[發(fā)明專利]一種界面鈍化的二維鈣鈦礦光電探測(cè)器及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010183477.3
• 申請(qǐng)日: 2020-03-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111261781B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-04-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 冀婷;王英奎;張恒康;崔艷霞;李國(guó)輝;張葉;王文艷;郝玉英;吳玉程
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 太原理工大學(xué)
• 主分類號(hào): H10K30/60
• 分類號(hào): H10K30/60;H10K30/88;H10K71/00
• 代理公司: 北京中睿智恒知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 16025
• 代理人: 鄧大為

1.一種界面鈍化的二維鈣鈦礦光電探測(cè)器，其特征在于：該二維鈣鈦礦光電探測(cè)器是基于傳統(tǒng)平面倒置結(jié)構(gòu)，即：ITO?/PTAA?/(PEA)₂?(MA)₄?Pb₅I₁₆?/PCBM?/BCP?/Ag，在空穴傳輸層PTAA與二維鈣鈦礦活性層(PEA)₂(MA)_?4Pb₅I₁₆之間加入2?nm厚度的氧化鋁絕緣層；該界面鈍化的二維鈣鈦礦光電探測(cè)器的器件結(jié)構(gòu)為ITO?/PTAA?/Al₂O₃?/(PEA)₂(MA)₄?Pb₅I₁₆?/PCBM?/BCP?/Ag,其中氧化銦錫ITO作為器件的陽(yáng)極，聚（雙（4-苯基）（2,4,6-三甲基苯基）胺PTAA為空穴傳輸層，氧化鋁Al?_2?O_?3作為界面鈍化層，有效阻擋電子的進(jìn)入，二維鈣鈦礦(PEA)₂?(MA)₄?Pb_5?I₁₆為器件的活性層，苯基C61丁酸甲酯PCBM為電子傳輸層，2,9-二甲基-4,7-二苯基-1,10-菲咯啉B(niǎo)CP為空穴阻擋層，頂層是銀電極，有效收集電子；

所述界面鈍化的二維鈣鈦礦光電探測(cè)器，按照如下的步驟進(jìn)行制備：

步驟一、將帶有ITO的玻璃片依次用去離子水、無(wú)水乙醇、異丙醇在超聲清洗機(jī)中超聲清洗各15分鐘，然后用氮?dú)獯蹈桑⒅糜谘醯入x子體清洗機(jī)中清洗5分鐘；

步驟二、將已經(jīng)配制好的PTAA溶液旋涂在ITO玻璃上，勻膠機(jī)轉(zhuǎn)速設(shè)置為5000?rpm，時(shí)間為40?s，隨后將旋好的玻璃片放在熱臺(tái)上100℃退火10分鐘，PTAA溶于甲苯溶液中，濃度為5?mg/ml，厚度為15?nm，此過(guò)程在手套箱中進(jìn)行；

步驟三、將旋有PTAA的玻璃片放在ALD真空倉(cāng)內(nèi)，將氧化鋁的沉積溫度設(shè)置為100℃，通過(guò)控制循環(huán)的次數(shù)確定薄膜的厚度，設(shè)置循環(huán)參數(shù)為20，經(jīng)膜厚校準(zhǔn)之后為2?nm，點(diǎn)擊開(kāi)始，儀器自動(dòng)運(yùn)行；

步驟四、在步驟三得到的結(jié)構(gòu)上采用旋涂的方法依次旋涂二維鈣鈦礦(PEA)₂?(MA)₄Pb₅I₁₆活性層，電子傳輸層PCBM和空穴阻擋層BCP，其中鈣鈦礦溶液濃度為1M，活性層厚度為230?nm；PCBM濃度為20?mg/ml的氯苯溶液，厚度為25?nm；BCP濃度為0.7?mg/ml的異丙醇溶液，厚度為10?nm；

步驟五、在步驟四的結(jié)構(gòu)上利用真空熱蒸鍍的方法蒸鍍銀電極，蒸鍍速率控制為1???/s，厚度為100?nm，蒸鍍完成后獲得二維鈣鈦礦光電探測(cè)器。

2.根據(jù)權(quán)利要求?1所述的界面鈍化二維鈣鈦礦光電探測(cè)器，其特征在于：步驟三中，在空穴傳輸層PTAA上采用原子層沉積技術(shù)沉積薄層氧化鋁，然后再旋涂活性層二維鈣鈦礦，電子傳輸層PCBM，空穴阻擋層BCP，最后蒸鍍銀電極。