[发明专利]基于界面优化的类纸基柔性紫外光探测器及其制备方法

说明书

本发明公开了一种基于界面优化的类纸基柔性紫外光探测器及其制备方法，以多孔滤膜作为柔性基底，在柔性基底上依次制备银纳米线薄膜层、氧化锌纳米线薄膜层、CsPbBr₃纳米片薄膜层分别作为底电极层、光传感层、界面优化层，在CsPbBr₃纳米片薄膜层顶部贴附单层石墨烯作为透明电极，构筑具有银纳米线/氧化锌纳米线/CsPbBr₃纳米片/石墨烯结构的柔性紫外光探测器。本发明使用的溶液法器件构筑工艺，工艺步骤简单，成本低，兼具大面积工业化量产的潜力，制备的类纸基柔性紫外光探测器具有较高的紫外光响应，及稳定的光响应性能。

技术领域

本发明涉及紫外探测技术领域，特别是涉及一种基于界面优化的类纸基柔性紫外光探测器及其制备方法。

背景技术

近年来，柔性光探测设备因具备优异的可穿戴特性在通信、健康和安全等领域得到广泛应用，而紫外光探测设备由于其抗干扰能力强、探测灵敏度高已成功运用于光通信、军事探测、生物传感、臭氧检测等多个领域。柔性可穿戴紫外光探测器目前研究多聚焦于纤维状及织物状光探测器，虽然纤维状器件可实现360°光探测，但是在柔性基底上直接生长的无机光传感材料层机械强度不高，弯曲状态下器件整体与柔性金属丝衬底界面动态接触弱，难以实现柔性可穿戴的应用，其衍生的织物状探测器也存在类似的问题。

中国专利(CN201810318624.6)公开了一种基于石墨烯氧化锌复合纳米结构的紫外/红外光电探测器的制备方法，在柔性塑料PET衬底上，打印氧化石墨烯并还原形成还原氧化石墨烯(RGO)膜，再利用热溶液法制备氧化锌纳米线阵列形成氧化锌种子层，完成紫外传感器件制备。中国专利(CN201810454313.2)公开了一种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，碘化后得到Cu/CuI结构，然后溶胶凝胶法在基底上预生长氧化锌的晶种，低温水热得到氧化锌纳米材料的活性层，再覆盖电极层后完成紫外传感器件制备。

上述方法采用PET等柔性塑料替代金属丝衬底进行器件构筑，提高了器件整体柔性性能，能够实现柔性可穿戴应用，但仍然使用低温水热法在柔性衬底上直接生长活性层材料，存在薄膜层机械强度不高且工艺流程相对复杂，无法兼容工业化量产的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于界面优化的类纸基柔性紫外光探测器及其制备方法。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种基于界面优化的类纸基柔性紫外光探测器，以多孔滤膜作为柔性基底，在基底上依次设置银纳米线薄膜层、氧化锌纳米线薄膜层、CsPbBr₃纳米片薄膜层分别作为底电极层、光传感层、界面优化层，在CsPbBr₃纳米片薄膜层顶部贴附单层石墨烯作为透明电极。

一种基于界面优化的类纸基柔性紫外光探测器的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1、取银纳米线异丙醇溶液、氧化锌纳米线异丙醇溶液、CsPbBr₃纳米片甲苯溶液超声分散均匀后，备用；

步骤2、以聚偏二氟乙烯(PVDF)多孔滤膜作为柔性基底，将其用异丙醇浸润，并吸附在真空抽滤系统的锥形瓶顶部；

步骤3、打开真空抽滤系统的真空泵，分别对超声分散均匀的溶液进行抽滤，在多孔滤膜表面依次构建银纳米线薄膜、氧化锌纳米线薄膜、CsPbBr₃纳米片薄膜，随后将滤膜基底烘干；

步骤4、在CsPbBr₃纳米片薄膜层顶部贴附单层石墨烯薄膜作为透明电极，烘干，制成类纸基柔性紫外光探测器。