[發明專利]一種探測波段可調鈣鈦礦窄帶光電探測器與制備方法

在審

• 申請號: 202111340394.1
• 申請日: 2021-11-12
• 公開（公告）號: CN114038999A
• 公開（公告）日: 2022-02-11
• 發明（設計）人: 李新化;喬旭冕;曹子暢;韓澤鑫
• 申請（專利權）人: 安徽建筑大學
• 主分類號: H01L51/44
• 分類號: H01L51/44;H01L51/00
• 代理公司: 合肥匯融專利代理有限公司 34141
• 代理人: 趙宗海

1.一種探測波段可調鈣鈦礦窄帶光電探測器，包括ITO玻璃(1)，其特征在于，所述ITO玻璃(1)設為襯底并在ITO玻璃(1)的上方依次設置有空穴傳輸層(2)、鈣鈦礦光吸收層(3)、電子傳輸層(4)和多孔金屬層(5)；

所述多孔金屬層(5)中設置有若干個孔，且孔與孔之間的排列設置為有序結構；

所述多孔金屬層(5)的材質為鋁、鈦、銅或金中的任意一種，且多孔金屬層(5)設有一層金屬或多層金屬堆垛而成。

2.根據權利要求1所述的一種探測波段可調鈣鈦礦窄帶光電探測器，其特征在于，所述多孔金屬層(5)中的孔設置為圓孔或方孔，且多孔金屬層(5)中的孔與孔之間的排列可為有序六角狀或四方狀結構。

3.根據權利要求1所述的一種探測波段可調鈣鈦礦窄帶光電探測器，其特征在于，所述空穴傳輸層(2)可為聚乙烯二氧噻吩(PEDOT)或聚乙烯基咔唑(PVK)，且空穴傳輸層(2)采用懸涂法或熱蒸鍍法制備。

4.根據權利要求1所述的一種探測波段可調鈣鈦礦窄帶光電探測器，其特征在于，所述電子傳輸層(4)可為1,3,5-三(1-苯基-1H-苯并咪唑-2-基)苯(1,3,5-Tris(1-phenyl-1H-benzimidazol-2-yl)benzene,TPBi),1.2nm的氟化鋰(LiF)材料的一種或者多種。

5.一種探測波段可調鈣鈦礦窄帶光電探測器的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：對ITO玻璃(1)進行清洗、干燥和氧等離子體處理；

步驟2：采用懸涂法或熱蒸鍍法在ITO玻璃(1)上制備空穴傳輸層(2)，控制厚度為2-25nm之間；

步驟3：采用一步法或兩步法制備有機無機雜化鈣鈦礦結構光活性層，活性層可為甲胺鉛碘或甲氨鉛溴；

步驟4：在鈣鈦礦光活性層上熱蒸鍍鈣鈦礦電子傳輸層(4)；

步驟5：采用模板技術在電子傳輸層(4)上制備有序金屬多孔結構；

步驟6：在頂部金屬電極和底部ITO玻璃(1)兩端制備引出電極，形成光探測器件；

其中，步驟5所述有序多孔金屬層(5)中的孔分布為六角狀或四方狀，孔徑為20nm-500nm，孔的周期在200nm-5000nm。

6.根據權利要求5所述的一種探測波段可調鈣鈦礦窄帶光電探測器的制備方法，其特征在于，所述步驟1包括：

將ITO玻璃依次浸泡在丙酮、酒精和水中，每種溶劑均采用超聲清洗十五分鐘；

清洗干凈后用氮氣吹干，并用氧等離子體轟擊二十分鐘。

7.根據權利要求5所述的一種探測波段可調鈣鈦礦窄帶光電探測器的制備方法，其特征在于，所述步驟2包括：

采用懸涂法，將空穴傳輸層(2)溶于氯苯中，濃度為6mg ml-1，旋涂速度為1500rpm，旋涂時間60秒，在120℃的加熱臺上退火20分鐘；

采用熱蒸鍍法，在將聚乙烯二氧噻吩(PEDOT)或聚乙烯基咔唑(PVK)有機原材料放置在熱蒸發真空腔室的熱蒸發源爐中，將源爐加熱至70℃，時間5分鐘，控制厚度為2-25nm之間。

8.根據權利要求5所述的一種探測波段可調鈣鈦礦窄帶光電探測器的制備方法，其特征在于，步驟3所述甲胺鉛碘或甲氨鉛溴的制備方法具體為：

將等摩爾質量的MAI(MABr)和PbI2(PbBr2)溶于DMF(N,N-二甲基甲酰胺，99.8％無水級別)DMSO(二甲基亞砜，99.8％無水級別)混合液(VDMF：VDMSO＝9：1)，獲得0.3M(0.3mol L-1)MAPbI3，MAPbBr3的前驅液，按摩爾比1:1比例混合兩者獲得甲胺鉛碘和甲氨鉛溴。

9.根據權利要求5所述的一種探測波段可調鈣鈦礦窄帶光電探測器的制備方法，其特征在于，步驟4所述電子傳輸層(4)的制備方法具體為：

采用熱蒸鍍法，將1,3,5-三(1-苯基-1H-苯并咪唑-2-基)苯(1,3,5-Tris(1-phenyl-1H-benzimidazol-2-yl)benzene,TPBi)有機原材料放置在熱蒸發真空腔室的熱蒸發源爐中，將源爐加熱至70℃，時間5分鐘，控制厚度為2-25nm之間；

采用熱蒸鍍法，將氟化鋰(LiF)材料放置在熱蒸發真空腔室的熱蒸發源爐中，將源爐加熱至200-300℃，時間5分鐘，控制厚度為小于5nm。