连续氧化还原介导的可见光铁光伏技术

摘要： 氧化钛材料具有光催化和光伏效应等多种功能。铁电体通过空间反演对称性破缺产生高于带隙电压的光能转换，但其宽禁带导致可见光吸收较差。虽然缩小禁带宽度是潜在解决方案，但这种材料改性会抑制自发极化，从而牺牲光生电压。本研究报道了具有强可见光响应的连续氧化还原介导铁电光伏材料。通过单晶实验、第一性原理计算及光致发光分析证明：在典型铁电体钛酸钡(BaTiO3)中，二价Fe2?与三价Fe3?共存分别引入施主能级和受主能级，两种连续的Fe3?/Fe2?氧化还原反应不仅增强可见光下的光生功率，还能提升高于带隙光子能量时的光电转换效率。该方法为光伏材料（以及潜在的光催化剂）实现可见光激活开辟了新途径。