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基于BiFeO?的无机光伏电池：自发极化、晶格匹配、光偏振及其与光伏性能的关系

DOI：10.1039/D0CP01176B 期刊：Physical Chemistry Chemical Physics 出版年份：2020 更新时间：2025-09-23 15:19:57
摘要： 无机铁电钙钛矿氧化物比杂化钙钛矿更稳定，但其太阳能收集效率较低。本研究通过构建一系列基于BiFeO3的器件（太阳能电池），探究了影响光伏性能的三个因素：自发极化、BiFeO3与电极界面终止离子种类以及偏振光辐照。该工作在结合非平衡格林函数理论的内置电场或有限偏压下的密度泛函理论框架内完成。结果表明：1）仅当电子带隙合适时（而非自发极化更大时）光电流更大；2）与Fe3+或O2-终止界面相比，Bi3+离子终止界面在SrTiO3电极条件下光电流达到最大值；3）若单色光的偏振方向垂直于自发极化方向，光电流可显著增强。这些结果将深化对BiFeO3基太阳能电池部分实验现象的理解。
作者： Chao He，Guocai Liu，Huiyan Zhao，Kun Zhao，Zuju Ma，Xingtao An
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

研究影响BiFeO3基太阳能电池光伏性能的因素，包括自发极化、界面终止离子种类以及偏振光辐照。

研究成果

研究发现，基于BiFeO3的太阳能电池中的光电流受电子带隙、界面终止离子以及偏振光方向的影响。对于实现更高光电流而言，合适的带隙比更大的自发极化更为关键。当界面由Bi3+离子终止且偏振光垂直于自发极化方向时，光电流达到最大值。这些发现为优化基于BiFeO3的太阳能电池的光伏性能提供了见解。

研究不足

该研究属于理论性研究，依赖于模拟实验，可能无法完全反映现实中的所有条件和复杂性。所使用的设备模型比实际设备更小，这可能会影响结果的准确性。

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