[發明專利]一種鉿摻雜氧化鋅的光電探測器及其制備方法

在審

• 申請號: 201911404847.5
• 申請日: 2019-12-30
• 公開（公告）號: CN111162181A
• 公開（公告）日: 2020-05-15
• 發明（設計）人: 葉蔥
• 申請（專利權）人: 武漢明芯儲能光電科技有限公司
• 主分類號: H01L51/46
• 分類號: H01L51/46;H01L51/42;H01L51/48
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種鉿摻雜氧化鋅的光電探測器，其特征在于：主要由透明導電玻璃、電子傳輸層、鈣鈦礦吸光層、空穴傳輸層、金屬電極組成，其中電子傳輸層由鉿(Hf)元素摻入氧化鋅(ZnO)構成，同時也是空穴阻擋層；鈣鈦礦吸光層是通過兩步法合成的CH₃NH3PbI₃(鈣鈦礦)構成；空穴傳輸層是由Spiro-OMe TAD構成，同時也是電子阻擋層；金屬電極是由Au膜組成。

2.根據權利要求1所述的一種鉿摻雜氧化鋅的光電探測器，其特征在于：其具體的制備流程和工藝如下：

(1)分別用去離子水、丙酮、酒精超聲透明導電玻璃FTO各10分鐘，然后用紫外臭氧環境處理20分鐘；

(2)摻雜ZnO層采用旋涂制備：用1.0M的醋酸鋅溶液溶解在甲醇溶液中隨后攪拌15分鐘，采用3000r/min的轉速旋涂在FTO上，時間為30秒；在120℃條件下烘干8min，再轉移到馬沸爐中進行退火，時間為1.5h；

(3)鈣鈦礦層的合成方法采用傳統的兩步法：先將0.5M PbI₂溶解在DMF(N,N-二甲基甲酰胺)中，在60℃條件下保溫10h使之充分溶解，然后過濾備用；將CH₃NH₃I溶解在異丙醇溶液中攪拌十分鐘備用；PbI₂溶液采用2000轉30秒旋涂在ZnO樣品上，然后在熱臺上烤干，10分鐘后，在CH₃NH₃I異丙醇溶液中浸泡3分鐘，然后吹干；

(4)在樣品上做完鈣鈦礦層后再旋涂HTM層(空穴傳輸層)：用spiro-OMe TAD，采用2000轉30秒旋涂在鈣鈦礦層上面；

(5)最后的金電極采用蒸發蒸鍍的方法，蒸發速率為蒸鍍的Au電極的厚度為50-60nm。

3.根據權利要求2所述的一種鉿摻雜氧化鋅的光電探測器，其特征在于：其中摻雜ZnO的制備是利用磁控濺射技術或原子層沉積的方法制備的，將ZnO靶材料放在靶臺上，同時將摻雜靶材料Hf靶材放在靶臺上，對Hf靶材與ZnO靶材選用不同功率比例同時濺射，利用不同比例濺射功率來制備摻雜含量為6％～10％的材料，磁控濺射真空度小于10Pa、襯底溫度為室溫、工作壓強為0.3～0.8Pa、Hf靶材的濺射功率為10～30W，ZnO靶材的濺射功率為50～80W。