[發明專利]一種日盲紫外鈣鈦礦光電探測器及其制備方法

在審

• 申請號: 202011457667.6
• 申請日: 2020-12-11
• 公開（公告）號: CN112563420A
• 公開（公告）日: 2021-03-26
• 發明（設計）人: 劉智勇;廖廣蘭;史鐵林;孫博;劉星月;葉海波;張許寧
• 申請（專利權）人: 華中科技大學;深圳華中科技大學研究院
• 主分類號: H01L51/42
• 分類號: H01L51/42;H01L51/44;H01L51/46;H01L51/48
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 陳燦;李智

1.一種日盲紫外鈣鈦礦光電探測器，其特征在于，沿光的進入方向，依次設置有濾光層、下轉換發光窗口層、導電玻璃層、鈣鈦礦光敏層和金屬電極層，所述下轉換發光窗口層能夠將日盲紫外光轉化為熒光，所述鈣鈦礦光敏層能夠將熒光轉換為電信號。

2.根據權利要求1所述的光電探測器，其特征在于，所述下轉換發光窗口層為鈣鈦礦量子點或三基色熒光粉薄膜，優選的，所述鈣鈦礦量子點為CsPbCl₃、CsPb(Cl/Br)₃、CsPbBr₃、FAPbBr₃、CsPb(Br/I)₃、CsPbI₃量子點中的一種，所述三基色熒光粉為鈰、鋱激活鋁酸鎂綠粉、銪激活鋁酸鎂鋇藍粉和銪激活氧化釔中的一種。

3.根據權利要求2所述的光電探測器，其特征在于，所述鈣鈦礦光敏層為鈣鈦礦前驅體結晶、退火后制備而成，所述鈣鈦礦前驅體為碘化鉛和甲基碘化胺混合物、碘化鉛和甲基溴化胺混合物、溴化鉛和甲基溴化胺混合物、溴化鉛和甲基碘化胺混合物、碘化鉛和甲脒氫碘酸鹽混合物、碘化鉛和甲脒氫溴酸鹽混合物、溴化鉛和甲脒氫碘酸鹽混合物、溴化鉛和甲脒氫溴酸鹽混合物中的任意一種混合物溶解于有機溶劑的混合溶液。

4.根據權利要求3所述的光電探測器，其特征在于，所述導電玻璃層包括玻璃基底和導電膜，所述導電膜位于所述鈣鈦礦光敏層的一側，所述導電玻璃層為ITO導電玻璃、FTO導電玻璃和AZO導電玻璃中的一種。

5.根據權利要求1或2所述的光電探測器，其特征在于，還包括空穴傳輸層，所述空穴傳輸層位于所述導電玻璃層和所述鈣鈦礦光敏層之間，作為優選，所述空穴傳輸層為聚乙撐二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸鹽或聚雙(4-苯基)(2,4,6-三甲基苯基)胺。

6.根據權利要求5所述的光電探測器，其特征在于，還包括電子傳輸層，所述電子傳輸層設置于鈣鈦礦光敏層和金屬電極層之間，所述電子傳輸層為富勒烯衍生物或碳60。

7.根據權利要求1所述的光電探測器，其特征在于，還包括阻擋層，所述阻擋層設置于電子傳輸層和金屬電極層之間，所述阻擋層為2,9-二甲基-4,7-聯苯-1,10-菲羅啉或三氧化鉬。

8.根據權利要求1所述的光電探測器，其特征在于，還包括封裝層，所述封裝層位于金屬電極層表面，隔絕空氣進入金屬電極層。

9.根據權利要求1-8任一項所述的日盲紫外鈣鈦礦光電探測器的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)清洗導電玻璃層，在導電玻璃層的導電膜一側依次制備空穴傳輸層、鈣鈦礦光敏層、電子傳輸層、阻擋層、金屬電極層，其中，所述空穴傳輸層、鈣鈦礦光敏層、電子傳輸層、阻擋層采用涂裝的方式進行制備，所述金屬電極層采用真空熱蒸發的方式進行沉積；

(2)在導電玻璃層的玻璃基底制備下轉換發光窗口層，將鈣鈦礦量子點或三基色熒光粉涂裝在玻璃基底上，加熱固化；

(3)在金屬電極層的表面進行封裝形成封裝層，將下轉換發光窗口層與濾光片連接，采用聚二甲基硅氧烷進行密封與集成，并引出器件的雙電極線，即可獲得日盲紫外鈣鈦礦光電探測器。

10.根據權利要求9所述的日盲紫外鈣鈦礦光電探測器的制備方法，其特征在于，所述鈣鈦礦光敏層的制備方法包括以下步驟：

(s1)制備鈣鈦礦前驅體，將PbI₂與CH₃NH₃I以(1-2):(1-2)的摩爾比，加熱攪拌，溶解于DMF和DMSO的混合溶液中，PbI₂濃度為1-1.5mol/mL；

(s2)涂裝，采用移液槍取50μL-100μL鈣鈦礦前驅體滴加在導電玻璃層表面旋涂成膜，滴加開始5s-10s后，將150μL-200μL的氯苯反溶劑滴加在旋轉的成膜區域表面，促進鈣鈦礦薄膜快速結晶，獲得初品；

(s3)退火，在N₂的保護下，將初品在100℃-120℃的加熱臺上退火10min-15min，退火結束后，即可獲得鈣鈦礦光敏層制備完畢。