الطاقة الكهروضوئية لبلورات السيراميك الكهرضغطية

استقطاب بعض العوازل الكهربائية خاص جدًا. في نطاق درجة حرارة معينة، لا تكون ثوابت العزل الكهربائي ثابتة، ولكنها تختلف باختلاف شدة المجال، وبعد إزالة المجال الكهربائي الخارجي، تصبح هذه العوازل غير محايدة. هناك الاستقطاب المتبقية. لكي تكون مماثلة لحقيقة أن المواد المغناطيسية الحديدية يمكن أن تظل ممغنطة، فإن هذه الخاصية محول الطاقة الخزفي الانضغاطي بالكهرباء الحديدية. غالبًا ما يُشار إلى يُطلق على العازل الكهروضوئي اسم العازل الكهروحراري. من بينها، سيراميك تيتانات الباريوم (BaTiO3)، وطرطرات الصوديوم والبوتاسيوم أحادية البلورة (NaKC4H4O6⋅H2O) وما شابه ذلك هي الأكثر بروزًا. سوف تظهر الكهرباء الحديدية التباطؤ أثناء عملية الترسيب الكهربي. تُظهر حلقة التباطؤ أن الاستقطاب بين الجسم الكهروضوئي والمجال الكهربائي المطبق غير خطي، ويتم عكس الاستقطاب مع عكس المجال الكهربائي الخارجي. انقلاب الاستقطاب هو نتيجة لانعكاس المجال، وبالتالي فإن حلقة التباطؤ تشير إلى وجود المجالات في متعلق بالعازل الكهربائي الشفاف. المجالات المزعومة هي مناطق صغيرة تكون فيها اتجاهات الاستقطاب التلقائي في مجال الطاقة الكهروضوئية موحدة، والمجالات. وتسمى الحدود بينهما جدار المجال. بلورات متعلق بالعازل الكهربائي الشفاف عادة ما تكون منتجات السيراميك الكهرضغطية متعددة المجالات، والاستقطاب التلقائي في كل مجال له نفس الاتجاه، والاستقطاب التلقائي في المجالات المختلفة قوي.

بالنسبة للكهرباء الحديدية متعددة البلورات، لا يوجد انتظام بين التوجهات النسبية للاستقطاب التلقائي في المجالات المختلفة للبلورات بأكملها بسبب التعسف الكامل لاتجاه المحاور البلورية بين الحبوب.
عمومًا، لا تشكل الكهرباء الحديدية مجالات مفردة تلقائيًا، ولكن يمكن أن تكون البلورات متعددة المجالات أحادية المجال تحت مجال كهربائي خارجي قوي. تحت تأثير مجال كهربائي خارجي قوي، فإن حجم مجال الاستقطاب التلقائي في البلورة متعددة المجالات المتوازية أو القريبة من اتجاه المجال الخارجي سوف يتوسع بسرعة بسبب تكوين نوى مجال جديدة وحركة جدران المجال، وسينخفض ​​حجم المجال في اتجاهات أخرى بسرعة. يختفي الصغير، وهو ما يحول البلورة بأكملها إلى مجال واحد. تحت تأثير المجال الكهربائي الخارجي، تسمى العملية الديناميكية لنواة المجال الجديدة وحركة جدار المجال بعملية عكس المجال. يحتوي هذا الانعكاس على بعض خصائص التباطؤ، لذلك يُظهر العازل الكهربائي الشفاف حلقة التباطؤ المذكورة أعلاه.

بالنظر إلى بلورة انضغاطية واحدة، نفترض أن اتجاه الاستقطاب التلقائي له احتمالان فقط. إنه موجب وسالب على طول محور بلوري معين؛ اتجاه المجال الكهربائي الخارجي موازي لمحور الاستقطاب. عندما يكون المجال الكهربائي الخارجي صفرًا، يكون استقطاب المجالات المجاورة في البلورة معاكسًا، ويكون العزم الكهربائي الإجمالي للبلورة صفرًا. عندما يزداد المجال الكهربائي الخارجي تدريجياً، فإن حجم مجال اتجاه الاستقطاب العفوي المعاكس لاتجاه المجال الكهربائي سوف يتناقص تدريجياً بسبب انقلاب المجال، وتكون تلك المجالات لها نفس الاتجاه حيث يتوسع المجال الكهربائي تدريجياً، بحيث تكون البلورة في اتجاه المجال الخارجي. وتزداد الشدة مع زيادة المجال الكهربائي. عندما المجال الكهربائي من يزداد عنصر القرص الكهرضغطي بما يكفي لعكس جميع المجالات العكسية في البلورة إلى المجال الخارجي، وتصبح البلورة مجالًا واحدًا، ويصل استقطاب البلورة إلى التشبع، ومن ثم يزداد المجال الكهربائي. سيزداد الاستقطاب خطيًا مع المجال الكهربائي (مثل استقطاب العازل النموذجي) وسيصل إلى قيمة قصوى Pmax، وهي دالة للمجال الكهربائي الأعلى استقطابًا. 

عندما يتم استقراء الجزء الخطي إلى مجال كهربائي صفر، فإن التقاطع الناتج Ps على المحور الرأسي يسمى الاستقطاب المشبع، وهو في الواقع الاستقطاب التلقائي لكل مجال. عندما يبدأ المجال الكهربائي في الانخفاض من C، سوف يتناقص الاستقطاب تدريجياً على طول منحنى CB. عندما المجال الكهربائي من يتم تقليل مكون السيراميك الكهروإجهادي إلى الصفر، وينخفض ​​الاستقطاب إلى قيمة معينة Pr، وهو ما يسمى الاستقطاب المتبقي للكهروضوئي. عندما يتغير اتجاه المجال الكهربائي ويزيد إلى Ec في الاتجاه السلبي، ينخفض ​​الاستقطاب إلى الصفر، ويستمر المجال الكهربائي العكسي في الزيادة، وينعكس الاستقطاب. تسمى Ec بقوة المجال القسري للكهرباء الحديدية. مع استمرار تزايد المجال الكهربائي العكسي، يستمر الاستقطاب في الزيادة في اتجاه التدرج السلبي ويصل إلى قيمة التشبع (-Pr) في الاتجاه السالب، و يصبح محول الطاقة الكهرضغطية بالموجات فوق الصوتية بلورة ذات مجال واحد لها استقطاب سلبي. إذا تغير المجال الكهربائي بشكل مستمر من قيمة سالبة عالية إلى قيمة موجبة عالية، يبدأ المجال الموجب بالتشكل والنمو مرة أخرى حتى تصبح البلورة بأكملها بلورة مجال واحد مع استقطاب أمامي مرة أخرى. خلال هذه العملية، يتم إرجاع الاستقطاب إلى النقطة C على طول جزء FGH من خط العودة. وبالتالي، تحت تأثير مجال كهربائي متناوب كبير، يتغير المجال الكهربائي لمدة أسبوع واحد، ويتم تكرار العملية المذكورة أعلاه مرة واحدة، مما يوضح حلقة التباطؤ الموضحة. المنطقة المحاطة بخط العودة هي الطاقة اللازمة لذلك