[發明專利]基于空穴傳輸層界面優化的鈣鈦礦光電探測器及制備方法

在審

• 申請號: 201911393117.X
• 申請日: 2019-12-30
• 公開（公告）號: CN111162175A
• 公開（公告）日: 2020-05-15
• 發明（設計）人: 于軍勝;黃鈺;張大勇;趙世雄
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H01L51/42
• 分類號: H01L51/42;H01L51/44;H01L51/46;H01L51/48
• 代理公司: 成都弘毅天承知識產權代理有限公司 51230
• 代理人: 彭思思

1.基于空穴傳輸層界面優化的鈣鈦礦光電探測器，該光電探測器采用正型結構，由襯底(1)、透明導電ITO陽極(2)、空穴傳輸層(3)、超薄修飾層(4)、鈣鈦礦光活性層(5)、電子傳輸層(6)、陰極緩沖層(7)、金屬陰極(8)從下到上依次組成，其特征在于，所述超薄修飾層(4)為PFN-Br甲醇溶液經旋涂制得。

2.根據權利要求1所述的基于空穴傳輸層界面優化的鈣鈦礦光電探測器，其特征在于：所述空穴傳輸層(3)為TAPC，厚度范圍為20～40nm。

3.根據權利要求1所述的基于空穴傳輸層界面優化的鈣鈦礦光電探測器，其特征在于：所述超薄修飾層(4)，PFN-Br甲醇溶液濃度為2mg/ml，厚度范圍為5～10nm。

4.根據權利要求1所述的基于空穴傳輸層界面優化的鈣鈦礦光電探測器，其特征在于：所述鈣鈦礦光活性層(5)，厚度范圍為250～400nm。

5.根據權利要求1所述的基于空穴傳輸層界面優化的鈣鈦礦光電探測器，其特征在于：所述電子傳輸層(6)為PC₆₁BM，厚度范圍為5～20nm。

6.根據權利要求1所述的基于空穴傳輸層界面優化的鈣鈦礦光電探測器，其特征在于：所述陰極緩沖層(7)為Bphen，厚度范圍為1～2nm。

7.根據權利要求1所述的基于空穴傳輸層界面優化的鈣鈦礦光電探測器，其特征在于：所述金屬陰極(8)材料為Ag、Al、Cu中的一種或多種，薄層厚度范圍為100～200nm。

8.根據權利要求1-7中任一項所述的基于空穴傳輸層界面優化的鈣鈦礦光電探測器，其特征在于：所述襯底(1)為玻璃或透明聚合物材料制得，所述透明聚合物材料為聚乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚氨基甲酸酯、聚酰亞胺、氯醋樹脂、聚丙烯酸中的一種或多種。

9.根據權利要求8所述的基于空穴傳輸層界面優化的鈣鈦礦光電探測器的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、對由透明襯底(1)及透明導電ITO陽極(2)所組成的基板進行清洗，清洗后用氮氣吹干；

S2、將配置好的TAPC溶液旋涂至ITO基板上，并將旋涂后的基片進行熱退火處理，熱退火的溫度在120℃，時間范圍為20min，得到空穴傳輸層(3)；

S3、在電子傳輸層(6)上旋涂PFN-Br溶液并退火處理，熱退火的溫度在110℃，時間范圍為15min，得到超薄修飾層(4)；

S4、在超薄修飾層(4)上旋涂CH₃NH₃PbI₃前驅體溶液并退火處理，熱退火的溫度在110℃，時間范圍為20min，得到鈣鈦礦光活性層(5)；

S5、在鈣鈦礦光活性層(5)上旋涂PC₆₁BM溶液并退火處理，熱退火的溫度在110℃，時間范圍為15min，得到電子傳輸層(6)；

S6、在真空度為3×10^-4Pa條件下，在空穴傳輸層(3)上蒸鍍Bphen陰極緩沖層(7)；

S7、在真空度為3×10^-3Pa條件下，在陰極緩沖層(7)上蒸鍍金屬陰極(8)。

10.根據權利要求9所述的基于空穴傳輸層(3)界面優化的鈣鈦礦光電探測器的制備方法，其特征在于，所述熱退火方式采用恒溫熱臺加熱、烘箱加熱、遠紅外加熱、熱風加熱的一種或多種。