[發明專利]Bi2FeMo1-xNixO6雙鈣鈦礦鐵電薄膜及其制備方法

有效

• 申請號: 201710931620.0
• 申請日: 2017-10-09
• 公開（公告）號: CN107768460B
• 公開（公告）日: 2019-08-20
• 發明（設計）人: 李雍;崔霞霞;郝喜紅;孫寧寧;杜金花;李曉偉;張奇偉
• 申請（專利權）人: 內蒙古科技大學
• 主分類號: H01L31/032
• 分類號: H01L31/032;H01L31/18
• 代理公司: 北京酷愛智慧知識產權代理有限公司 11514
• 代理人: 安娜

本發明涉及一種Bi₂FeMo_1?xNi_xO₆雙鈣鈦礦鐵電薄膜及其制備方法。該鐵電薄膜包括化學通式為Bi₂FeMo_1?xNi_xO₆的材料，0＜x≤0.5。制備方法：首先制Bi₂FeMo_1?xNi_xO₆的穩定膠體；之后進一步制備得到Bi₂FeMo_1?xNi_xO₆鐵電薄膜。本發明提供的鐵電薄膜具有優異的光伏性能和光電轉化效率；與傳統鐵電材料相比，本發明的鐵電薄膜具有更合適的光學帶隙，能夠與太陽光譜相匹配，從而有利于獲得更高的光電轉化效率；與此同時，本發明的鐵電薄膜能夠吸收更多的光子轉化為載流子，從而獲得良好的光伏性能，進而使其在可見光范圍內比其他鐵電材料可能具有更廣闊的應用潛力。

技術領域

本發明涉及電子功能材料與器件技術領域，具體涉及一種Bi₂FeMo_1-xNi_xO₆雙鈣鈦礦鐵電薄膜及其制備方法。

背景技術

隨著人類對能源需求量的急劇增長及傳統化石能源消耗所帶來的高污染問題，可再生與清潔能源的開發和利用成為解決傳統能源問題的重要途徑。而太陽能由于能源總量巨大和高度清潔的優勢成為新能源利用的重要目標之一。

鐵電光伏材料，由于其具有窄的光帶隙、良好的載流子傳輸和強的可見光、紅外吸收，以及機械、化學、熱穩定且制造成本低等優點，因此在太陽能轉換應用上越來越多地受到國內外研究者的關注。作為完全不同于傳統p-n結光伏效應的獨特光伏材料體系，一方面，鐵電光伏材料的自發極化能夠驅動載流子進行分離；另一方面，它具有反常光電伏效應，在沿極化方向的輸出光電壓遠大于其帶隙，最大可達10⁴伏。這理論上導致其能量轉換效率可以超過傳統硅基異質結太陽能電池的最大值(～34％)。此外，鐵電光伏材料的光電流方向能夠隨著自發極化方向的改變而轉換，這個獨一無二的特性拓寬了鐵電光伏材料的應用領域。但是由于輸出光電流密度較低，大多鐵電光伏材料的能量轉換效率不足2％。因此，尋找新型鐵電光伏材料來實現高轉換效率仍然是光伏科學與技術領域的挑戰性課題。

發明內容

針對現有技術中的缺陷，本發明旨在提供一種Bi₂FeMo_1-xNi_xO₆雙鈣鈦礦鐵電薄膜及其制備方法。本發明提供的鐵電薄膜具有優異的光伏性能和光電轉化效率；與傳統鐵電材料相比，本發明的鐵電薄膜具有更合適的光學帶隙，能夠與太陽光譜相匹配，從而有利于獲得更高的光電轉化效率；與此同時，本發明的鐵電薄膜能夠吸收更多的光子轉化為載流子，從而獲得良好的光伏性能，進而使其在可見光范圍內比其他鐵電材料可能具有更廣闊的應用潛力。

為此，本發明提供如下技術方案：

第一方面，本發明提供一種雙鈣鈦礦鐵電薄膜材料，雙鈣鈦礦鐵電薄膜材料的化學式為Bi₂FeMo_1-xNi_xO₆；其中，0＜x≤0.5。

第二方面，本發明提供一種雙鈣鈦礦鐵電薄膜材料的制備方法，包括以下步驟：S1：制備Bi₂FeMo_1-xNi_xO₆的穩定膠體；S2：將S1制備得到的產物進一步制備得到Bi₂FeMo_1-xNi_xO₆鐵電薄膜。