[发明专利]来自溶液处理的无机半导体的空气稳定红外光探测器

权利要求书

1.一种光探测器，包括：

包含具有第一直径的半导体无机纳米颗粒的光活性层；

包含第一金属氧化物的空穴传输层；以及

包含具有与所述第一直径类似尺寸的第二直径的第二金属氧化物的纳米颗粒的电子传输层，

其中所述半导体无机纳米颗粒能够响应于光谱的至少红外区域中的电磁辐射，其中所述光活性层被设置在所述空穴传输层与所述电子传输层之间，并且与所述电子传输层接触，其中在没有外部封装涂层的情况下所述光探测器在空气中是稳定的。

2.根据权利要求1所述的光探测器，其中所述光探测器具有在至少120天的时段中相对标准偏差小于5％的外量子效率，其中所述光探测器在所述时段期间暴露于空气。

3.根据权利要求1所述的光探测器，其中所述空穴传输层是空穴传输电子阻挡层。

4.根据权利要求1所述的光探测器，其中所述电子传输层是电子传输空穴阻挡层。

5.根据权利要求1所述的光探测器，其中所述第一金属氧化物是NiO。

6.根据权利要求1所述的光探测器，其中所述第二金属氧化物是ZnO或TiO₂。

7.根据权利要求1所述的光探测器，其中所述第二金属氧化物是ZnO。

8.根据权利要求1所述的光探测器，其中所述半导体无机纳米颗粒包括铅的硫属元素化物、铅的硫属元素化物的合金、汞的硫属元素化物、汞的硫属元素化物的合金、基于铟和/或镓的III-V族半导体、硅、或其任意组合。

9.根据权利要求1所述的光探测器，其中所述半导体无机纳米颗粒包含PbS或PbSe。

10.根据权利要求1所述的光探测器，其中所述半导体无机纳米颗粒能够响应于电磁光谱的可见和红外区域中的电磁辐射。

11.根据权利要求1所述的光探测器，还包括空穴提取层。

12.根据权利要求11所述的光探测器，其中所述空穴提取层包含氧化钼(MoO₃)、氧化钨(WO₃)和/或氧化钒(V₂O₅)。

13.根据权利要求1所述的光探测器，还包括在所述光探测器的光入射面上的滤光器。

14.根据权利要求13所述的光探测器，其中所述滤光器去除所述电磁光谱的紫外区域中的电磁辐射的至少一部分。

15.一种制备根据权利要求1所述的光探测器的方法，包括：

提供包括电极的基底；

在所述电极上沉积第一金属氧化物前体的第一溶液或多个金属氧化物颗粒的第一悬浮体；

从所述第一溶液或第一悬浮体中去除溶剂，以形成包含所述第一金属氧化物的第一层；

在所述第一层上沉积半导体无机纳米颗粒的胶体悬浮体；

从半导体无机量子点的胶体悬浮体中去除所述溶剂，以形成包含具有第一直径的半导体无机量子点的光活性层；

在所述光活性层上沉积第二金属氧化物前体的第二溶液或多个金属氧化物颗粒的第二悬浮体；以及

从所述第二溶液或第二悬浮体中去除所述溶剂，以形成包含具有与所述第一直径类似尺寸的第二直径的所述第二金属氧化物的纳米颗粒的第二层。

16.根据权利要求15所述的方法，其中所述电极是阳极，包含第一金属氧化物的所述第一层是空穴传输电子阻挡层，包含第二金属氧化物的所述第二层是电子传输空穴阻挡层。