Wurtzite Cu2ZnSnSe4 nanocrystals for high-performance organic–inorganic hybrid photodetectors.

2012年1月18日 NPG Asia Materials 4, e4 (2012) doi:10.1038/am.2012.2

ナノ結晶: 価値あるウルツ鉱型

Yu-Guo GuoおよびLi-Jun Wanの研究チームはこのたび、「ウルツ鉱」型構造を持つCZTSeナノ結晶を、比較的低い温度において費用効率のよい簡便な合成方法で作製することに成功した。光起電力装置やオプトエレクトロニクスデバイスには、現在、銅、インジウムおよびセレンからなる高効率光吸収材料が用いられているが、インジウムは供給が限られているため、代替材料を探す取り組みが一斉に進められている。今回、研究チームは、溶液中で前駆体混合物を加熱した後、冷却し、さらに溶媒を加えることによって、準安定構造のウルツ鉱型4成分カルコゲニドCu2ZnSnSe4 (CZTSe)を得た。この新材料は、概して特性調節が可能であり、光起電力応用に適している。実際、ポリ(3-ヘキシチオフェン)(P3HT)と組み合わせると、良好な光応答(高速・高感度の「オン」・「オフ」状態切り替え)を示し、これを利用することで高性能光検出器の作製が可能になった。

Jian-Jun Wang, Jin-Song Hu, Yu-Guo Guo & Li-Jun Wan

Nanocrystals: A worthy wurtzite
Yu-Guo Guo, Li-Jun Wan and co-workers have prepared CZTSe nanocrystals with a ‘wurtzite’ structure in a simple, cost-effective synthesis at relatively low temperature. While there is currently an efficient component in photovoltaic and optoelectronic devices made of copper, indium and selenium, indium is in limited supply and there is a concerted effort to discover an alternative. By heating some precursors together in solution, cooling down the mixture and then adding a solvent, the team obtained the quarternary chalcogenide CuZnSnSe (CZTSe) in a wurtzite form — a metastable structure which typically offers tunable properties that are well suited to photovoltaic applications. Indeed, when incorporated with poly(3-hexylthiophene) (P3HT) the new material showed a good photoresponse — a rapid, sensitive switch between ‘on’ and ‘off’ states - that subsequently served to construct a high-performance photodetector.


NPG Asia Materials ISSN 1884-4049(Print) ISSN 1884-4057(Online)