[發明專利]核殼量子點以及光電器件

在審

• 申請號: 202010115395.5
• 申請日: 2020-02-25
• 公開（公告）號: CN111349431A
• 公開（公告）日: 2020-06-30
• 發明（設計）人: 陳超;何明明
• 申請（專利權）人: 納晶科技股份有限公司
• 主分類號: C09K11/02
• 分類號: C09K11/02;C09K11/60;C09K11/66;B82Y20/00;B82Y30/00;B82Y40/00;H01L31/0352;H01L31/102
• 代理公司: 寧波聚禾專利代理事務所(普通合伙) 33336
• 代理人: 糜婧;顧賽喜

本申請公開了核殼量子點以及光電器件。其中，光電器件包括量子點核以及包覆在量子點核外的半導體殼層，量子點核能夠響應一定波長的光從而產生電荷，半導體殼層透光并且能夠傳導量子點核產生的電荷，半導體殼層的材料的禁帶寬度大于量子點核的材料的禁帶寬度，半導體殼層的材料為電荷遷移率大于1×10^?4cm²/(V·s)的半導體材料，半導體殼層對300nm～1800nm波段的光線的透過率大于50％。與現有的硅基光電探測器相比，本申請的光電器件的探測光譜范圍寬，其光敏層可以采用溶液法制備，工藝簡單且成本低；由核殼量子點形成的光敏層的對光的響應靈敏度高于現有的硅基光敏材料。

技術領域

本申請涉及光電探測器技術領域，尤其涉及核殼量子點以及光電器件。

背景技術

光電探測器是指能夠把光能轉換為便于測量的電能的器件。光電探測器廣泛應用于工業、農業、國防、科教等領域，在圖像傳感器領域以及機器視覺領域的應用尤其廣泛。

但是現有的硅基光電探測器的探測范圍窄，不適用于紅外區域。因此，研究光譜響應寬的光電探測器成為目前的研究熱點。

發明內容

本申請的一個目的在于提供一種適用于光電器件的核殼量子點，該核殼量子點在光照下其導電能力會發生變化。

本申請的另一個目的在于提供一種光譜響應范圍寬的光電器件。

為達到以上目的，根據本申請的一個方面，提供一種核殼量子點，包括量子點核以及包覆在所述量子點核外的半導體殼層，所述量子點核能夠響應一定波長的光從而產生電荷，所述半導體殼層透光并且能夠傳導所述量子點核產生的電荷，所述半導體殼層的材料的禁帶寬度大于所述量子點核的材料的禁帶寬度，所述半導體殼層的材料為電荷遷移率大于1×10^-4cm²/(V·s)的半導體材料，所述半導體殼層對300nm～1800nm波段的光線的透過率大于50％。

進一步地，所述量子點核包括Ⅱ-Ⅵ族半導體材料、Ⅲ-Ⅴ族半導體材料、Ⅳ-Ⅵ族半導體材料、Ⅲ-Ⅵ族半導體材料、Ⅰ-Ⅲ-Ⅵ族半導體材料中的至少一種，優選地，所述量子點核選自CdS、PbS、ZnS、HgTe中的一種。

進一步地，所述量子點核的吸收光譜為300nm～1800nm。

進一步地，所述半導體殼層的材料為氧化物半導體，所述氧化物半導體選自氧化鋅基半導體、氧化銦基半導體、氧化錫基半導體、氧化鈦基半導體或氧化鎳基半導體，優選地，所述半導體殼層的厚度為2nm～100nm。

根據本申請的另一個方面，提供一種光電器件，包括光敏層、與所述光敏層的一端電連接的第一電極以及與所述光敏層的另一端電連接的第二電極，所述光敏層包括多個前述的核殼量子點。

進一步地，所述第一電極與所述第二電極相互間隔地設置在所述光敏層的周側，或者所述第一電極與所述第二電極同時相互間隔地設置在所述光敏層的上側或下側，或者所述第一電極與所述第二電極分別設置在所述光敏層的上下兩側。

進一步地，所述光電器件還包括電子傳輸層，所述光敏層的至少一部分設于所述電子傳輸層上，所述電子傳輸層與所述第一電極和/或所述第二電極接觸，優選地，所述電子傳輸層為石墨烯層。

進一步地，所述光電器件包括層疊設置的N型溝道層和P型溝道層，所述光敏層的至少一部分設于所述P型溝道層上，所述第一電極和/或所述第二電極與所述P型溝道層接觸。

進一步地，所述光電器件還包括基層，所述光敏層的至少一部分設于所述基層上，所述光電器件還包括設置在所述光敏層上的封裝層，所述封裝層與所述基層中至少有一個透光，優選地，所述封裝層與所述基層中一個透光，另一個反光。

進一步地，所述光電器件為光電探測器。

與現有技術相比，本申請的有益效果在于：