双钙钛矿型铁锰酸铋外延薄膜的制备及其光伏电池研究

发布时间：2024-06-08 06:27

　　多铁性材料是一类具有铁电、铁磁和铁弹性两种或者以上的铁性材料。由于具有铁电自发极化特性,多铁材料通常具有铁电光伏效应。众所周知,传统pn结光伏电池的开路电压受限于半导体的带隙。但铁电光伏效应的特点使其开路电压能突破带隙的限制,并且可以实现内建电场的翻转,即实现光伏效应的翻转调控。多铁材料的典型代表之一铁酸铋(BiFeO₃,BFO)具有室温铁电、反铁磁性和铁电光伏效应等。但是BFO是一种宽带隙(2.7 eV)半导体,对可见光吸收较低,且具有较大的漏电流,这使得其光生电流很小和容易退极化。BiMnO₃(BMO)是一种室温铁电、低温铁磁性材料,它具有较小的光学带隙(1.0¹.2 eV),但是BMO是亚稳相,不易制备较厚的薄膜,限制了它在光伏领域的应用。本论文工作以Bi₂FeMnO₆(BFMO)双钙钛矿外延薄膜为研究对象,主要研究了BFMO薄膜的生长、电学性质和光伏电池的性能。研究发现:BFMO在保留了BFO铁电性质的同时,继承了BMO对可见光波段吸收强的优点。与BFO相比,BFMO光...

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图1-1钙钛矿型铁酸铋的结构示意图

图1-1钙钛矿型铁酸铋的结构示意图[5]

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图1-2(a)铁酸铋的Bi原子与Fe-O原子(FeO6)构成的六面体沿着[111]轴向具有一相对位移；(b)BiFeO3/SrRuO3/SrTiO3(001)的电滞回线[6]1.2.2A2BB`O6双钙钛矿多铁材料介绍

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图1-3A2BB`O6晶胞的双钙钛矿结构(a)无序结构(b)有序结构[13]2.3传统半导体和铁电光伏电池原理简介

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图1-4(a)pn结太阳能电池的工作机理；(b)铁电光伏机理[22]2.4铁电光伏机制概述

本文编号：3991593