[發明專利]光電探測器陣列及其制備方法、光電探測器及其制備方法

有效

• 申請號: 202010908886.5
• 申請日: 2020-09-02
• 公開（公告）號: CN112054074B
• 公開（公告）日: 2023-04-14
• 發明（設計）人: 王忠國;陳明;王宗朋;王政焱;易成漢;徐國良;賈美玲;汪智偉;周長著;劉宇;楊春雷
• 申請（專利權）人: 深圳先進技術研究院
• 主分類號: H01L31/032
• 分類號: H01L31/032;H01L31/109;H01L31/18
• 代理公司: 深圳市銘粵知識產權代理有限公司 44304
• 代理人: 孫偉峰;但念念

本發明提供了一種光電探測器陣列及其制備方法、光電探測器及其制備方法，光電探測器包括襯底以及依次層疊設置于襯底上的背電極、CIGS吸收層、緩沖層、窗口層及透明電極層，CIGS吸收層中Cu元素的物質的量與Ga、In元素物質的量之和的比例為0.7～1；和/或CIGS吸收層中Ga元素的物質的量與Ga、In元素物質的量之和的比例為0.48～0.52，通過將CIGS材料作為吸收層的材料并通過調節CIGS吸收層中Cu元素和/或Ga元素的物質的量與Ga、In元素物質的量之和的比例來降低光電探測器的暗電流，從而提升光電探測器的性能。本申請的光電探測器陣列通過對整面探測器基片進行刻蝕獲得陣列設置的多個光電探測器，相對于整面探測器降低了有效接觸面積，進一步提升了光電探測性能。

技術領域

本發明涉及探測器技術領域，尤其涉及一種光電探測器陣列及其制備方法、光電探測器及其制備方法。

背景技術

光電探測器用于將光信號轉換為電信號，其被廣泛的應用于科研、工業、軍用等領域。CIGS(銅銦鎵硒)材料具有優異的光電性能，CIGS薄膜的帶隙在1.02～1.67eV之間變化，同時，在已有的半導體材料中，CIGS材料具有最高的光吸收系數，此外，CIGS材料還具有良好的抗輻照特性以及較好的穩定性，這些優點使CIGS薄膜太陽能電池成為新一代太陽能電池中發展最快、應用前景最好的一類電池。近年來有人開始著眼于將CIGS應用于光電探測器領域，如何提升探測器的性能是本領域有待解決的一個難題。

發明內容

為了解決現有技術的不足，本發明提供一種光電探測器陣列及其制備方法、光電探測器及其制備方法，能夠降低光電探測器的暗電流，從而提升整個光電探測器的性能。

本發明提出的具體技術方案為：一種光電探測器，所述光電探測器包括襯底以及依次層疊設置于所述襯底上的背電極、CIGS吸收層、緩沖層、窗口層及透明電極層，所述CIGS吸收層中Cu元素的物質的量與Ga、In元素物質的量之和的比例為0.7～1；和/或，所述CIGS吸收層中Ga元素的物質的量與Ga、In元素物質的量之和的比例為0.48～0.52。

進一步地，所述CIGS吸收層中Cu元素的物質的量與Ga、In元素物質的量之和的比例為0.81。

進一步地，所述CIGS吸收層中Ga元素的物質的量與Ga、In元素物質的量之和的比例為0.5。

進一步地，所述CIGS吸收層的厚度為1～2μm。

進一步地，所述窗口層的材質為本征氧化鋅(i-ZnO)，所述窗口層的厚度為50～100nm。

進一步地，所述背電極的材質為鉬，所述背電極的厚度為600～800nm；和/或，所述緩沖層的材質為CdS，所述緩沖層的厚度為50～80nm；和/或，所述透明電極層的材質為Al摻雜的ZnO，所述透明電極層的厚度為100～300nm。

本發明還提供了一種光電探測器陣列，所述光電探測器陣列包括呈陣列設置的多個如上任一項所述的光電探測器，多個所述光電探測器共用襯底。

本發明還提供了一種如上任一項所述的光電探測器的制備方法，所述制備方法包括：

提供一襯底，在所述襯底上形成背電極；

通過三步共蒸發法在所述背電極上形成CIGS吸收層；

在所述CIGS吸收層上依次形成緩沖層、窗口層及透明電極層。

進一步地，通過三步共蒸發法在所述背電極上形成CIGS吸收層具體包括：

在所述背電極上同時蒸鍍In、Ga、Se三種元素，形成第一膜層；

在所述第一膜層上同時蒸鍍Cu、Se兩種元素，形成第二膜層；