[發明專利]一種錫（II）基鈣鈦礦混合體異質結薄膜、制備方法及光電探測器

在審

• 申請號: 202310168443.0
• 申請日: 2023-02-27
• 公開（公告）號: CN115996582A
• 公開（公告）日: 2023-04-21
• 發明（設計）人: 楊盛誼;張珍衡
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: H10K30/30
• 分類號: H10K30/30;H10K30/60;H10K85/50;H10K71/12;H10K71/40
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 張潔

1.一種二價錫(II)基鈣鈦礦混合體異質結薄膜，其特征在于：所述混合體異質結薄膜由高穩定性的FA_1-xCs_xSnBr₃錫基鈣鈦礦材料和PVK混合而成，x的取值范圍為0.05～0.2，FA_1-xCs_xSnBr₃和PVK的摩爾比為200:1～600:1。

2.如權利要求1所述的一種二價錫(II)基鈣鈦礦混合體異質結薄膜，其特征在于：x的取值范圍為0.1.～0.15。

3.如權利要求1所述的一種二價錫(II)基鈣鈦礦混合體異質結薄膜，其特征在于：高穩定性的FA_1-xCs_xSnBr₃和PVK的摩爾比的摩爾比為300:1～400:1。

4.一種如權利要求1～3任意一種所述二價錫(II)基鈣鈦礦混合體異質結薄膜的制備方法，其特征在于：所述方法的步驟如下：

首先將制備FA_1-xCs_xSnBr₃錫基鈣鈦礦材料的各前驅體溶于溶劑中得到鈣鈦礦前驅體溶液，然后將PVK溶液與上述鈣鈦礦前驅體溶液混合溶解后使用過濾頭過濾得到混合前驅體溶液，最后采用一步旋涂法將上述混合前驅體溶液旋涂在基底上，并在70～100℃下退火0.5～1h，得到一種錫(II)基鈣鈦礦混合體異質結薄膜。

5.如權利要求4所述的一種錫(II)基鈣鈦礦混合體異質結薄膜的制備方法，其特征在于：所述鈣鈦礦前驅體溶液的濃度為0.4～1M，所述PVK溶液的濃度小于等于5mM。

6.如權利要求4所述的一種錫(II)基鈣鈦礦混合體異質結薄膜的制備方法，其特征在于：所述錫(II)基鈣鈦礦溶液的溶劑為DMF或DMSO；所述PVK溶液的溶劑為DMF。

7.一種疊層錫基鈣鈦礦光電探測器，其特征在于：所述光電探測器包括從上至下依次設置的金屬頂電極、空穴傳輸層、體異質結有源層、電子傳輸層以及透明導電底電極；其中，所述混合體異質結有源層為權利要求1～3任意一項所述的一種錫(II)基鈣鈦礦混合體異質結薄膜。

8.如權利要求7所述的一種疊層錫(II)基鈣鈦礦光電探測器，其特征在于：所述金屬頂電極的厚度為100nm～150nm；空穴傳輸層的厚度為50nm～100nm；體異質結有源層的厚度為100nm～800nm；電子傳輸層的厚度為50nm～250nm；透明導電底電極的厚度為50nm～120nm；

所述金屬頂電極為Ag、Al或Au；所述空穴傳輸層為MoO₃或NiO；所述電子傳輸層為ZnO或TiO₂薄膜。

9.如權利要求7所述的一種疊層錫(II)基鈣鈦礦光電探測器，其特征在于：所述光電探測器通過以下方法制備得到，方法步驟包括：

(1)在透明導電底電極基底上采用溶膠-凝膠法制備得到電子傳輸層；

(2)采用一步旋涂法將所述混合前驅體溶液旋涂在電子傳輸層上，得到混合體異質結有源層；

(3)在所述體異質結有源層上，采用熱蒸鍍法制備空穴傳輸層；

(4)在所述空穴傳輸層上，采用掩模板、并通過熱蒸鍍法制備金屬頂電極，得到一種疊層錫基鈣鈦礦光電探測器。

10.如權利要求9所述的一種疊層錫(II)基鈣鈦礦光電探測器，其特征在于：步驟(1)中，旋涂速度為1500～2500rpm，旋涂時間為20～60s；步驟(2)中，旋涂速度為800～2000rpm，旋涂時間為20～60s。