[发明专利]Cu/CuI/ZnO结构的紫外光探测器及其制备方法

说明书

本发明涉及一种Cu/CuI/ZnO结构的紫外光探测器及其制备方法，在柔性、透明的衬底上通过喷涂沉积一层铜纳米线(Cu NWs)导电网络薄膜，然后通过碘化，使单质碘与Cu NWs表面反应得到CuI的外层。接下来用溶胶‑凝胶法在Cu/CuI结构上面预生长一层氧化锌的晶种，再采用低温水热的方法在Cu/CuI结构上面生长氧化锌纳米材料的活性层，然后在上面制备电极制得紫外传感器件。该紫外传感器的透光度在60%以上，在2v的电压下具有良好的紫外传感性能，而且具有良好的机械性能，在弯折1000次后还可以保持原来的传感性能不发生衰减。本发明工艺简单，成功的制备了一种异质结结构，可以大规模制备。

技术领域

本发明涉及一种紫外光探测器及其制备方法，尤其是一种基于Cu/CuI/ZnO结构的紫外光探测器及其制备方法，属于纳米材料制备与应用传感技术领域。

背景技术

紫外线的暴露越来越受到关注，因为臭氧空洞的增加，这对于人类的身体健康有较大的危害。由于紫外线辐射引起的自由基化学物质的生成各种病理的发展，如癌证、衰老、炎症性疾病等一些疾病。因此，紫外探测器作为一种很重要的角色可以探测紫外线的强度来保护人体的健康。纳米结构的紫外探测器提供了在可见光领域提供了柔性和透明的可能。对于这一目的，一维宽禁带半导体纳米结构比较受到欢迎。在这些材料之中，氧化锌拥有直接的禁带宽度3.37ev和较大的束缚能60mev，有非常大的潜力被应用在紫外探测器中。根据不同的工作原理，有三种类型的氧化锌紫外探测器:光电紫外探测器、肖特基紫外探测器和p-n结紫外探测器。相比于前两种传感器，p-n结紫外探测器来说具有更快速的响应速度和高的稳定性。此外将其直接制备在柔性衬底上面，可以满足未来可穿戴电子设备对于耐弯折、拉伸等柔性化和透明性的需求。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有技术存在的缺陷，提出一种Cu/CuI/ZnO结构的紫外光探测器及其制备方法，能够

为了达到以上目的，本发明提供了一种基于Cu/CuI/ZnO结构的紫外光探测器，由内至外依次包括衬底、Cu/CuI/ZnO双壳层结构及电极层；所述衬底的外表面覆盖有铜纳米线制备而成的导电网络薄膜层，所述薄膜层的外表面具有碘化后形成的P型CuI壳层，所述P型CuI壳层与在其上面生长的N型ZnO壳层形成CuI/ZnO异质结结构；

所述铜纳米线的长度为5~20μm，直径为80~120 nm；

所述ZnO壳层，通过水热法在CuI壳层表面生长形成，ZnO纳米材料轴向生长于Cu/CuI线上。

进一步的，所述衬底为透明柔性材料制成，所述透明柔性材料包括但不限于PET、PDMS或PU。

进一步的，所述电极层为通过掩模版在氧化锌纳米材料层上蒸渡的金属薄膜层叉指电极。

Cu/CuI/ZnO结构的紫外光探测器的制备方法，包括如下步骤：

步骤1，衬底处理：选用透明柔性材料制作衬底，经等离子处理除去其表面杂质，增加其亲水性；

步骤2，Cu NWs层的沉积：在衬底上利用喷涂技术沉积一层Cu NWs，制成导电网格状的薄膜层，所述薄膜层的厚度为1~5μm，方阻为100~120Ω.sq^–1，透光度＞60%；

步骤3，Cu/CuI层的制备：将制备好的具有薄膜层的导电柔性基底与碘单质放置在一个密闭的容器中，在60°C下保持3~5h，制成Cu/CuI层；

步骤4，ZnO NWs层的制备：在制备完成的Cu/CuI层上固定好掩膜板，并在其表面滴涂晶种溶液，沉积一层ZnO薄膜层作为晶种层，得到叉指电极形状的薄膜，然后置于热水浴的烧杯中，使用含有Zn⁺的碱性反应溶液，将样品插入至碱性反应溶液中，并对其进行固定，制成ZnO NWs层；