[发明专利]一种三明治结构无铅铁电光伏器件及其制备方法

权利要求书

1.一种三明治结构无铅铁电光伏器件，其特征在于，包括：

基底；

附着在所述基底上的KBNNO层；

以及，附着在所述KBNNO层上的ITO层。

2.根据权利要求1所述的三明治结构无铅铁电光伏器件，其特征在于：所述KBNNO层为(KNbO₃)_0.9(BaNi_0.5Nb_0.5O₃)_0.1层。

3.根据权利要求2所述的三明治结构无铅铁电光伏器件，其特征在于：(KNbO₃)_0.9(BaNi_0.5Nb_0.5O₃)_0.1层的厚度为470～490nm。

4.根据权利要求1至3任一所述的三明治结构无铅铁电光伏器件，其特征在于：所述基底为Pt(111)/TiO₂/SiO₂/Si(100)基底。

5.一种三明治结构无铅铁电光伏器件的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)获取基底材料；

2)以步骤1)得到的所述基底材料为衬底，采用脉冲激光沉积法用KBNNO陶瓷靶材在所述衬底上沉积KBNNO薄膜，得到基底/KBNNO；

3)以步骤2)得到的所述基底/KBNNO为衬底，采用脉冲激光沉积法用ITO靶材在所述基底/KBNNO上沉积ITO层，形成基底/KBNNO/ITO，得到三明治结构无铅铁电光伏器件。

6.根据权利要求5所述的三明治结构无铅铁电光伏器件的制备方法，其特征在于，所述步骤1)包括以下步骤：

101)将基底材料依次置于丙酮、无水乙醇和去离子水中超声波清洗后用高纯氮气吹干。

7.根据权利要求5所述的三明治结构无铅铁电光伏器件的制备方法，其特征在于，所述步骤2)包括以下步骤：

201)将基底材料放置于样品台上作为衬底，将KBNNO陶瓷靶材放置于靶台上，将样品台和靶台放入脉冲激光沉积设备的真空腔中，抽真空至真空度达到10^-4Pa以下，调节衬底的温度为600～800℃，开启样品台和靶台自转；

202)向真空腔中通入氧气，调整氧压为0～10Pa，调整激光能量为200～500mJ/pulse，开启激光器，将KBNNO陶瓷靶材表面原子激光烧蚀出来以沉积在衬底表面形成KBNNO薄膜，得到基底/KBNNO。

8.根据权利要求5所述的三明治结构无铅铁电光伏器件的制备方法，其特征在于，所述步骤3)包括以下步骤：

301)将基底/KBNNO放置于样品台上作为衬底，将ITO靶材放置于靶台上，将样品台和靶台放入脉冲激光沉积设备的真空腔中，抽真空至真空度达到10^-4Pa以下，调节衬底的温度为0～300℃，开启样品台和靶台自转；

302)向真空腔中通入氧气，调整氧压为1～10Pa，调整激光能量为200～500mJ/pulse，开启激光器，将ITO靶材表面原子激光烧蚀出来以沉积在衬底表面形成ITO透明电极，得到基底/KBNNO/ITO。

9.根据权利要求5至8任一所述的三明治结构无铅铁电光伏器件的制备方法，其特征在于：KBNNO陶瓷靶材为(KNbO₃)_0.9(BaNi_0.5Nb_0.5O₃)_0.1陶瓷靶材。

10.根据权利要求9所述的三明治结构无铅铁电光伏器件的制备方法，其特征在于：基底材料为Pt(111)/TiO₂/SiO₂/Si(100)基底材料；(KNbO₃)_0.9(BaNi_0.5Nb_0.5O₃)_0.1层的厚度为470～490nm。