[发明专利]基于硫化钼和铜镓铟的光电传感器

说明书

本发明提供了一种新结构的光电传感器，包括透明导电氧化物栅线，在所述透明导电氧化物层和透明导电氧化物栅线上形成硫化钼层，所述硫化钼层对应透明导电氧化物层不具有栅线的位置形成周期性凹陷；在所述硫化钼层上形成铜镓铟层，所述铜镓铟层填充所述周期性凹陷且为上表面形成为一平面，最终形成了一个平整结构的光电传感器。

技术领域

本发明涉及一种传感器，具体涉及一种基于硫化钼和铜镓铟的光电传感器。

背景技术

光电传感器一般由处理通路和处理元件两部分组成。其基本原理是以光电效应为基础，把被测量的变化转换成光信号的变化，然后借助光电元件进一步将非电信号转换成电信号。光电效应是指用光照射某一物体，可以看作是一连串带有一定能量为的光子轰击在这个物体上，此时光子能量就传递给电子，并且是一个光子的全部能量一次性地被一个电子所吸收，电子得到光子传递的能量后其状态就会发生变化，从而使受光照射的物体产生相应的电效应。通常把光电效应分为三类：(1)在光线作用下能使电子逸出物体表面的现象称为外光电效应，如光电管、光电倍增管等；(2)在光线作用下能使物体的电阻率改变的现象称为内光电效应，如光敏电阻、光敏晶体管等；(3)在光线作用下，物体产生一定方向电动势的现象称为光生伏特效应，如光电池等。

光敏二极管是最常见的光传感器。光敏二极管的外型与一般二极管一样，当无光照时，它与普通二极管一样，反向电流很小，称为光敏二极管的暗电流；当有光照时，载流子被激发，产生电子-空穴，称为光电载流子。在外电场的作用下，光电载流子参与导电，形成比暗电流大得多的反向电流，该反向电流称为光电流。光电流的大小与光照强度成正比，于是在负载电阻上就能得到随光照强度变化而变化的电信号。

发明内容

为了提高光敏二极管的探测效率，通过对结构和材料选择进行同时改进，提供了一种基于硫化钼和铜镓铟的光电传感器，包含：

绝缘基板；

绝缘基板上的金属电极层；金属电极层上设置有透明导电氧化物层，所述透明导电氧化物层上设置有透明导电氧化物栅线，所述透明导电氧化物栅线间隔大于透明导电氧化物栅线的宽度；

在所述透明导电氧化物层和透明导电氧化物栅线上形成硫化钼层，所述硫化钼层对应透明导电氧化物层不具有栅线的位置形成周期性凹陷；

在所述硫化钼层上形成铜镓铟层，所述铜镓铟层填充所述周期性凹陷且为上表面形成为一平面；

在所述铜镓铟层上形成ITO层。

硫化钼在薄膜晶体管和光电探测器等光电子器件方面引起了广泛的研究兴趣。苏州大学功能纳米与软物质学院孙宝全教授团队与新加坡南洋理工大学张华教授团队合作，利用层状硫化钼材料的优异光电性能，创新性的将其应用在有机光伏电池中，获得了光电装换效率为8.1％的高性能光伏器件。在本申请中我们发现硫化钼配合铜镓铟层也能够获得较好的探测效率。

进一步地，透明导电氧化物栅线的宽度为200-3000μm。

进一步地，所述硫化钼层的厚度小于所述透明导电氧化物栅线的厚度。

进一步地，所述铜铟镓层的厚度为所述硫化钼层厚度的2-3倍。

进一步地，所述硫化钼层中还掺杂有硫化钨。

进一步地，所述硫化钼层中的掺杂硫化钨为渐变式掺杂，从底部至上钨元素的掺杂浓度从0％-20％变化。

进一步地，所述透明导电氧化物层中掺杂有纳元素。

进一步地，所述金属电极层的材料选自下列材料：银、铜、钯、锌、铂或者金。