太阳能电池作为一种新能源产品,逐渐得到广泛应用。太阳能转换的主要方式是通过太阳能电池的光伏转换。光伏效应通常涉及两个基本过程:一是产生电子空穴对,二是电子空穴对的分离。对于半导体的光伏效应,P-N结或肖特基势垒的空间电荷区域处的电场在分离电荷载流子中起作用。而近年来的研究结果表明,铁电材料在新型太阳能电池、光电探测器和光电存储器等方面拥有远大的应用前景,这主要是由于其具有自发极化,且能够随外电场反转、开路电压远大于光学带隙等独特性质。然而,由于大多的数铁电材料的带隙较宽,且电导率较低。目前为止铁电薄膜器件的光电流多数在μA/cm~2数量级左右。在各种铁电薄膜中,锆钛酸铅(PZT),锆钛酸铅镧(PLZT)薄膜由于其优异的铁电性能而最受欢迎。然而,PZT和PLZT的主要缺点是含有铅。因此,现在需要注意无铅铁电材料之一。钛酸钡(BTO)是最常见的钙钛矿铁电材料,由于其优异的介电,压电和铁电性能,可用作电容器,铁电存储器等。本文基于此背景,研究了Ca掺杂和Zr掺杂BTO薄膜的微观结构和铁电性能以及薄膜的光学性质。本文首先采用溶胶-凝胶法对不同退火工艺制作出薄膜的结构性质、光学性质、以及电学性能加以分析,从而找出最佳退火工艺:当退火温度为700℃,退火时间为480s以及退火层数为4层的时候,此时薄膜具有最佳的铁电和光学性能。在最佳退火工艺的基础上探究了不同Ba/Ca比和不同Ti/Zr比掺杂的BCZT多晶薄膜。通过铁电分析仪得出当Ca含量为0.15时,薄膜具有较大的剩余极化值,采用紫外-可见分光光度计测试薄膜的光学吸收图谱,并通过(α?ν)~2~?ν曲线关系拟合得出其带隙约3.07eV。并在最佳Ca元素掺杂基础上制备了不同Zr掺杂比例的BCZT薄膜,当Zr含量为0.2时,薄膜具有较大的剩余极化值,随着Zr掺杂量的提高,薄膜的光学带隙也随之增加。通过分析对比,得出最佳Ca、Zr比例的薄膜。并通过离子溅射法,制备了不同电极的铁电光伏器件,并分析其光伏性能的机理。得出溅射Au电极有利于提高薄膜的光伏特性。