双铁电复合材料的制备及其光电化学性能研究

通过模板法制备钒酸铋(BiVO₄)薄膜, 用溶胶-凝胶法制备铁电材料铁酸铋(BiFeO₃)并对BiVO₄进行修饰, 以半导体复合的方式提高BiVO₄的光电化学性能。电化学测试结果表明, 经BiFeO₃修饰后, BiVO₄薄膜的光电化学性能有所提高, 其中经BiFeO₃旋涂5次后的BiVO₄薄膜具有最优的光电化学性能, 光电流密度达到0.72 mA·cm^-2, 较未修饰样品提高了67.4%。利用外场极化调节能带弯曲可以显著地提高BiVO₄/nBiFeO₃铁电复合物的光电化学性能, 复合物经正极化20 V电压处理后的光电流密度最高为0.91 mA·cm^-2, 比BiVO₄薄膜提升了1倍以上, 具有良好的光电化学性能。BiFeO₃与BiVO₄复合后有利于形成异质结, 促进光生电子、光生空穴的产生与分离, 并且外场极化调节能带弯曲使光生电荷加速转移, 是铁电复合物光电化学性能提高的主要原因。