鐵電光伏是上世紀七十年代在研究鐵電材料的光電子學性質時發現的一種新的重要的物理效應. 因與常規的p-n結型太陽能電池的光伏效應存在根本差別, 這種現象常被稱為反常光伏效應或者體光伏效應. 近年來, 隨著人類社會對能源環境問題的持續關注, 關於鐵電光伏效應的研究持續升溫. 目前, 關於鐵電光伏效應的物理機制已有多種模型提出, 雖然彼此之間仍存爭議, 不過認為該效應的存在與材料的極性密切相關則是普遍接受的常識.
近日, 中國科學院福建物質結構研究所功能納米結構設計與組裝重點實驗室易志國科研團隊在開展鐵電體物理與光催化化學的交叉科學研究過程中, 發現具有中心對稱結構的釩酸鉍材料具有大的反常光伏效應. 在與中科院上海矽酸鹽研究所李永祥團隊合作開展微結構表徵的過程中, 進一步發現釩酸鉍材料內部存在著大的局域應變起伏. 經過深入的系統研究, 揭示出該反常光伏效應起源於應變起伏誘導的局域對稱破缺機制. 並且, 該反常光伏效應可通過應變調控予以調製. 該工作不僅顛覆了鐵電光伏效應只存在於極性化合物中的傳統認識, 而且為釩酸鉍材料的應用提供了新的可能. 相關成果日前發表於《先進材料》 (Advanced Materials) , 福建物構所博士劉希濤和上海矽酸鹽所博士張發強為論文第一作者. 論文評閱過程中受到期刊編輯和審稿專家的高度評價, 認為是鐵電光伏領域的標誌性進展.
該工作得到國家自然科學基金, 中科院前沿科學重點項目和科技部重點研發計劃等的資助, 在實驗推進過程中還得到上海矽酸鹽所研究員曾華榮和澳洲國立大學教授劉芸的合作支援.
