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含钼和镁的铁电钛酸钡衍生物在透明光伏领域的应用

DOI：10.1063/1.5123675 期刊：Journal of Applied Physics 出版年份：2019 更新时间：2025-09-11 14:15:04
摘要： 采用第一性原理方法，我们研究了源自钛酸钡的[Ba(Mo1/2,Mg1/2)O3]x-[BaTiO3]1?x固溶体的电子特性，该材料有望成为光伏器件的候选材料。通过聚焦带隙及其成因，我们探究了[Ba(Mo1/2,Mg1/2)O3]x-[BaTiO3]1?x中不同可能的钼镁含量、排列方式及相态的影响。研究发现，在菱方相中具有2.6电子伏特带隙的[Ba(Mo1/2,Mg1/2)O3]0.25-[BaTiO3]0.75是透明光伏器件的可行候选材料。所有情况下，[Ba(Mo1/2,Mg1/2)O3]x-[BaTiO3]1?x材料均表现出自发极化特性，可利用体光伏效应，原则上这些材料的功率转换效率可能突破肖克利-奎伊瑟极限。
作者： Or Shafir，Jing Yang，Andrew M. Rappe，Ilya Grinberg
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研究概述 实验方案

研究目的

研究以钛酸钡为基体衍生的[Ba(Mo1/2,Mg1/2)O3]x-[BaTiO3]1?x固溶体的电子特性，重点关注其带隙及其起源，该材料有望成为光伏器件的候选材料。

研究成果

[Ba(Mo1/2,Mg1/2)O3]x-[BaTiO3]1?x固溶体因其合适的带隙和自发极化特性，成为透明光伏器件的理想候选材料。其中25BMM-75BTO成分在透明光伏应用中展现出特别突出的潜力。

研究不足

该研究基于计算模型，可能无法完全反映所有实验条件和变化。虽然提出了BMM-BTO固溶体实现的可能性，但尚未得到证实。

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