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Yang 等人在研究铁酸铋 (BFO) 薄膜光伏效应时发现，BFO 中光生电压随着极化方向上畴壁数量的增加线性增加，垂直于极化方向上则没有观察到明显的光伏效应 ( 图 2b 和2d)。畴壁理论认为，由于极化强度在垂直于畴壁处会产生一个分量，其在畴壁处产生的电压为～ 10m V，畴壁宽度约为 2nm，因此极化在畴壁处产生的电场高达5×106V/m，此值远大于 p-n 结中的内电场，被认为铁电材料产生反常光伏效应的起源，也是分离光生载流子的主要驱动力。由于铁电材料中有很多电畴，被极化之后畴与畴之间首尾相连，而畴壁就像串联起来的纳米级光伏发电机，光生电压沿着极化方向逐渐累加起来。这一机制与串联的太阳能电池的概念类似，其输出电压为每一个单元之和。
如果两个电极之间的距离越大，则电畴就越多，光照下两电极之间产生的光生电压也就越高，这一模型可以很好地解释反常光伏效应。此外，由于光照下产生连续的光电流，在一些文献中则把畴壁当成电流源，总的光生电压 Voc由光照下铁电材料的电流密度、电导率和电极之间的距离Jsc决定。与体光伏效应不同的是，畴壁理论将反常光伏效应归因于畴壁处载流子的激发，认为在畴壁外光激发的载流子复合速度很快，可以将体光伏效应忽略。
