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(zhì)的內(nèi)部形成了一些電子空穴對,之后它們在p-n結(jié)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(zhuǎn)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(jié)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(zhì)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(zhuǎn)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(jié)
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(jié)
第五章 總結(jié)
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