晶态/非晶嵌纳米晶铁电薄膜

铁电光伏效率14.4%

铁电光伏首次摆脱低填充因子桎梏，光电流可切换输出。

Gao, Chang · Weili, Li · Jing, Lu · 王昭 · Lei, Shi · Sheng, Jie · Lidong, Wang · 赵瑜 · 费维栋

Advanced Functional Materials 2023

参数信息

填充因子

83.4 %

能量转换效率

14.4 %

光响应度

50.3 mAW⁻¹

技术优势

填充因子大幅提升

通过铁电纳米晶嵌入非晶或弱晶态基体的纳米结构，改善了载流子动力学调控，使填充因子达到83.4%。

光电压超过带隙

器件产生的光电压超过了材料带隙对应的电压极限，表明铁电去极化场有效分离光生载流子。

光响应可切换

光电流方向可通过极化方向调控，响应度为50.3 mA W⁻¹，适用于需要极性控制的光电器件。

工艺兼容大规模制造

采用可控结晶和掺杂的简单方法制备，与大规模制造工艺完全兼容，有利于低成本生产。

应用场景

• 铁电光伏器件：用铁电体自身的去极化场分离光生载流子，突破传统pn结的开路电压限制。
• 光伏器件：提供高效率铁电光伏薄膜，可直接集成到光伏器件中提升能量转换效率。
• 光电探测器：利用可切换的光响应特性，用于需要极性控制或自供电的光电探测器。
• 光电传感：高光响应度和带隙以上光电压特性，可提高光电传感器的灵敏度和动态范围。