传统的硅基太阳能电池的转化效率已达到瓶颈,要想继续提高太阳能电池的光转换效率,人们必须寻找新的太阳能电池材料来代替。多铁材料做为近年来研究最多的材料之一,就是因为其具有的多铁性,尤其是铁电性和铁磁性,两者之间存在着的磁电耦合效应对于未来新型信息存储以及磁电器件等技术的发展提供了很好的基础。Bi₄Nd Ti₃Fe O₁₅由于它在单相中同时具有铁电性和铁磁性,以及它室温下产生的磁电耦合效应,使得其在铁电光伏研究中一直有着很重要的意义。由于该材料在薄膜方面的报道也比较少,因此本文的研究内容就是以Bi₄Nd Ti₃Fe O₁₅为基体材料,利用Sol-Gel法在B位掺杂Cr、Mn、Co、Ni等磁性元素,制备出的Bi₄Nd Ti₃(Fe_0.5Cr_0.5)O₁₅（Cr-BNTF）,Bi₄Nd Ti₃(Fe_0.5Mn_0.5)O₁₅（Mn-BNTF）,Bi₄Nd Ti₃Fe O₁₅（BNTF）,Bi₄Nd Ti₃(Fe_0.5Co_0.5)O₁₅（Co-BNTF）,Bi₄Nd Ti₃(Fe_0.5Ni_0.5)O₁₅（Ni-BNTF）前驱体溶液,将上述溶液分别制成薄膜样品和陶瓷样品,研究其帶隙的变化以及电学、光伏性能。具体内容如下:（1）采用溶胶-凝胶法制备了Bi₄Nd Ti₃(Fe_0.5M_0.5)O₁₅（M-BNTF,M=Cr,Mn,Fe,Co,Ni）薄膜。XRD和FT-IR测试结果表明,M-BNTF薄膜均为四层钙钛矿结构,无其它相出现。晶粒具有典型的板状钙钛矿结构,且具有不同的晶粒尺寸。所有的M-BNTF薄膜都按直接带隙来比价,根据Tauc’s定律计算Cr-、Ni-、Fe-、Co-和Mn-BNTF薄膜的带隙分别为3.45 e V、2.84 e V、2.58 e V、2.47 e V和2.37 e V。经过分析得出带隙的调谐与M离子掺入有关,因为M离子引入B位后,MO₆八面体的阳离子无序度和畸变程度都增加,这通过计算出的晶格参数和拉曼光谱测试得到了很好证明。本部分的工作有助于揭示含铋Aurivillius铁电化合物带隙可调性的起源,促进其在新型光伏电池和其他新型光电器件中的广泛应用。（2）将Sol-Gel制备的前驱体溶液蒸干,经过预烧结-研磨-压片-烧结得到了粉末和陶瓷样品。从SEM来看陶瓷样品具有明显的板状结构,然后通过XRD和UV测试来进行结构和光吸收性能的分析,得到帶隙测试结果和薄膜样品有所不同,应该是后续制备方式不同造成的,文中会详细介绍。对陶瓷样品进行了I-V测试,得到Cr,Mn,Ni样品的光伏特性曲线,并且测出了Cr-BNTF的开关特性曲线,并且随着光照强度的变化开关特性呈规律性变化。还用阻抗分析仪测试了陶瓷样品的阻抗、介电常数和损耗,可以看出掺杂元素的不同对上述性能还是有很大的影响。