[發明專利]一種光電探測器及其制造方法

有效

• 申請號: 201811541869.1
• 申請日: 2018-12-17
• 公開（公告）號: CN109686756B
• 公開（公告）日: 2021-02-02
• 發明（設計）人: 李世彬;陳皓;顧一丁;張婷;王峰
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H01L27/28
• 分類號: H01L27/28
• 代理公司: 成都其高專利代理事務所(特殊普通合伙) 51244
• 代理人: 廖曾;賀立中

本發明實例公開了一種光電探測器及其制造方法，該系統的原理：將有機聚合物與鈣鈦礦巧妙的結合，將光電探測與LED創新性的集成，系統受到不同波段光照射時，光電探測層將其吸收并產生電子空穴對，空穴注入到鈣鈦礦量子點發光層驅使其發光。由于不同波段的光被吸收產生的空穴數量不同，被激發的鈣鈦礦量子點不同，因此發光的波段也不同。此方法所提出的光電探測與顯示集成系統，具有小體積的優勢，對日后光電探測與顯示的集成有重要的推廣與實際意義。

技術領域

本發明涉及光電探測領域，尤其是涉及一種能夠探測紫外-可見-近紅外的光電探測器及其制造方法。

背景技術

隨著光電技術的發展，光電探測器和光電成像已經成為工業、生物醫療傳感以及軍事和民用領域必不可少的工具。近年來，由于有機-無機雜化鈣鈦礦材料由于其直接帶隙、高的載流子遷移率、大的載流子擴散長度和高的吸收系數而具有優異的光電性質，其在光伏、光電探測、LED發光等領域受到了廣泛的關注。

常用的鈣鈦礦材料包括有機-無機雜化的ABX₃（A=MA、FA、Cs，B=Pb、Sn，X=Cl、Br、I），基于該類材料光電探測性能優異，但其波段通常無法覆蓋較寬的范圍，尤其是近紅外的波段難以被鈣鈦礦材料有效吸收并探測。

發明內容

本發明的一個實施例中，提供了一種制造光電探測器的方法，其特征在于，包括：獲取ITO襯底；用丙酮、乙醇和去離子水超聲清洗ITO襯底，清洗完成后，在干燥箱中干燥；將PEDOT水溶液以4000rpm的轉速旋涂于ITO襯底上，并在140℃下退火20分鐘，從而在所述ITO襯底上形成PEDOT層；將MAI、PbI2和PbCl2溶解在體積比為2：1的無水DMF與DMSO混合溶液中，獲得MAPbIXCl3-X鈣鈦礦溶液；將能夠吸收近紅外波段的有機聚合物溶解于體積比為2：1的無水DMF與DMSO混合溶液中，獲得有機聚合物溶液；將所述MAPbIXCl3-X鈣鈦礦溶液和所述有機聚合物溶液以體積比1：2混合，并攪拌一小時，獲得第一混合溶液；將所述第一混合溶液以4000rpm的轉速旋涂至所述PEDOT層上，并進行退火處理，形成復合薄膜；將能夠發出多種不同顏色光的鈣鈦礦量子點溶解于己烷或辛烷中，旋涂于所述復合薄膜上，并進行退火處理，形成LED發光層；在所述LED發光層上通過熱蒸發沉積形成TPBi層；在所述TPBi層上通過熱蒸發沉積形成LiF/Al層。

一個實施例中，用丙酮、乙醇和去離子水分別超聲清洗所述ITO襯底15分鐘。

一個實施例中，所述復合薄膜能夠吸收紫外-可見-近紅外波段中不同波段的光，并且所述復合薄膜吸收不同波段的光產生不同的空穴。

一個實施例中，所述LED發光層被不同的空穴激發時發出不同顏色的光。

一個實施例中，所述復合薄膜能夠吸收不同波段的光產生不同的空穴，產生的該不同的空穴注入所述LED發光層，激發所述LED發光層中的不同量子點，使所述LED發光層發出不同顏色的光。

一個實施例中，所述LED發光層包括藍光鈣鈦礦量子點、紅光鈣鈦礦量子點和綠光鈣鈦礦量子點。

一個實施例中，當所述復合薄膜吸收紫外光時，所述復合薄膜產生能夠激發藍光鈣鈦礦量子點的空穴注入所述LED發光層中激發所述LED發光層中的所述藍光鈣鈦礦量子點，使得所述LED發光層發出藍光。

一個實施例中，當所述復合薄膜吸收可見光時，所述復合薄膜產生能夠激發藍光鈣鈦礦量子點、紅光鈣鈦礦量子點和綠光鈣鈦礦量子點的空穴注入所述LED發光層中同時激發所述藍光鈣鈦礦量子點、所述紅光鈣鈦礦量子點和所述綠光鈣鈦礦量子點，使得所述LED發光層發出白光。

一個實施例中，當所述復合薄膜吸收可見光時，所述復合薄膜產生能夠激發紅光鈣鈦礦量子點的空穴注入所述LED發光層中激發所述LED發光層中的所述紅光鈣鈦礦量子點，使得所述LED發光層發出紅光。