有机-无机杂化的铁电材料的设计及其在光伏和光解水上的应用

基本信息
批准号:21573041
项目类别:面上项目
资助金额:66.00
负责人:叶恒云
学科分类:
依托单位:江西理工大学
批准年份:2015
结题年份:2019
起止时间:2016-01-01 - 2019-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:王宾,杨昌善,刘艺
关键词:
光解水铁电性光伏半导体材料相变
结项摘要

Ferroelectric materials have a built-in electric field because of the presence of spontaneous polarization. When they are subjected to light, the generated electrons and holes can be separated spontaneously. The separation of electron and hole is also the key process in photovoltaics and photocatalytic water splitting. This characteristics of ferroelectric materials makes it suitable for application in photovoltaics or photocatalytic water splitting. The use of traditional inorganic ferroelectric materials in these areas is still insufficient due to wide band gap, poor absorption of light, and so on. Given the richness of organic-inorganic hybrid compounds, and the tunability in structures and properties (such as bandwidth, light absorption properties), it is possible to develop new photovoltaic and photocatalytic material model by application of these materials to these fields. Therefore, we plan to carry out the design of organic - inorganic hybrid ferroelectric materials and the study of their application in photovoltaics and photocatalytic water splitting. Combined with our previous experience in the study of photovoltaic properties of hybrid ferroelectric materials, it is expected to develop materials for photovoltaics and photocatalytic water splitting by tuning the ferroelectric properties, semiconductor properties and light absorption performance of these materials by means of chemical methods.

铁电材料由于存在自发极化而具有内建的电场。当受到光照射时,产生的电子和空穴可以自发的分离。电子和空穴的分离是光伏和光催化分解水中最重要的一环。 铁电材料的这个特点使得它适合用于光伏或光解水上。传统的无机铁电材料由于在吸光性,带宽等方面的限制,它们在这些方面的应用还很不足。鉴于有机无机杂化化合物种类多,结构和性能(如带宽,吸光性能)都有很大的调节空间,把这些材料的铁电性应用到光伏和光解水上,有可能发展新型的光伏和光催化材料。因此,我们拟开展有机-无机杂化的铁电材料的设计及其在光伏和光解水上的应用的研究。 结合我们过去研究杂化的铁电材料的光伏性质方面的经验,我们相信, 通过化学手段系统调节这类材料的铁电性质、半导体性质以及吸光性能等,有望发展新型的光伏和光解水催化材料。

项目摘要

铁电材料是一种多功能材料,有着广泛的应用。其中,在光伏和光解水等方面的潜在应用有着非常大的优势。这是因为光铁电体中光生电子空穴对可以被自发极化产生的内建电场自动分离。铁电材料主要是钙钛矿氧化物,带宽比较宽,和太阳能光谱不匹配,能量转化效率低,没有能够产生实际的应用。有机-无机杂化的材料很容易实现低的带宽。因此,杂化的铁电半导体有着重要的研究价值。我们以实现半导体铁电性、认识其铁电机理、调控其铁电性能、发掘其光性能为目标,综合运用热分析和变温X-射线单晶衍射分析,以及介电、铁电、二阶非线性光学、热释电等手段进行了系统的结构相变的寻找、铁电性能的表征、光响应特性的表征,发现了一些结构和机理新颖的铁电体,包括多极轴铁电体,无金属钙钛矿铁电体,反常旋光铁电体,稀土发光铁电体等。有的表现了优异的铁电性能,接近钛酸钡的高的相变温度和大的自发极化。这些材料在铁电薄膜,柔性器件,铁电光学开关,铁电发光器件,铁电介电分子识别等领域都有着潜在的应用价值。特别是(2-(ammoniomethyl)pyridinium)SbI5是一个高温的半导体铁电体,相变温度360K,带宽约2.03eV,比经典的光铁电体BiFeO3还低,具有显著的光响应,有望实现光伏和光解水的性能。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

涡度相关技术及其在陆地生态系统通量研究中的应用

涡度相关技术及其在陆地生态系统通量研究中的应用

DOI:10.17521/cjpe.2019.0351
发表时间:2020
2

氟化铵对CoMoS /ZrO_2催化4-甲基酚加氢脱氧性能的影响

氟化铵对CoMoS /ZrO_2催化4-甲基酚加氢脱氧性能的影响

DOI:10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2022.10.026
发表时间:2022
3

一种光、电驱动的生物炭/硬脂酸复合相变材料的制备及其性能

一种光、电驱动的生物炭/硬脂酸复合相变材料的制备及其性能

DOI:10.16085/j.issn.1000-6613.2022-0221
发表时间:2022
4

气相色谱-质谱法分析柚木光辐射前后的抽提物成分

气相色谱-质谱法分析柚木光辐射前后的抽提物成分

DOI:10.14067/j.cnki.1673-923x.2018.02.019
发表时间:2018
5

基于二维材料的自旋-轨道矩研究进展

基于二维材料的自旋-轨道矩研究进展

DOI:10.7498/aps.70.20210004
发表时间:2021

叶恒云的其他基金

批准号:21875093
批准年份:2018
资助金额:63.00
项目类别:面上项目
批准号:20973037
批准年份:2009
资助金额:38.00
项目类别:面上项目
批准号:91222101
批准年份:2012
资助金额:70.00
项目类别:重大研究计划

相似国自然基金

1

基于无机链/层和手性有机柱的有机-无机杂化聚合物铁电材料的设计、合成和表征

批准号:21001024
批准年份:2010
负责人:程林
学科分类:B0102
资助金额:19.00
项目类别:青年科学基金项目
2

高效有机-无机杂化光伏材料与器件的基础研究

批准号:51323003
批准年份:2013
负责人:叶轩立
学科分类:E03
资助金额:300.00
项目类别:专项基金项目
3

铁电材料调制的新型杂化有机太阳能电池的制备及其光伏效应的研究

批准号:11874124
批准年份:2018
负责人:冯祖勇
学科分类:A2006
资助金额:64.00
项目类别:面上项目
4

新型有机/无机杂化半导体薄膜的光伏性能研究

批准号:60976053
批准年份:2009
负责人:方晓明
学科分类:F0403
资助金额:36.00
项目类别:面上项目