半導體光伏材料能夠吸收能量高于帶隙能量的光子然后在物質的內(nèi)部形成了一些電子空穴對,之后它們在p-n結內(nèi)部電場的作用下分離開并且形成了電極。而且半導體光伏材料具有成熟的技術和相對較高的轉換效率等突出的優(yōu)點。但是,其光生電壓受到界面勢壘高度的限制,通常小于半導體帶隙。因此,鐵電光伏效應由于其高效極化電荷分離機制且能夠產(chǎn)生高于帶隙的電壓等特點使鐵電光伏研究已經(jīng)引起了研究者廣泛的關注。與一些傳統(tǒng)p-n結型的半導體光伏效應不一樣的是,通常研究者們認為鐵電的光伏效應其內(nèi)部的電場是來源于鐵電極化而形成的。并且鐵電光伏效應是不需要有非對稱的界面,其光電壓也不受到材料帶隙的限定和制約,能夠產(chǎn)生高于帶隙的電壓。所以穩(wěn)態(tài)光電流可以存在于均勻光照的均勻介質中,稱為體光伏效應。然而,像LiNbO₃,Ba TiO₃,Bi₄Ti₃O₁₂這樣的寬帶隙鐵電材料不能有效地吸收可見光,光電轉換效率通常比較低。所以跟傳統(tǒng)的鐵電材料比較,相對來說BiFeO₃的帶隙是比較窄的,能夠消除近紫外區(qū)域的光伏...

【文章頁數(shù)】：56 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 鐵電材料
    1.3 鐵電薄膜的光伏效應
        1.3.1 傳統(tǒng)光伏效應
        1.3.2 鐵電光伏效應
        1.3.3 鐵電薄膜的光伏效應研究
        1.3.4 BiFeO₃薄膜光伏效應
    1.4 本文的研究內(nèi)容與意義
第二章 實驗方法、原理及表征
    2.1 薄膜制備技術
    2.2 制備BiFe_0.9Cr_0.1O₃固溶體及BiCrO₃/BiFeO₃雙層復合薄膜的實驗方法
    2.3 BiFe_0.9Cr_0.1O₃固溶體及BiCrO₃/BiFeO₃雙層復合薄膜表征方法
        2.3.1 XRD衍射圖譜表征
        2.3.2 掃描電子顯微鏡(SEM)表征
        2.3.3 鐵電、漏電特性表征
        2.3.4 X射線光電子能譜分析(XPS)表征
        2.3.5 拉曼光譜儀(Raman)表征
        2.3.6 光學帶隙表征
        2.3.7 光譜響應表征
        2.3.8 J-V表征
第三章 BiFe_0.9Cr_0.1O₃固溶體的性能研究
    3.1 引言
    3.2 BiFe_0.9Cr_0.1O₃固溶體的XRD衍射圖譜分析
    3.3 BiFe_0.9Cr_0.1O₃固溶體的Raman分析
    3.4 BiFe_0.9Cr_0.1O₃固溶體的電學性能的分析
        3.4.1 BiFe_0.9Cr_0.1O₃固溶體的鐵電特性分析
        3.4.2 BiFe_0.9Cr_0.1O₃固溶體的漏電分析
        3.4.3 BiFe_0.9Cr_0.1O₃固溶體的XPS分析
    3.5 BiFe_0.9Cr_0.1O₃固溶體的光學性能的分析
        3.5.1 BiFe_0.9Cr_0.1O₃固溶體的光學帶隙特性的研究
        3.5.2 BiFe_0.9Cr_0.1O₃固溶體的光譜響應
    3.6 本章小結
第4章 BiCrO₃/BiFeO-₃雙層復合薄膜的性能研究
    4.1 引言
    4.2 BiCrO₃/BiFeO₃雙層復合薄膜的XRD分析
    4.3 BiCrO₃/BiFeO₃雙層復合薄膜的電學性能的分析
        4.3.1 BiCrO₃/BiFeO₃雙層復合薄膜的鐵電特性分析
        4.3.2 BiCrO₃/BiFeO₃雙層復合薄膜的漏電分析
    4.4 BiCrO₃/BiFeO₃雙層復合薄膜的光學性能的分析
        4.4.1 BiCrO₃/BiFeO₃雙層復合薄膜的光學帶隙特性的研究
        4.4.2 BiCrO₃/BiFeO₃雙層復合薄膜的光譜響應
        4.4.3 BiCrO₃/BiFeO₃雙層復合薄膜的J-V研究
    4.5 本章小結
第五章 總結
參考文獻
致謝
作者攻讀碩士學位期間發(fā)表和完成的論文目錄



本文編號：4033981