喷雾热解制备铁酸铋空心微球
喷雾热解制备铁酸铋空心微球 喷雾热解制备铁酸铋空心微球 : 光电响应提升六个数量级,短路电流达3.5 mA/cm² 铁电材料因其自发极化特性而备受关注,尤其在光伏领域,其体光伏效应不受传统半导体带隙限制,理论上可实现超越肖克利-奎伊瑟极限的光电转换效率。然而,铁电体光伏器件的实际应用长期受限于极低的光生电流——大铁电极化与窄带隙难以兼得,导致光吸收与载流子分离效率严重失衡。在众多候选材料中,铁酸铋(BiFeO₃)因具有较大剩余极化(约100 μC/cm²)、高居里温度(约810 °C)及较窄直接带隙(约2.7 eV)而脱颖而出,其可见光吸收能力为太阳能利用提供了基础。但即便如此,纯相铁酸铋的光电流输出仍远低于实际需求(短路电流密度通常小于μA/cm²量级),成为制约其发展的关键瓶颈。 为突破这一障碍,已有研究从界面工程、电导率调控、带隙调制及铁电性能增强等方向展开探索,但这些策略往往涉及复杂异质结构构建或昂贵掺杂工艺,不利于规模化制备。本工作另辟蹊径,采用简便低成本的喷雾热解沉积技术,通过调控前驱体溶液浓度、衬底温度及气流参数,成功制备出具有特殊形貌的铁酸铋微结构——空心球体及由铁酸铋-氧化铋两相组成的圆形花状复合结构。这种形貌与物相的双重调控,显著改善了材料的光电响应特性。 [...]

