[发明专利]Bi2FeMo1-xNixO6双钙钛矿铁电薄膜及其制备方法

说明书

本发明涉及一种Bi₂FeMo_1‑xNi_xO₆双钙钛矿铁电薄膜及其制备方法。该铁电薄膜包括化学通式为Bi₂FeMo_1‑xNi_xO₆的材料，0＜x≤0.5。制备方法：首先制Bi₂FeMo_1‑xNi_xO₆的稳定胶体；之后进一步制备得到Bi₂FeMo_1‑xNi_xO₆铁电薄膜。本发明提供的铁电薄膜具有优异的光伏性能和光电转化效率；与传统铁电材料相比，本发明的铁电薄膜具有更合适的光学带隙，能够与太阳光谱相匹配，从而有利于获得更高的光电转化效率；与此同时，本发明的铁电薄膜能够吸收更多的光子转化为载流子，从而获得良好的光伏性能，进而使其在可见光范围内比其他铁电材料可能具有更广阔的应用潜力。

技术领域

本发明涉及电子功能材料与器件技术领域，具体涉及一种Bi₂FeMo_1-xNi_xO₆双钙钛矿铁电薄膜及其制备方法。

背景技术

随着人类对能源需求量的急剧增长及传统化石能源消耗所带来的高污染问题，可再生与清洁能源的开发和利用成为解决传统能源问题的重要途径。而太阳能由于能源总量巨大和高度清洁的优势成为新能源利用的重要目标之一。

铁电光伏材料，由于其具有窄的光带隙、良好的载流子传输和强的可见光、红外吸收，以及机械、化学、热稳定且制造成本低等优点，因此在太阳能转换应用上越来越多地受到国内外研究者的关注。作为完全不同于传统p-n结光伏效应的独特光伏材料体系，一方面，铁电光伏材料的自发极化能够驱动载流子进行分离；另一方面，它具有反常光电伏效应，在沿极化方向的输出光电压远大于其带隙，最大可达10⁴伏。这理论上导致其能量转换效率可以超过传统硅基异质结太阳能电池的最大值(～34％)。此外，铁电光伏材料的光电流方向能够随着自发极化方向的改变而转换，这个独一无二的特性拓宽了铁电光伏材料的应用领域。但是由于输出光电流密度较低，大多铁电光伏材料的能量转换效率不足2％。因此，寻找新型铁电光伏材料来实现高转换效率仍然是光伏科学与技术领域的挑战性课题。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明旨在提供一种Bi₂FeMo_1-xNi_xO₆双钙钛矿铁电薄膜及其制备方法。本发明提供的铁电薄膜具有优异的光伏性能和光电转化效率；与传统铁电材料相比，本发明的铁电薄膜具有更合适的光学带隙，能够与太阳光谱相匹配，从而有利于获得更高的光电转化效率；与此同时，本发明的铁电薄膜能够吸收更多的光子转化为载流子，从而获得良好的光伏性能，进而使其在可见光范围内比其他铁电材料可能具有更广阔的应用潜力。

为此，本发明提供如下技术方案：

第一方面，本发明提供一种双钙钛矿铁电薄膜材料，双钙钛矿铁电薄膜材料的化学式为Bi₂FeMo_1-xNi_xO₆；其中，0＜x≤0.5。

第二方面，本发明提供一种双钙钛矿铁电薄膜材料的制备方法，包括以下步骤：S1：制备Bi₂FeMo_1-xNi_xO₆的稳定胶体；S2：将S1制备得到的产物进一步制备得到Bi₂FeMo_1-xNi_xO₆铁电薄膜。