近年来，基于铁电等多功能材料的光伏效应研究获得广泛的关注，主要是由于在铁电材料中驱动光生载流子分离的内建电场与铁电材料、电极材料以及极化状态等多个因素有关。因此，有可能通过调节驱动光生载流子分离的内建电场来调控铁电材料的光伏效应。

中科院宁波材料所李润伟研究员领导的磁电子研究组，在透明Pb(Zr,Ti)O3铁电薄膜结构的光伏效应调控研究方面取得了进展。

2011年我们使用溶胶-凝胶法制备了多晶BiFeO3薄膜材料，并在这种材料中观察到了显著的光伏效应。研究发现，使用不同种类的电极材料可以显著地调控光电转换效率。使用氧化物电极的ITO/BiFeO3/Pt器件相比使用金属电极的Au/BiFeO3/Pt器件，其光电转换效率增大了25倍。相关结果发表在 Nanotechnology 22, 195201 (2011), 该文章被选为研究亮点，在Nanotechweb网站上重点报道。

最近，研究人员通过脉冲激光沉积在ITO/glass衬底上制备透明Pb(Zr,Ti)O3铁电薄膜，研究外电场对其光伏效应的影响规律。研究表明，外电场可连续调控Pb(Zr,Ti)O3铁电薄膜的开路电压、闭路电流以及光电转换效率。这一点对于智能光电器件具有重要意义。我们认为，外电场调节铁电薄膜的极化状态和退极化场，从而改变了驱动光生载流子分离的内建电场。此外，透明Pb(Zr,Ti)O3铁电薄膜结构同时具有透明特性和光伏特性，在光伏建筑一体化(BIPV, Building Integrated Phovoltaic)中具有潜在的应用前景。有关结果发表在近期的Applied Physics Letters 100, 173903 (2012)上。

上述工作获得国家自然科学基金(10904156, 11174302)、国家重点基础研究项目 (2012CB933004)、浙江省和宁波市自然科学基金和宁波科技创新团队(2011B82004, 2009B21005) 等项目支持。

外电场可连续调控Pb(Zr,Ti)O3铁电薄膜结构的光电响应