多鐵性材料是一類具有鐵電、鐵磁和鐵彈性兩種或者以上的鐵性材料。由于具有鐵電自發(fā)極化特性,多鐵材料通常具有鐵電光伏效應(yīng)。眾所周知,傳統(tǒng)pn結(jié)光伏電池的開路電壓受限于半導(dǎo)體的帶隙。但鐵電光伏效應(yīng)的特點(diǎn)使其開路電壓能突破帶隙的限制,并且可以實(shí)現(xiàn)內(nèi)建電場的翻轉(zhuǎn),即實(shí)現(xiàn)光伏效應(yīng)的翻轉(zhuǎn)調(diào)控。多鐵材料的典型代表之一鐵酸鉍(BiFeO₃,BFO)具有室溫鐵電、反鐵磁性和鐵電光伏效應(yīng)等。但是BFO是一種寬帶隙(2.7 eV)半導(dǎo)體,對(duì)可見光吸收較低,且具有較大的漏電流,這使得其光生電流很小和容易退極化。BiMnO₃(BMO)是一種室溫鐵電、低溫鐵磁性材料,它具有較小的光學(xué)帶隙(1.0¹.2 eV),但是BMO是亞穩(wěn)相,不易制備較厚的薄膜,限制了它在光伏領(lǐng)域的應(yīng)用。本論文工作以Bi₂FeMnO₆(BFMO)雙鈣鈦礦外延薄膜為研究對(duì)象,主要研究了BFMO薄膜的生長、電學(xué)性質(zhì)和光伏電池的性能。研究發(fā)現(xiàn):BFMO在保留了BFO鐵電性質(zhì)的同時(shí),繼承了BMO對(duì)可見光波段吸收強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。與BFO相比,BFMO光...

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

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圖1-1鈣鈦礦型鐵酸鉍的結(jié)構(gòu)示意圖

圖1-1鈣鈦礦型鐵酸鉍的結(jié)構(gòu)示意圖[5]

圖1-2(a)鐵酸鉍的Bi原子與Fe-O原子(FeO6)構(gòu)成的六面體沿著[111]軸向[6]

圖1-2(a)鐵酸鉍的Bi原子與Fe-O原子(FeO6)構(gòu)成的六面體沿著[111]軸向具有一相對(duì)位移；(b)BiFeO3/SrRuO3/SrTiO3(001)的電滯回線[6]1.2.2A2BB`O6雙鈣鈦礦多鐵材料介紹

圖1-3A2BB`O6晶胞的雙鈣鈦礦結(jié)構(gòu)(a)無序結(jié)構(gòu)(b)有序結(jié)構(gòu)

圖1-3A2BB`O6晶胞的雙鈣鈦礦結(jié)構(gòu)(a)無序結(jié)構(gòu)(b)有序結(jié)構(gòu)[13]2.3傳統(tǒng)半導(dǎo)體和鐵電光伏電池原理簡介

圖1-4(a)pn結(jié)太陽能電池的工作機(jī)理；(b)鐵電光伏機(jī)理[22]

圖1-4(a)pn結(jié)太陽能電池的工作機(jī)理；(b)鐵電光伏機(jī)理[22]2.4鐵電光伏機(jī)制概述

本文編號(hào)：3991593