科技的发展在给我们的生活带来便利的同时,雾霾、水污染、能源短缺、全球气候变暖等一系列环境问题也深深的影响着我们。开发和利用太阳能、水能,风能等可再生清洁能源成为了应对问题的有效的解决方案,其中,太阳能光伏电池一直是人们研究的重点。随着法国科学家贝克雷尔在1839年发现光伏效应之后,能源领域的科学家们也开始将精力投入到光伏材料的研究中。直至今日,P-N结半导体材料研究趋于成熟,得到了广泛的应用。但是,传统的P-N结半导体材料具有本征能隙过窄的限制,以至于其光电转化效率过低。后来有研究发现铁电体中的光伏效应,相比传统光伏材料,其具有远大于材料禁带宽度的开路电压以及能够快速分离光生载流子的特点。并且铁电材料可以通过内部极化状态调控其光伏性能,于是铁电光伏材料被认为是最可能替代P-N结半导体光伏材料的候选者之一。本文以正交相Fe掺杂钽铌酸钾晶体为研究对象,利用受主掺杂法在铁电体中掺杂过渡金属离子能够有效地降低KTN基晶体的禁带宽度,并且会影响材料的铁电、压电、光伏性能。对正交相Fe-KTN晶体的相结构进行了验证,使用准静态压电系数测量仪和应变曲线表征了极化后正交相Fe-KTN晶体的巨压电系数,并结合压电力显微镜PFM对其巨压电系数来源进行了探究;讨论了受主掺杂过渡金属元素对正交相Fe-KTN晶体产生的影响,利用缺陷偶极子的约束机制对铁电测试中正交相Fe-KTN晶体出现的双电滞回线进行了分析,并且通过对不同外电场下双电滞回线的演变过程对正交相Fe-KTN晶体内部铁电畴动态反转过程进行了定量直观的展示;以铁电光伏效应的原理为基础,制作了以正交相Fe-KTN晶体为核心的“三明治”式铁电光伏器件,同时搭建铁电光伏测试系统对其光伏性能进行表征。探究了不同极化状态下正交相Fe-KTN晶体光伏性能的差异,利用晶体的极化原理,ITO、Ag和晶体接触导致的肖特基势垒对差异进行了解释。