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 京都大学、二酸化チタン中の光キャリアの振る舞いを解明

  京都大学化学研究所の山田泰裕特定准教授[ナノ界面光機能寄附研究部門（住友電工グループ社会貢献基金）]らの研究グループは、太陽電池材料である二酸化チタンの光キャリア再結合過程を解明することに成功した。二酸化チタンは、チタンと酸素が結合してできた物質で、無害・無毒で環境負荷が低いことから、化粧品等に古くから用いられてきた。また同物質は、色素増感型太陽電池や光触媒材料にも用いられ、光エネルギーの有効活用や環境問題の立場から注目を集めている。同物質は複数の結晶相が存在しているが、今回、工業的にも幅広く用いられているルチル型とアナターゼ型について、その違いを明らかにするため、光照射によって同物質中に作られる電子と正孔（光キャリア）の緩和過程に着目。三つの異なる測定手法を組み合わせて、電子と正孔の寿命をそれぞれ独立に決定することに成功し、アナターゼ型がルチル型に比べ非常に長い電子寿命を持っていることを確認した。長い電子寿命がアナターゼ型の優れた太陽電池・光触媒性能に関係していると考えられる。今回の研究成果は、高効率な色素増感型太陽電池や光触媒材料の開発につながるものと期待されるという。

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