Journal of Materials Chemistry A（IF=12！）发表论文：具有自偏振的A2+-Zr4+ （A = Ca， Sr， Ba） 共掺杂BiFeO3薄膜中具有高度稳定的光伏效应
论论资讯 ｜ 2024-04-29 ｜
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Journal of Materials Chemistry A
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Highly stable photovoltaic effects in A<sup>2+</sup>-Zr<sup>4+</sup> (A = Ca, Sr, Ba) co-doped BiFeO<sub>3</sub> films with self-polarization
Shi L.; Zhao W.; Wang Z.; Hua W.; Yang X.; Fei W.; Zhao Y.
Published：2024-01-01
DOI：10.1039/d4ta00649f
研究背景
在当今社会，能源问题一直备受关注。然而，对于如何提高太阳能电池的效率和稳定性，科学家们一直在努力探索。目前，有关铁电薄膜的光伏效应的稳定性问题一直困扰着研究人员。
研究内容
最近发表在《Journal of Materials Chemistry A》的一篇论文揭示了一项重要的研究成果。研究人员成功在BiFeO<sub>3</sub>和A<sup>2+</sup>-Zr<sup>4+</sup>（A = Ca, Sr, Ba）共掺杂的BiFeO<sub>3</sub>薄膜中实现了铁电光伏效应，而这些薄膜在制备过程中并没有进行人为极化。研究结果显示，这些薄膜中存在自极化现象，通过铁电相变的改善，成功增强了自极化效应，从而在Bi<sub>0.97</sub>Ba<sub>0.03</sub>Fe<sub>0.97</sub>Zr<sub>0.03</sub>O<sub>3</sub>薄膜中实现了较大的光伏效应。在450纳米照射下，该薄膜的光电流密度（J<sub>SC</sub>）为0.65毫安/平方厘米，开路电压（V<sub>OC</sub>）为0.39伏特。经过373K的热处理后，该薄膜的J<sub>SC</sub>和V<sub>OC</sub>分别保持在原值的94.9%和90.1%。这项研究为提高铁电薄膜中自极化的光伏效应性能和温度稳定性提供了简单的方法。
研究意义
这项研究的创新之处在于成功实现了在共掺杂BiFeO<sub>3</sub>薄膜中的自极化现象，从而提高了铁电光伏效应的性能和稳定性。这一发现对于未来开发更高效、更稳定的太阳能电池技术具有重要意义，有望为解决能源问题提供新的思路和方法。
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