铁酸铋复合薄膜光伏性能研究开题报告

 2020-02-10 11:02

1. 研究目的与意义(文献综述)

随着人类生活水平的提高,能源问题也日益凸显了出来,不可再生能源的消耗殆尽,环境问题的严重恶化,都使得研发出新型高效可持续的能源成为科研领域的重中之重。而目前最常用的新型能源就是太阳能。太阳能由于巨大的储量被认为是一种取之不尽用之不竭的能源,而且在使用过程中几乎不会对环境造成任何污染。因此开发研究太阳能一直是科学界的研究热点,对于解决日益严重的能源危机和环境问题具有十分重大的意义。目前,人们已经研究出一系列用于太阳能电池的候选材料,包括传统的硅基太阳能电池材料、半导体薄膜材料,和目前的研究热点铁电材料。

近年来,铁电材料的光伏性能引起了科学界的广泛关注。铁电材料是非对称中心结构,因此具有反常的光伏效应。而bifeo3作为铁电材料中的重要一员,那么研究bifeo3的光伏性能就成为了重中之重。

铁酸铋化学通式abo3,是一种十分具有应用前景的铁电材料,铁电居里温度820℃。而有关铁电体的研究可以追溯到上世纪二十年代,铁电体最鲜明的特点就是具有非对称中心结构,内部存在极化方向相同的小区域铁电畴,极化方向能够在外电场重新定向。而随着薄膜制备工艺的优化,铁电薄膜具有块体材料一样优异的性能,因此研究铁酸铋薄膜也是目前研究热点之一。

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2. 研究的基本内容与方案

2.1 基本内容

材料制备:先分别制备tio2、nio、bifeo3溶胶。然后以bifeo3溶胶为原料,采用旋涂法制备纯相bifeo3薄膜,然后再分别制备tio2/bifeo3、tio2/bifeo3/nio复合薄膜。

材料表征:分别对纯相bifeo3薄膜以及两种复合薄膜进行形貌结构表征和光学性能测试。通过xrd、sem对三种薄膜进行形貌结构表征,通过j-v曲线以及uv-vis图谱对三种薄膜进行光学性能测试。

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3. 研究计划与安排

第1—2周:查阅相关文献资料,翻译英文文献;

第3—5周:整理资料,在任务书的基础上,设计研究方案,确定切实可行的实验技术路线,了解相关的结构和性能的测试方法;撰写开题报告,开题答辩;

第6—10周:完成bifeo3薄膜的制备复合,完成相应的测试工作,完成英文翻译,对于试验结果进行初步的分析;

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4. 参考文献(12篇以上)

[1] li m,sun h,liu x,et al.anefficient tio2 electron transport layer for compact tio2/polycrystallinebifeo3 heterostructure thin film with enhanced photovoltaicperformance[j].materials letters,2018,219:4-7.

[2] fan z,yaok,wang j.photovoltaic effect in an indium-tin-oxide/zno/bifeo3/pt heterostructure[j].applied physics letters,2014, 105(16): 162903.

[3] chen m,ding j n,qiu j,etal.effect of film thickness and bottom electrode material on the ferroelectricand photovoltaic properties of sputtered polycrystalline bifeo3 films[j].materials letters,2015,139:325-328.

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