[发明专利]一种具有ZnO纳米棒与菲纳米异质复合结构的紫外光伏探测器

权利要求书

1.一种具有ZnO纳米棒与菲纳米异质复合结构的紫外光伏探测器，由基底、正负电极层、紫外光功能层构成，基底（2）为玻璃片衬底；玻璃片衬底上沉积高功函材料ITO作为负极电极层（3）；负极电极层（3）上旋涂ZnO籽晶层（4），通过水热法外延生长ZnO 纳米棒阵列（5）在ZnO籽晶层（4）上；用匀胶机旋涂含有机物菲的乙醇溶液在ZnO 纳米棒阵列（5）上，烘干基片使乙醇挥发形成ZnO 纳米棒与菲功能层（6）；分别从滴有导电浆料（7）的ITO和ZnO 纳米棒与菲功能层（6）上用导线（8）引出电极，形成本发明紫外光伏探测器结构；其中，导电浆料（7）为银浆或导电碳浆料，导线（8）为金丝或铜丝；其特征在于该探测器通过以下的方法制备而得的，具体步骤如下：

第一步，清洗ITO玻璃片衬底：将沉积有高功函材料ITO的玻璃片衬底清洗并烘干；

第二步，配制ZnO种子前驱体溶液；每克二水合乙酸锌加乙醇15-45 ml、乙醇胺0.25-0.75 ml、乙二醇0.5-1.5 ml，搅拌直至溶质完全溶解于该混合溶液，再加入0.25-0.75ml冰乙酸，充分搅拌后，密封陈化至少12 h；

第三步，旋涂ZnO前驱体溶液，将配制好的ZnO种子前驱体溶液采用旋涂机旋涂在ITO表面上，并蒸发基底溶剂；

第四步，ZnO籽晶层晶化：ZnO籽晶层用匀胶机在ITO上旋涂ZnO种子溶液，得到均匀的ZnO籽晶层，迅速升温至400℃，保温1-3 h，冷却至室温得到ZnO籽晶层；

第五步，水热法外延生长ZnO纳米棒阵列；

第六步，除杂：将基片取出，冲洗干净，干燥保存；

第七步，采用旋涂法在ZnO纳米棒阵列中掺杂菲作为器件的功能层；

第八步，分别在ITO和功能层上分别滴导电浆料，再分别用两根导线的一端引入每滴导电浆料中，另一端悬空，形成紫外探测器的正负极。

2.如权利要求1所述的一种具有ZnO纳米棒与菲纳米异质复合结构的紫外光伏探测器，其特征在于配制ZnO种子前驱体溶液是每克二水合乙酸锌中加入乙醇胺0.5 ml、乙二醇1ml，依次溶解到乙醇30 ml中，再加入冰乙酸0.5ml，充分搅拌后，密封陈化12 h。

3.如权利要求1所述的一种具有ZnO纳米棒与菲纳米异质复合结构的紫外光伏探测器，其特征在于旋涂ZnO前驱体溶液是将ITO玻璃片衬底面朝上转移到匀胶机上，用移液管吸取100 μL的 ZnO种子前驱体溶液滴在ITO表面上，待溶液完全铺满ITO表面后，预旋涂以1000 rpm速度旋转3s，旋涂以4000 rpm速度旋转30 s，旋涂完成后用吹风机热风对着基底背面吹3-5 min，使得溶剂蒸发。

4.如权利要求1所述的一种具有ZnO纳米棒与菲纳米异质复合结构的紫外光伏探测器，其特征在于ZnO籽晶层晶化是将基底转移到石英管中，再将石英管置于快速退火炉中，炉子以20℃/min的速度升至400℃，保温2 h，之后拿出石英管，室温下自然冷却30 min，得到200 nm厚晶化的ZnO籽晶层。

5.如权利要求1所述的一种具有ZnO纳米棒与菲纳米异质复合结构的紫外光伏探测器，其特征在于水热法生长ZnO纳米棒阵列是将ZnO纳米棒反应液倒入在密闭容器中，预热到50℃，然后再将覆盖有ZnO籽晶层的基片垂直于容器底部放置，再升温至90℃，保温6h，停止加热，将反应体系置于室温条件下自然冷却2 h，得到水热法生长出的直径为50-200 nm、长度为2-3μm的ZnO纳米棒阵列；

其中，反应液的配制：0.004 mol二水合乙酸锌（Zn（CH₃COO）₂·2H₂O）和0.004 mol六次甲基四胺（HTM）溶于0.2 L去离子水中，水热反应体系中的反应液浓度为0.02 mol/L。

6.如权利要求1所述的一种具有ZnO纳米棒与菲纳米异质复合结构的紫外光伏探测器，其特征在于掺杂菲是将0.2 mol/L菲的乙醇溶液用移液器取50 μL该溶液滴于生长有ZnO纳米棒阵列上，待铺满后，以1000 rpm的速度旋转30s。