基于窄帶隙半導體的高吸收系數和鐵電材料中自發極化高效驅使載流子的分離與遷移的特征，研究依托鐵電材料-窄帶隙半導體的異質結似乎能實現上述兩者的優勢整合。在異質結中，光生電子-空穴對可以在窄帶隙半導體和鐵電材料中同時產生，然后通過鐵電層中的退極化場和界面處的內建場來有效實現電子-空穴對的快速分離與遷移，從而減少載流子運動過程中的復合幾率。眾所周知，異質結界面對光伏響應至關重要，如何設計界面是實現高性能的關鍵。區別于二維平面異質結構，嵌入式的異質結構可以提供更好的接觸和更高的界面利用率，并能確保兩種組分材料很好的接觸和光生載流子高速轉移等。于是該課題組一直關注于嵌入式異質結的構筑與性能提升。近期，聚焦于Aurivillius相層狀鈣鈦礦體系，其課題組深入研究了鎢酸鉍(Bi₂WO₆)鐵電外延薄膜的生長規律，成功在鈦酸鍶等襯底上生長出具有高取向、大面積整齊的納米網狀Bi₂WO₆薄膜，并基于此n-型納米網狀鐵電薄膜骨架，選擇引入窄帶隙p-型硒化銻(Sb₂Se₃)層，來構建了嵌入式Bi₂WO₆/Sb₂Se₃異質結構薄膜及器件。結果發現，這種嵌入型p-n異質結構器件可以明顯提升至少兩個數量級的開路電壓和短路電流密度，并可通過預極化處理實現非對稱的光伏翻轉特性；進一步機理分析表明，利用鐵電極化有效修飾界面肖特基勢壘的寬度和高度是性能提升的關鍵。相關研究成果以“Engineering ferroelectric-nanonet-based heterostructures enables superior photovoltaic effect and asymmetric switchability”為題，發表在《Chemical Engineering Journal》。信陽師范大學為該論文的唯一通訊單位，合作單位包括中國科學技術大學、澳大利亞伍倫貢大學、北京科技大學和粵港澳大灣區量子科學中心。

本團隊隸屬于信陽師范大學建筑節能材料河南省協同創新中心，目前主要從事光電功能材料與器件相關研究工作，包括鐵電、多鐵、壓電陶瓷與薄膜材料的物性與結構、光電能源存儲與轉換、薄膜太陽電池、光催化能源利用等，特別關注于層狀氧化物材料的結構與物性、鐵電光伏與鐵電催化等，相關工作發表于Advanced Materials、Advanced Science、Chemical Engineering Journal、Materials Horizons、Journal of Materials Chemistry A/C、Applied Surface Science等。建筑節能材料河南省協同創新中心是學校重點建設的省級平臺，長期招聘優秀人才，歡迎相關學科背景的優秀青年博士加入，具體招聘信息詳見學校主頁。