[发明专利]一种自组装核壳SnO2紫外探测器的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及光电元器件技术领域，特别涉及一种组装核壳SnO₂紫外探测器的制备方法。

背景技术

现有技术中，比较常见紫外探测器，是光电倍增管和硅基紫外光电管。光电倍增管需要在高电压下工作，而且体积笨重、易损坏，对于实际应用有一定的局限性。硅基紫外光电管需要附加滤光片，无疑会增加制造的复杂性并降低性能。最近十年，光电化学电池走进了人们的视野，并避免使用复杂的材料外延生长技术和昂贵的单晶基板从而成功地满足了成本更低的光电子应用的需求。这种新型的紫外光探测器的工作模式就是光生伏特型，即它吸收太阳辐射的光子，产生电子空穴对，以一个光电子激发的过程将太阳能转化为电能，且不需要偏压进行驱动，此过程同时避免了电池的大范围使用，缓解了环境污染。一种直接提高光电化学电池型紫外探测器光响应度和选择性的方法就是利用宽禁带半导体材料，例如SnO₂等。SnO₂作为一种非常有潜力的替代材料应运而生，这是因为其具有独特的物理稳定性、化学惰性和突出的光电性能。

发明内容

本发明的目的是提供一种制备工艺简单，易实现，并且光电响应快，灵敏性高的自组装核壳SnO2紫外探测器的制备方法。

本发明的目的是这样实现的，一种自组装核壳SnO₂紫外探测器的制备方法，包括如下步骤：1）将摩尔比为1：1.85：0.3的尿素粉末，NaOH粉末和Na₂SnO₃4H₂O粉末溶于乙醇水溶液中，搅拌1-1.5小时至完全溶解，制成混合溶液； 2）将清洗并烘干的石英玻璃片置于反应釜中作为衬底，加入步骤1）中的混合溶液，使石英玻璃片完全浸没于混合溶液中，然后使反应釜在155℃—165℃下水热反应3—3.5小时，使石英玻璃表面生长一层SnO₂微球衬底，再取出反应釜，自然冷却至常温；本步骤中，反应釜中主要发生如下水热反应：CO（NH₂）₂+H₂O==2NH₃+CO₂ NH₃+H₂O==NH₄⁺+OH^-

Na₂SnO₃+CO₂==Na₂CO₃+SnO₂。生成的核壳结构的SnO₂微球自生长连通并生长在石英玻璃表面，这种核壳自通连结构的SnO₂微球颗粒，具有很好的电子传输能力，光电响应快，灵敏性高；

3）将生长SnO₂微球衬底石英玻璃片从反应釜取出，在无水乙醇中清洗，并在60℃的烘箱中烘干30min；

4）将烘干后的生长SnO₂微球衬底石英玻璃片表面中间保留180-220μm透光缝隙，除透光缝隙外的石英玻璃片表面涂一层银浆制成银电极，制得自组装核壳SnO₂紫外探测器。

为进一步精确控制混合溶液的浓度，所述步骤1）中乙醇水溶液为体积比为4：1的无水乙醇和去离子水的混合液，所述Na₂SnO₃4H₂O 的浓度为0.04mol/L。

为便于控制SnO₂的沉积厚度，所述步骤2）中石英玻璃片沉积的SnO₂微球衬底的厚度为15—20μm。

所述步骤4）中银浆的涂层厚度为5—10μm。

附图说明

图1为本发明的方法制备的石英玻璃片上生长SnO₂微球衬底的X-射线衍射图。

图2为本发明的方法制备的石英玻璃片上生长SnO₂微球衬底的侧面扫描电镜照片图。

图3为本发明的方法制备的石英玻璃片上生长SnO₂微球衬底的透射电镜图。

图4为本发明的方法制备的SnO₂紫外探测器的光响应光流。

图5为本发明的方法制备的SnO₂紫外探测器的的明暗电流。

具体实施方式