钙钛矿结构（ABO₃型）的铁电氧化物材料,因其优秀的光生电压现象而受到广泛关注。ABO₃型铁电氧化物物理化学性质比较稳定,能够利用现有的半导体工艺技术,将其与常见光伏半导体集成在一起,结合直接带隙光伏半导体对可见光的高吸收率和钙钛矿铁电氧化物高光生电压的优点,形成新型的复合薄膜太阳能电池。但是由于晶格失配和界面扩散问题,可能会限制该异质结构的性能。本论文选取典型钙钛矿铁电氧化物Pb(Zr_0.52Ti_0.48)O₃为研究对象,将其与第三代窄带隙半导体GaAs结合在一起,通过引入复合缓冲层SrTiO₃/TiO₂改善晶格失配和界面扩散问题,以提高外延PZT铁电薄膜的结晶质量和电学性能,提高该异质结构的光电转换效率。本论文主要内容如下:1.利用激光分子束外延方法,在GaAs衬底上制备了复合缓冲层TiO₂和STO。通过RHEED观测的衍射图案来分析对比不同温度下缓冲层生长时的结晶状况,在保证结晶良好的前提下,为减小高温带来的界面扩散问题,选取400℃作为TiO₂生长的温度,550℃作为STO薄膜的沉积温度,分别获得了结晶质量良好的TiO₂（110）和STO（110）。2.利用脉冲激光沉积系统,在制备好缓冲层的GaAs基片上生长PZT薄膜。通过XRD、AFM和漏电流测试等分析方法研究氧分压和基片温度对PZT薄膜生长的影响。试验结果表明在550℃和15Pa氧分压下生长的样品最优,为（101）单一取向。不采用缓冲层直接在GaAs基片上生长PZT薄膜,通过XRD测试分析,无缓冲层时PZT不结晶或者有多个结晶取向,且通过AFM测试可知无缓冲层时表面形貌粗糙较大,空洞或者凸起较明显。3.探究了在不同工艺条件下制备PZT的样品的铁电性,引入了复合缓冲层STO/TiO₂的样品的铁电极化强度比未引入缓冲层的样品的极化强度大6倍左右,且电滞回线对称性更好。利用最优生长工艺生长PZT的样品可以测得很好的电滞回线图。其剩余极化强度（2Pr）为24μC/cm²,饱和极化强度（Ps）为17μC/cm²。4.光伏测试结果显示引入了复合缓冲层的样品的光生电流和光生电压普遍大于未使用缓冲层的样品,大一到两个数量级。采用缓冲层后的样品在模拟太阳光下有11.01mA/cm²的光生电流和0.22V的开路电压,而未利用缓冲层时则远小于这两个值。对于最优生长条件得到的样品采用不同极化方式后测量光生电流,比较测量结果得出正向极化方式的光生电流最大的结论,其值为38.7mA/cm²。进一步测量在正向极化方式下的样品的光伏效应随光照强度的变化,发现光生电流和光生电压随光照强度在一定范围内增强而增大,当光照强度到达约150 mW/cm²时接近饱和。