成功制备其他金属硫化物半导体，如硫化铅，证明了该方法的多功能性。