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基于Bi1?xLaxFeO3钙钛矿薄膜的高效新型光伏器件

DOI：10.1007/s10854-018-0436-8 期刊：Journal of Materials Science: Materials in Electronics 出版年份：2018 更新时间：2025-09-10 09:29:36
摘要： 本研究探讨了以多晶镧掺杂铁酸铋薄膜（Bi1?xLaxFeO3，0.1 ≤ x ≤ 0.4）作为光吸收组件的光伏电池。采用新型电池结构——双层二氧化钛薄膜作为顶电极、准固态聚合物电解质薄层作为背电极，当x ≥ 0.2样品组装的电池器件效率显著提升，该现象与Bi1?xLaxFeO3从铁电相到非铁电相的结构转变同步发生。在1倍太阳光照下，x=0.2电池的光电转换效率达0.13%，对应镧组分短路电流密度为0.35 mA·cm?2。较高镧组分在开路(OC)至短路(SC)扫描方向出现滞后行为，可能源于极化效应。x ≥ 0.2的结果较铁酸铋基体系性能改善，表明非铁电晶体结构的稳定化有助于提升光生电子-空穴对分离效率或增强电荷传输。该发现为实现易制备的无机固态光伏器件迈出重要一步。
作者： T. M. W. J. Bandara，C. S. Knee，M. Furlani，I. Albinsson，B.-E. Mellander
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

研究多晶镧掺杂铋铁氧体Bi1?xLaxFeO3薄膜作为光伏电池中光捕获组件以提高效率的应用。

研究成果

研究表明，非铁电性Bi1?xLaxFeO3组分（x ≥ 0.2）配合适当接触电极可显著提升光伏器件的光电转换效率。该发现揭示了晶体结构与光伏性能之间的关联，为开发更高效率的无机固态太阳能电池提供了新思路。

研究不足

该研究的局限性在于器件的功率转换效率相对较低，以及光电流的光谱响应范围较窄，这归因于钙钛矿薄膜的带隙。需要进一步改进带隙工程和电荷传输以提升性能。

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