铁电材料因其同时具有有介电、压电、热释电等多种特性,而被广泛应用,一直是研究热点领域。近年来,在铁电材料中发现一种特殊的光伏效应,其开路电压不受禁带宽度的限制,可高出2⁴个数量级大小。这引起了科学研究者的极大兴趣。这种具有较强光电响应的铁电材料不仅在光伏发电中具有独特的优势,还有望应用于光催化、光探测等领域,以及在需要高电压驱动的光驱动器、光激励器、光-电能量转换器等光电器件方面具有很好的应用前景。本论文拟选择Bi₄Ti₃O₁₂铁电材料作为研究对象,分别从粉体和薄膜两个方面开展了Bi₄Ti₃O₁₂这一铁电材料的光电性能研究。本论文首先利用水热法制备了Bi₄Ti₃O₁₂粉体,并探索了水热温度对其制备的影响,最终在200℃保温24h的条件下制备了结晶性好的表面纳米片化的微米球状Bi₄Ti₃O₁₂粉体。并采用功率为100W,频率为40KHZ的超声波实现了对Bi₄Ti₃O₁₂粉体在光照作用下催化性能的强化。这种强化作用是由于钛酸铋具有压电性能,在超声作用下产生极化场,促进了光生电子空穴对的分离和迁移降低了复合效率,从而提高了其光催化性能。另外,本论文选用溶胶旋涂的方法成功在FTO玻璃基片上制备出了Bi₄Ti₃O₁₂铁电薄膜,其晶粒大小再60nm左右,厚度为150nm;禁带宽度为2.97eV,剩余极化强度Pr、饱和极化强度Ps和矫顽场Ec分别为12.04μC/cm,24.40μC/cm和104 kV/cm。在未极化状态下的开路电压为0.02V,短路电流密度为0.18μA/cm2。通过施加不同大小和方向的偏压可对其光电响应特性进行调控并利用肖特基理论给出了合理的解释。发现在负极化状态下,其开路电压提高到Voc为0.12 V,短路电流Jsc提高到0.49μA/cm2,相较于未极化的状态,其光电流密度增加了3倍左右。这主要是由于铁电极化使其内部能带结构发生改变引起的。本论文还采用溶胶旋涂法成功制备了Bi₄Ti₃O₁₂/TiO2复合薄膜,发现钛酸铋和二氧化钛各旋涂4层的复合薄膜B4T4其光电响应特性表现为最优,其光电流密度达到4.4μA/cm2。为了进一步对Bi₄Ti₃O₁₂/TiO2复合薄膜的光电特性进行探索,择优选择了B4T4复合薄膜作为研究对象,分别研究了偏压、极化状态对其光电响应特性的影响及其单色光响应特性。结果显示正向偏压、负向极化状态以及提高单色光的强度可提高其光电响应度,表现为光伏效应以及光生电流的提高。经过极化处理其开路电压增加到0.74V,短路电流增加到8.05μA/cm2。