1.1.1 铁电性与铁电材料 8

1.2 铁电材料的研究现状 10

1.3 铁电材料的光伏效应研究 11

1.4 铁电材料的光伏效应研究 11

1.4.1 PZT系列 12

1.4.2 BiFeO3 12

1.4.3 铌酸盐晶体 13

2 本课题研究的内容和意义 15

3 实验部分 16

3.1 实验原料 16

3.3实验方法 17

3.4实验步骤 17

4 实验结果与分析 19

4.1 XRD物相分析 19

4.2SEM形貌分析 22

4.3介电性能的测试 23

4.4铁电性能的测试 24

结 论 27

致 谢 28

参考文献 29

1引言

铁电体最近作为用于太阳能电池应用的候选材料引起了有趣的关注。在铁电钙钛矿氧化物ABO3中观察到了光伏效应，[1]例如BiFeO3，Pb（Zr1-xTix）O3，BaTiO3。然而，由于在氧和过渡金属原子之间电负性的差异，铁电钙钛矿型氧化物的带隙都相当大（2.7-4电子伏特）[2]，这限制了在光伏应用他们的进一步的提高。因此，希望从根本上提高他们的太阳光收集能力。已经提出了扩大吸收边缘的富有成效的方法以控制带的结构，例如价带控制，过渡金属掺杂和固溶体的合成。

1.1铁电陶瓷

1.1.1铁电性与铁电材料

在1920年法国人JosephValasek[3]在对酒石酸钠钾进行了一系列的研究后，得到了酒石酸钾钠自身有着持久极化的性能，并且得到了电场与电荷的一条曲线，它与与铁磁体的磁滞回线相似，也具有电滞回线（如图1-1）。自此，铁电体的研究正式揭开了序幕。图1-1显示了铁电体极化强度P与电场E之间的关系，即电滞回线。判断材料的一个必要条件就是是否具有电滞回线。[4]有的材料在特定情况下也能得到具有电滞回线形状特征的曲线，但是它们没有铁电材料特有的I-V特性，所以不是铁电体。在铁电材料中，均匀极化是不能稳定存在的，所以它会形成一个个小的区域，每个区域电偶极子方向相同，不同区域偶极子排列不同，与磁畴相似，我们把这样的小区域称为电畴，[5]而铁电材料不能均匀极化是静电能和应变能所造成的。

图1-1中，随着外电场的增加，极化强度沿着O-A-B-C，当极化电场减小并变向时，极化强度沿着C-B-E-F-G,重新加极化电场，极化强度沿着G-H-B-C。其中C-B延长线与y轴相交于E,OE就是自发极化，我们把OD叫做剩余极化，OF称作矫顽场。[6]自发极化指，一些晶体自身具有特殊的结构，虽然没有外加电场的作用下，但是其电偶极子却规则排列的性能。[7]（如图1-2所示）具有自发极化的晶体的自发极化可以随外加电场作用而反向，即使去掉外加电场，其极化方向保持不变，在加上反向电场才会改变极化方向，这种特性即铁电性，具有铁电性的晶体即铁电体[8]。 铌酸钾-铌酸钴钡氧化物陶瓷的性能研究(2):http://www.chuibin.com/huaxue/lunwen_205295.html