随着集成铁电学的发展和薄膜制备工艺的不断进步,以铁酸铋材料为代表的单相多铁材料再次引起了研究人员的关注。随着研究者们大量的实验研究,目前铁酸铋材料不管是在理论上还是在实验上都取得了实质性的进展。伴随着高极化、低漏电的铁酸铋薄膜不断地被成功制备的同时,科学家们又发现了铁酸铋的另一个应用领域—光伏。铁酸铋是窄带隙铁电体,由于带隙窄可以吸收可见光，铁电材料的极化特性,使得铁电薄膜材料能够有效分离光生电子空穴对从而产生光伏效应,为高效稳定的太阳能电池的制备,以及相应光电器件的发展提供了一个新的途径。　　本文通过溶胶－凝胶法，在 FTO玻璃基底上制备了BFO薄膜和La离子掺杂的BFO薄膜，并对其进行不同条件下的退火处理。并通过XRD、SEM、铁电漏电、紫外可见光吸收以及光电流等测试对其进行结构、形貌以及性能的分析研究。主要工作如下：　　1、通过溶胶－凝胶法，在 FTO玻璃基底上制备了450℃,500℃,550℃空气中退火的BFO薄膜。本章使用乙二醇作为溶剂使得配置的前驱体浓度达到0.4mol/L，相比以往的薄膜制备工艺，可以有效减少薄膜制备的层数，从而减少杂质的引入，而且合成技术具有工艺简单、合成温度低、对设备要求低等优势。XRD测试结果表明BFO薄膜在550℃时有较好的成相而且与标准卡片相一致。SEM图像表明BFO薄膜样品的晶粒尺寸会随着温度的上升而变大，也使得薄膜表面的孔隙在变少，薄膜的致密性变得更好。除此之外，紫外可吸收谱说明BFO薄膜在经过550℃退火之后，其带隙可以调节至2.54eV。而光伏性能测试结果表明BFO薄膜在经过550℃退火之后才具有比较明显的光伏效应，在紫外光照条件下其开路电压及短路电流分别为0.15V、4.58mA/cm2。这也使得BFO薄膜可以成为光伏电池材料很好的一个选择。　　2、采用溶胶-凝胶法在FTO衬底上制备BFO薄膜，分别在空气和氮气条件下进行快速退火。探讨了不同退火气氛对其结构、铁电和光伏性能的影响。XRD和SEM结果表明:N2退火条件下BFO的晶粒尺寸比空气退火条件下的晶粒尺寸略小，而且表面的致密性更好。薄膜漏电与铁电测量表明:N2退火条件下的BFO薄膜的漏电流更好而且剩余极化强度也更大。N2退火条件下的BFO薄膜的吸收波长范围比空气中的更宽，强度更高，其带隙变为2.33eV，在紫外光照条件下其开路电压及短路电流分别为0.31V、6.21mA/cm2。这也说明N2条件下退火有助于提高BFO薄膜的铁电性与光伏性能。与上一章中改变退火温度对BFO薄膜光伏性能的影响相比，N2气氛处理对其光伏性能的改善更加明显，有利于对其机理进行研究，而且操作简单、成本较低。　　3、用溶胶凝胶法在N2中550℃的快速退火条件下在FTO透明导电玻璃上制备了掺杂La3+的双层BFO薄膜，并讨论了La3+的掺杂对BFO薄膜的结构、形貌以及漏电流和光伏性能的影响。XRD与SEM表明，该种方法可以制备出具有纯相结构的BFO薄膜。漏电流图谱表明La掺杂可以有效地抑制Bi元素的挥发产生的孔隙和Fe变价导致的氧空位的数量，从而使薄膜的致密性更好，能够有效地减少漏电流密度。紫外可见光吸收显示La掺杂可以减小BFO薄膜的带隙，通过光伏效应测试发现当掺杂La之后，BFO薄膜的开路电压从未掺杂的0.014V增大到0.2V，短路电流密度也从1.27增强到1.87mA/cm2，而且其半导体性也变得更加明显。这说明La掺杂的BFO薄膜在光伏领域有潜在的商业应用前景。与前两章相比，薄膜的制备过程具有很强的可控制性，可有效减少外界对薄膜性能的干扰。并验证了La掺杂对BFO薄膜性能影响的相关机理。本章中制备的薄膜样品，其在可见光范围的吸收要强于谢益骏等人所制备的La掺杂的BFO薄膜样品，而且其短路电流密度要远大于5μA/cm2。