[发明专利]基于钙钛矿的新型光电探测器及其制作方法

说明书

本发明提供了一种基于钙钛矿的新型光电探测器及其制作方法。通过在基底上自下而上依次设置第一电极、空穴传输层、包含有钙钛矿的光敏活性层、电子传输层和第二电极制作出具有垂直结构的新型光电探测器。所述光敏活性层为通过在二维钙钛矿前驱体溶液中加入卤化盐和有机溶剂制作出的具有二维钙钛矿和三维钙钛矿交叉网络结构的新型钙钛矿。所述二维钙钛矿和三维钙钛矿交叉网络结构使新型钙钛矿的结晶度增加，载流子寿命延长，而且使新型钙钛矿同时具备载流子二维平面内传输特性和沿三维结构向平面间传输的特性，进而使得包含有新型钙钛矿的新型光探测器具有更大的光电流和更高的光响应度，以及表现出极好的空气稳定性和长效循环稳定性。

技术领域

本发明涉及光电探测领域，特别涉及一种基于钙钛矿的新型光电探测器及其制作方法。

背景技术

目前，钙钛矿材料在光电探测领域的应用越来越广泛，其中较常使用的钙钛矿包括二维结构或三维结构的钙钛矿，二维钙钛矿具有特殊的二维平面结构，具有很好的室温稳定性，而且二维钙钛矿具有低驱动电压和高效的激子分离特性，使其在光电探测领域具有很高的利用价值，但是载流子在二维钙钛矿内的传输更倾向于层内传输，层间传输的概率较低，使得二维钙钛矿更常应用于水平结构的光电探测器；相比二维钙钛矿，载流子在三维钙钛矿中的传输更倾向于层间传输，同时三维钙钛矿具有很高的光电转化效率，但是三维钙钛矿的空气稳定性差。因此，为了使钙钛矿能够有效的应用于垂直结构的光电探测器，同时又能够使光电探测器具有很好的空气稳定性、更高的光电流和光响应度，需要一种基于钙钛矿的新型光电探测器及其制作方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于钙钛矿的新型光电探测器及其制作方法，能够具有很好的空气稳定性，同时具有更高的光电流和光响应度。

为实现上述目的，本发明提供了一种基于钙钛矿的新型光电探测器的制作方法，包括：

提供基底，在所述基底上设置第一电极；

在所述第一电极上设置空穴传输层；

在所述空穴传输层上设置光敏活性层，所述光敏活性层的材料包括具有二维钙钛矿和三维钙钛矿交叉网络结构的新型钙钛矿；

在所述光敏活性层上设置电子传输层；以及

在所述电子传输层上设置第二电极。

可选的，在所述空穴传输层上设置光敏活性层的方法包括：

将苯基乙胺、卤甲胺和金属卤化物分散在第一有机溶剂中，常温搅拌，得到第一前驱体溶液；

将所述第一前驱体溶液与卤化盐、第二有机溶剂混合搅拌分散，得到第二前驱体溶液；

将所述第二前驱体溶液通过过滤头滴涂和旋涂在平面载体上，以得到新型钙钛矿，所述新型钙钛矿为二维钙钛矿和三维钙钛矿交叉而成的网络。

可选的，所述卤甲胺中的卤素包括Cl、Br和I中的至少一种；所述金属卤化物中的卤素包括Cl、Br和I中的至少一种；所述金属卤化物中的金属包括Pb、Sn、Ge、Cu、Ni、Mn、Sb、Zn、Fe和Bi中的至少一种。

可选的，所述第一有机溶剂包括N,N-二甲基甲酰胺、γ-丁内酯、二甲基亚砜、N,N-二甲基乙酰胺和N-甲基吡咯烷酮中的至少一种；所述第二有机溶剂包括N,N-二甲基甲酰胺、γ-丁内酯、二甲基亚砜、N,N-二甲基乙酰胺和N-甲基吡咯烷酮中的至少一种。

可选的，所述卤化盐中的卤素包括Cl、Br和I中的至少一种，所述卤化盐包括铵盐和/或甲基铵盐。