[發明專利]柔性光探測器及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202010427160.X
• 申請日: 2020-05-19
• 公開（公告）號: CN111653667B
• 公開（公告）日: 2022-12-02
• 發明（設計）人: 彭爭春;孫瑞;周桂港
• 申請（專利權）人: 深圳大學
• 主分類號: H01L51/42
• 分類號: H01L51/42;H01L51/44;H01L51/48
• 代理公司: 深圳中一聯合知識產權代理有限公司 44414
• 代理人: 黃志云

本發明提供了一種柔性光探測器，柔性光探測器包括柔性基底，結合在所述柔性基底表面的相對且彼此間隔設置的第一電極和第二電極，結合在所述第一電極和所述第二電極之間的所述柔性基底的表面的導電層；結合在所述第一電極、所述第二電極和所述導電層的背離所述柔性基底的表面的空穴傳輸層；結合在所述空穴傳輸層背離所述第一電極、所述第二電極和所述導電層的表面的鈣鈦礦層；結合在所述鈣鈦礦層背離所述空穴傳輸層的表面的絕緣層。

技術領域

本發明涉及光探測器領域，具體涉及一種柔性光探測器、一種柔性光探測器的制備方法以及一種柔性光探測器的應用。

背景技術

目前，光探測器的應用十分廣泛，光探測器的原理是由輻射引起被照射材料電導率發生改變，光電探測器能把光信號轉換為電信號。常用的光探測器包括含有導電材料的光探測器，其中，常用的導電層材料包括石墨烯等，由于導電材料具有超高的載流子遷移率和超快載流子弛豫速率，即使在較小的電場下，也會有很高的載流子遷移速率，無需源漏極偏壓也可保證超快高效的光電流產生，有望實現寬光譜范圍的超快柔性圖像傳感器。然而，單層一些導電材料的光學吸收率低(～2.3％)，探測器的最大響應率低于10mA/W，基于單一導電材料的光電探測器件難以獲得高的光電轉換效率，較低的光電轉換效率限制了它的潛在應用。

在過去的數年中，為了提高光探測器的性能，導電材料大多與硅、MoS₂、鍺和鈣鈦礦(perovskite)等材料接觸構成光探測器。其中，鈣鈦礦是一種優異的光電功能材料，具有制備工藝相對簡單、光電轉換效率高等優點，已經被廣泛應用于太陽能電池和光電探測器等領域的研究中。鈣鈦礦具有較低的載流子復合幾率和較高的載流子遷移率，載流子的擴散距離和壽命較長。因此，導電材料與鈣鈦礦結合可以充分利用導電材料快速的電子傳輸特性和鈣鈦礦優異的光學吸收特性，提高光電轉換效率，因而在光電探測器領域具有廣闊的應用前景。

但是，基于導電材料/鈣鈦礦柔性光探測器的性能，受到接觸界面質量差的限制，和鈣鈦礦空氣穩定性差的原因，導致光探測器的性能依然比較低，不利于使用。

發明內容

本發明的目的在于提供一種柔性光探測器、一種柔性光探測器的制備方法以及一種柔性光探測器的應用，旨在解決現有技術中柔性光探測器導電材料層與鈣鈦礦層的接觸界面質量差且鈣鈦礦材料的穩定性差的問題。

為實現上述發明目的，本發明采用的技術方案如下：

第一方面，提供了一種柔性光探測器，所述柔性光探測器包括柔性基底，結合在所述柔性基底表面的相對且彼此間隔設置的第一電極和第二電極，結合在所述第一電極和所述第二電極之間的所述柔性基底的表面的導電層；結合在所述第一電極、所述第二電極和所述導電層的背離所述柔性基底的表面的空穴傳輸層；結合在所述空穴傳輸層背離所述第一電極、所述第二電極和所述導電層的表面的鈣鈦礦層；結合在所述鈣鈦礦層背離所述空穴傳輸層的表面的絕緣層。

第二方面，提供了一種柔性光探測器的制備方法，包括如下步驟：

提供柔性基底，在柔性基底的表面制備第一電極和第二電極，并使第一電極和第二電極相對并間隔設置；

在所述第一電極和所述第二電極之間的所述柔性基底的表面制備導電層；

在所述第一電極、所述第二電極和所述導電層的背離所述柔性基底的表面制備空穴傳輸層；

在所述空穴傳輸層背離所述第一電極、所述第二電極和所述導電層的表面制備鈣鈦礦層；

在所述鈣鈦礦層背離所述空穴傳輸層的表面制備絕緣層，得到所述柔性光探測器。

第三方面，提供了一種柔性光探測器的應用，所述柔性光探測器應用于硅電子工業，其中，所述柔性光探測器是所述的柔性光探測器或由所述的柔性光探測器制備得到。