[发明专利]一种近红外探测器及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及探测器技术领域，尤其是一种近红外探测器。

背景技术

现有的红外探测器主要是制冷型，其主要使用无机半导体材料，虽然其探测率极高，但其探测机制决定了要用杜瓦瓶等制冷装置提供液氮温度，以抑制在室温下因探测器材料产生激发而引起的过大暗电流和噪声。这导致了制冷型红外探测器成本高、体积大的问题，无法深入民用领域。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明提供一种近红外探测器，从下至上依次包括：基底、底电极层、红外感光层、顶电极层；

所述底电极层与所述红外感光层之间还设有电子阻挡层；

所述红外感光层包括上下设置的第一杂化层和第二杂化层；所述第一杂化层包括红外感光量子点和n型半导体材料、所述第二杂化层包括红外感光量子点和P型半导体材料。

进一步地，所述n型半导体材料与所述P型半导体材料分别与红外感光量子点的质量比为1:9～2:5。

进一步地，所述电子阻挡层为聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸,聚3-己基噻吩，聚(3,4-亚乙二氧基噻吩)、聚(2—甲氧基,5(2'—乙基己氧基)—1,4—苯撑乙烯撑)中的任一种。

进一步地，所述红外感光量子点为硫化铅、硫化硒、硫化镉中的任一种。

进一步地，所述n型聚合物半导体为聚(5-(2-乙基己氧基)-2-甲氧基-氰基对苯二亚甲基)、[6,6]-苯基C₆₁丁酸甲酯，1',1”,4',4”-四氢二[1,4]甲桥萘并[1,2:2',3'；56,60:2”,3”][5,6]富勒烯-C60-IH中一种。

进一步地，所述P型聚合物半导体为聚(2—甲氧基,5(2'—乙基己氧基)—1,4—苯撑乙烯撑)、聚[2-甲氧基,5-(3′,7′二甲基-辛氧基)]-对苯撑乙撑、聚3-己基噻吩中一种。

进一步地，所述第一杂化层和/或第二杂化层的厚度范围在50～500nm。

进一步地，所述红外感光量子点的直径范围在1nm～100nm。

本发明还提供这种近红外探测器的制备方法，包括如下步骤：

在覆盖有底电极层的基底上形成电子阻挡层材料；

在所述电子阻挡层上制备红外感光层：先在所述电子阻挡层上涂布红外感光量子点和p型半导体材料形成第一杂化层；然后在所述第一杂化层上涂布红外感光量子点和n型半导体材料形成第二杂化层；

最后在所述第二杂化层上形成顶电极层。

进一步地，所述电子阻挡层、第一杂化层和第二杂化层的制备步骤中均需要在150～200℃的烘干工序。

有益效果：

与现有技术相比，本申请提供的近红外探测器通过在红外感光层的第一杂化层和第二杂化层中分别设置n型、p型半导体材料，使得探测器工作时该红外感光层中形成的pn结处于反向状态，以抑制暗电流的产生，同时通过采用红外感光量子点材料，使得近红外探测器在室温下也可正常工作，其吸收面积大、量子效率高，且是基于柔性基底的，克服了传统光电导型红外探测器体积大、成本高、低温工作的难题。

附图说明

图1为本发明实施例1近红外探测器的结构示意图。

具体实施方式

下面，将结合附图对本发明各实施例作详细介绍。

实施例1

步骤Ⅰ：将覆有氧化铟锡(ITO)作为底电极层5的基底6先后用水和乙醇清洗，然后再用氧等离子处理。其中，本实施例中的基底为柔性基底，材质为聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。

然后在底电极层5表面利用旋涂甩膜的方法制备电子阻挡层4，材质为聚乙撑二氧噻吩-聚(苯乙烯磺酸盐)(PEDOT:PSS)薄膜4，设定的转速为低速800 转/分，高速3000转/分，旋转时间30秒，并在150℃保持20分钟烘干，形成的PEDOT:PSS薄膜厚度约为100nm。

步骤Ⅱ：配置量子点PbS和p型聚合物半导体聚(2—甲氧基,5(2'—乙基己氧基)—1,4—苯撑乙烯撑)(MEH-PPV)的氯苯混合溶液。其量子点PbS和P3HT的重量比例为9:1。量子点PbS的直径范围50nm～100nm。把它们共同溶于氯苯溶液，并用刮刀涂布的方法在PEDOT:PSS薄膜4表面形成厚度100nm～150nm厚度的杂化层3。然后真空150℃烘干半小时。