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我国目前能源供需矛盾尖锐,化石能源的大量浪费造成严重的环境污染。太阳能发电拥有无污染,不枯竭,使用安全等特点。提高效率,降低成本是太阳能领域研发的主题。当前的太阳能技术早以脱离了单一的pn结,多种技术的综合运用是提高太阳能电池转换效率的发展趋势。
铁电体晶体的光生伏打效应,又称作反常光生伏打效应(APV效应)。以掺铁铌酸锂晶体为例,其光生伏打场高达100 kv/cm。如果将其应用于太阳能电池,可以大幅度的提高电池的输出电压。目前主要的问题是晶体的电导率太低,输出的能量太少。
本文中,我们用提拉法生长出了高掺铁的铌酸锂晶体并对晶体的光电性能做了测试,以期能够大幅提高晶体的电导率。本文的主要内容如下:
第一章对铌酸锂晶体做了简要的介绍,并对铁电体光生伏打效应的机制做了详细的阐述。
第二章用提拉法生长出了高掺铁铌酸锂,并研究了其拉曼光谱。
第三章研究了高掺铁铌酸锂晶体的吸收光谱,发现高掺铁铌酸锂晶体的紫外吸收边产生了大幅的红移。掺Fe3.0 wt%和5.0 wt%晶体的吸收会将Fe2+在477nm的吸收峰完全掩盖。
测量高掺铁铌酸锂晶体的暗电导,光电导及光生伏打电流。发现大量铁的掺入可以将铌酸锂晶体的电导率提高了3~5个量级,光生伏打电流提高到10-8A/cm2量级
第四章对本论文做了总结和展望。