本发明专利技术提供了一种铁电退极化场增强多结光伏型器件及其制备方法。本发明专利技术的多结光伏型器件，具体为铁电退极化场增强BFMO/n‑Ga<subgt;2</subgt;O<subgt;3</subgt;/ZnO多结光伏型自驱动深紫外光电探测器；本发明专利技术的器件，BFMO与n‑Ga<subgt;2</subgt;O<subgt;3</subgt;接触形成异质结；n‑Ga<subgt;2</subgt;O<subgt;3</subgt;与ZnO接触形成异质结。由于n‑Ga<subgt;2</subgt;O<subgt;3</subgt;、BFMO、ZnO三者能带结构的良好匹配，n‑Ga<subgt;2</subgt;O<subgt;3</subgt;/ZnO和n‑Ga<subgt;2</subgt;O<subgt;3</subgt;/BFMO异质结界面处的内建电场具有相同的方向。通过调控BFMO中的铁电退极化电场方向与BFMO/n‑Ga<subgt;2</subgt;O<subgt;3</subgt;异质结、n‑Ga<subgt;2</subgt;O<subgt;3</subgt;/ZnO异质结界面处内建电场方向一致，使三个同方向电场共同分离光生载流子，从而实现器件性能的提升。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光电器件，尤其涉及一种铁电退极化场增强多结光伏型器件及其制备方法。
技术介绍
1、光伏型器件主要包括太阳能电池和自驱动光电探测器。其中光伏型自驱动光电探测器件无需依赖外部电源就能实现光电探测功能，具有高灵敏、小体积、易集成、低能耗等优点，是光电探测领域当前的研发热点。特别是光伏型自驱动深紫外光电探测器具有抗干扰能力强、灵敏度高的突出优点，在火灾监控、导弹预警、生物分析等领域具有广阔应用前景。新型半导体材料氧化镓(ga2o3)具有超宽的直接带隙(4.8～4.9ev)，优良的热和化学稳定性，是用于制备深紫外光探测器的最有前景的材料之一。一般而言，ga2o3基自驱动光电探测器往往通过器件内部异质结内建电场或者肖特基结界面处内建电场来分离光生载流子，其光生载流子分离能力很有限，导致当前ga2o3基自驱动深紫外光电探测器的探测率(响应度)无法满足实际应用需求。
2、基于目前ga2o3基自驱动深紫外光探测器存在的缺陷，有必要对此进行改进。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术提出了一种铁电退极化场增强多结光伏型器件及其制备方法，以解决现有技术中存在的技术问题。
2、第一方面，本专利技术提供了一种铁电退极化场增强多结光伏型器件，包括：
3、衬底；
4、bife1-xmnxo3铁电薄膜层，位于所述衬底表面，其中，1％≤x≤5％；
5、n-ga2o3薄膜层，位于所述bife1-xmnxo3铁电薄膜层远离所述衬底一侧的表面；</p>6、zno薄膜层，位于所述n-ga2o3薄膜层远离所述衬底一侧的表面；
7、顶电极，位于所述zno薄膜层远离所述衬底一侧的表面。
8、优选的是，所述的铁电退极化场增强多结光伏型器件，所述n-ga2o3薄膜层中n型掺杂元素包括si、ge、sn中的至少一种；
9、所述所述n-ga2o3薄膜层中n型掺杂元素的摩尔分数为0.1％～3％。
10、优选的是，所述的铁电退极化场增强多结光伏型器件，所述顶电极包括ag电极、au电极、in电极、ito电极中的任一种。
11、优选的是，所述的铁电退极化场增强多结光伏型器件，所述衬底包括fto导电玻璃衬底、ito导电玻璃衬底中的任一种。
12、优选的是，所述的铁电退极化场增强多结光伏型器件，所述bife1-xmnxo3铁电薄膜层的厚度为80～400nm；
13、和/或，所述n-ga2o3薄膜层的厚度为120～300nm；
14、和/或，所述zno薄膜层的厚度为10～50nm。
15、第二方面，本专利技术还提供了一种所述的铁电退极化场增强多结光伏型器件的制备方法，包括以下步骤：
16、提供衬底；
17、在所述衬底表面制备bife1-xmnxo3铁电薄膜层；
18、在所述bife1-xmnxo3铁电薄膜层远离所述衬底一侧的表面制备n-ga2o3薄膜层；
19、在所述n-ga2o3薄膜层远离所述衬底一侧的表面制备zno薄膜层；
20、在所述zno薄膜层远离所述衬底一侧的表面制备顶电极。
21、优选的是，所述的铁电退极化场增强多结光伏型器件的制备方法，采用脉冲激光沉积法、磁控溅射法或溶胶凝胶法在所述衬底表面制备bife1-xmnxo3铁电薄膜层；
22、采用原子层沉积法、磁控溅射法、脉冲激光沉积法或溶胶凝胶法在所述bife1-xmnxo3铁电薄膜层表面制备n-ga2o3薄膜层；
23、采用原子层沉积法、磁控溅射法或脉冲激光沉积法在所述n-ga2o3薄膜层表面制备zno薄膜层；
24、采用真空蒸镀法、磁控溅射法或电子束沉积法在所述zno薄膜层表面制备顶电极。
25、优选的是，所述的铁电退极化场增强多结光伏型器件的制备方法，采用溶胶凝胶法制备bife1-xmnxo3铁电薄膜层，具体包括以下步骤：
26、将五水合硝酸铋、九水合硝酸铁、四水合乙酸锰加入至有机溶剂中，得到bife1-xmnxo3前驱体溶液；其中，所述有机溶剂包括冰醋酸和乙二醇甲醚的混合物；五水合硝酸铋、九水合硝酸铁、四水合乙酸锰的摩尔比为1:(0.95～0.99):(0.01～0.05)；
27、将bife1-xmnxo3前驱体溶液旋涂至衬底上，于200～400℃下干燥，然后于450～650℃下退火，即得bife1-xmnxo3铁电薄膜层。
28、优选的是，所述的铁电退极化场增强多结光伏型器件的制备方法，采用脉冲激光沉积法制备n-ga2o3薄膜层，具体包括以下步骤：
29、以n-ga2o3陶瓷作为靶材，将制备有bife1-xmnxo3铁电薄膜层的衬底置于脉冲激光沉积设备的真空腔体内，控制衬底温度为25～550℃、脉冲激光能量为250～600mj、氧压为0～8pa、沉积时间为20～60min，在bife1-xmnxo3铁电薄膜层表面沉积形成n-ga2o3薄膜层。
30、优选的是，所述的铁电退极化场增强多结光伏型器件的制备方法，采用脉冲激光沉积法制备zno薄膜层，具体包括以下步骤：
31、以zno陶瓷作为靶材，将制备有n-ga2o3薄膜层的衬底置于脉冲激光沉积设备的真空腔体内，控制衬底温度为100～600℃、脉冲激光能量为150～600mj、氧压为0～8pa、沉积时间为5～15min，在n-ga2o3薄膜层表面沉积形成zno薄膜层。
32、本专利技术的一种铁电退极化场增强多结光伏型器件的制备方法相对于现有技术具有以下有益效果：
33、本专利技术的铁电退极化场增强多结光伏型器件，具体为铁电退极化场增强bfmo/n-ga2o3/zno多结光伏型自驱动深紫外光电探测器，包括bfmo铁电薄膜层，bfmo是一种无铅铁电材料，具有自发极化特性和非常好的铁电特性(pr>60μc/cm2)；bfmo与n-ga2o3接触形成异质结；n-ga2o3与zno接触形成异质结。由于n-ga2o3、bfmo、zno三者能带结构的良好匹配，n-ga2o3/zno和n-ga2o3/bfmo异质结界面处的内建电场具有相同的方向。通过调控bfmo中的铁电退极化电场方向与bfmo/n-ga2o3异质结、n-ga2o3/zno异质结界面处内建电场方向一致，使三个同方向电场共同分离光生载流子，从而实现器件性能的提升。
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【技术保护点】
1.一种铁电退极化场增强多结光伏型器件，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的多结自驱动深紫外光电探测器，其特征在于，所述n-Ga2O3薄膜层中n型掺杂元素包括Si、Ge、Sn中的至少一种；
3.如权利要求1所述的铁电退极化场增强多结光伏型器件，其特征在于，所述顶电极包括Ag电极、Au电极、In电极、ITO电极中的任一种。
4.如权利要求1所述的铁电退极化场增强多结光伏型器件，其特征在于，所述衬底包括FTO导电玻璃衬底、ITO导电玻璃衬底中的任一种。
5.如权利要求1～4任一所述的铁电退极化场增强多结光伏型器件，其特征在于，所述BiFe1-xMnxO3铁电薄膜层的厚度为80～400nm；
6.一种如权利要求1～5任一所述的铁电退极化场增强多结光伏型器件的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
7.如权利要求6所述的铁电退极化场增强多结光伏型器件的制备方法，其特征在于，采用脉冲激光沉积法、磁控溅射法或溶胶凝胶法在所述衬底表面制备BiFe1-xMnxO3铁电薄膜层；
8.如权利要求7所述的铁电退极化场增强多结光伏型器件的制备方法，其特征在于，采用溶胶凝胶法制备BiFe1-xMnxO3铁电薄膜层，具体包括以下步骤：
9.如权利要求7所述的铁电退极化场增强多结光伏型器件的制备方法，其特征在于，采用脉冲激光沉积法制备n-Ga2O3薄膜层，具体包括以下步骤：
10.如权利要求7所述的铁电退极化场增强多结光伏型器件的制备方法，其特征在于，采用脉冲激光沉积法制备ZnO薄膜层，具体包括以下步骤：
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【技术特征摘要】
1.一种铁电退极化场增强多结光伏型器件，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的多结自驱动深紫外光电探测器，其特征在于，所述n-ga2o3薄膜层中n型掺杂元素包括si、ge、sn中的至少一种；
3.如权利要求1所述的铁电退极化场增强多结光伏型器件，其特征在于，所述顶电极包括ag电极、au电极、in电极、ito电极中的任一种。
4.如权利要求1所述的铁电退极化场增强多结光伏型器件，其特征在于，所述衬底包括fto导电玻璃衬底、ito导电玻璃衬底中的任一种。
5.如权利要求1～4任一所述的铁电退极化场增强多结光伏型器件，其特征在于，所述bife1-xmnxo3铁电薄膜层的厚度为80～400nm；
6.一种如权利要求1～5任一所述的铁电退极化...
【专利技术属性】
技术研发人员：何云斌，程盈盈，陈剑，卢寅梅，黎明锴，朱弘毅，陈相，尹向阳，刘伟，邓云，
申请(专利权)人：湖北大学，
类型：发明
国别省市：
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