基于四面体网络结构的新型窄带隙铁电光伏材料的探索

项目名称： 基于四面体网络结构的新型窄带隙铁电光伏材料的探索

项目编号： No.51402341

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2014

项目学科： 一般工业技术

项目作者： 张刚华

作者单位： 中国科学院上海硅酸盐研究所

项目金额： 25万元

中文摘要： 传统铁电材料禁带宽，受限于极低的太阳光吸收而无法应用于光伏。窄禁带的高性能铁电材料稀缺，申请者于2013年初发表了首个窄禁带(Eg=1.59eV)的多铁新氧化物(KBiFe2O5)，光电转换性能突出(Jsc=15μA/cm2, Voc=8.8V)。该晶体结构中四面体网络结构降低Eg，实现了可见和近红外光吸收。著名多铁材料BiFeO3具有八面体网络(Eg=2.67eV)，光伏效应不佳而无法实用，因此急需探索更高性能的新型铁电光伏材料。本项目将围绕构建四面体网络结构，制备出具有窄禁带的新型铁电氧化物，通过器件组装深入研究其光电转换性能。开展如下研究：液相法制备AA′BB′O5型铁电新化合物；制备KBiFe2O5与石墨烯、银纳米颗粒复合异质结构薄膜； Bi、Pb掺杂的具有四面体网络结构的窄带隙新型铁电材料。

中文关键词： 铁电光伏材料；窄带隙；配位场理论；四面体结构；高压技术

英文摘要： Traditional ferroelectric materials process extremely large band gap (Eg) which leads to the poor absorption of the sun's rays and limited the application in the solar cell. Up to now, the ferroelectric materials with narrow Eg and high PV performance are

英文关键词： ferroelectric photovoltaics；narrow bandgap；ligand field theory；tetrahedral structure；high-pressure technology