Bi2FeCrO6薄膜的铁电光伏效应研究

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近年来,对铁电材料的光伏效应研究越来越热。一般认为,由铁电体的剩余极化诱导出的退极化场承担分离光生载流子的角色,因而,相比传统的pn结光伏器件,铁电光伏器件产生的光电压Voc可以超过材料禁带宽度对应的电压值[1]。到目前为止,铁电光伏能产生的光电流都非常小,针对其光电转换的机制和效率提高方面还有很多工作可做。Bi2FeCrO6(BFC)是一种多铁材料,理论计算表明其自发极化可达80uC/cm2[2],优于BiFeO3,这暗示该材料中的剩余极化场也会优于很多ABO3型材料,大的剩余极化场有利于载流子的分离。已有研究表明,脉冲激光分子束沉积(PLD)法生长BFC薄膜,不同生长速度下的薄膜的畴尺寸不同,不同尺寸畴的薄膜对太阳光谱有着不同的吸收特性,将不同吸收特性的薄膜复合在一起有利于增加光吸收[3]。我们用PLD法在0.07wt%Nb-SrTiO3(001)衬底上生长了BFC薄膜,得到其光伏曲线,器件的Voc和Jsc随着薄膜的剩余极化增大而增加,极化场反转后,Voc和Jsc方向也随之反转,表明这种光伏效应是一种铁电光伏效应。
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