[发明专利]无机钙钛矿厚膜复合材料半导体器件及其制备方法

权利要求书

1.一种无机钙钛矿厚膜复合材料半导体器件，以透明玻璃作为衬底，其特征在于：无机钙钛矿厚膜复合材料半导体器件主要由透明玻璃、钙钛矿吸光层、金属电极组成，其结构为由透明玻璃/CsPbBr₃钙钛矿多晶厚膜/Au电极组成的复合结构，作为全无机钙钛矿平面型半导体探测器材料，CsPbBr₃钙钛矿多晶厚膜作为电子空穴传输功能层，CsPbBr₃钙钛矿多晶厚膜的厚度为10～200μm，Au电极的厚度为70-90nm；

所述无机钙钛矿厚膜复合材料半导体器件采用如下方法步骤制备而成：

a.衬底预处理：

将玻璃衬底先后放入丙酮、乙醇、去离子水中分别超声清洗至少15分钟，然后使用氮气吹干玻璃衬底，再用紫外臭氧环境处理至少5分钟，得到洁净的玻璃衬底，备用；

b.配制反应物体系溶液：

根据目标制备钙钛矿吸光层的CsPbBr₃材料成分的化学计量比，先后称量CsBr和PbBr₂粉末，一并放入试剂瓶中进行混合，然后分别加入DMSO和DMF的混合溶剂，将混合物溶液放在磁力搅拌器上搅拌过夜，然后静置后，取上部澄清溶液进行过滤，完成反应物体系溶液配制过程，得到反应物体系溶液；

c.制备全无机钙钛矿CsPbBr₃多晶厚膜：

将在所述步骤a中得到的洁净的玻璃衬底放到加热台上进行加热，采用热喷涂法，将喷枪垂直置于玻璃衬底上方设定高度位置，调节喷枪出气口的压力，开始喷涂，将在所述步骤b中配制的反应物体系溶液均匀喷涂在玻璃衬底上，完成一次喷涂过程；然后按照设定的相邻喷涂过程的时间间隔，重复喷涂过程步骤，得到CsPbBr₃厚膜层；然后将喷涂后的厚膜放在退火台上进行退火处理，得到厚度在10～200μm的CsPbBr₃钙钛矿多晶厚膜；

d.制备金电极：

采用蒸发蒸镀的方法在所述步骤c中CsPbBr₃钙钛矿多晶厚膜上制备金电极，在进行蒸发前，先将电极掩模版置于CsPbBr₃钙钛矿多晶厚膜之上，控制蒸发速率不低于0.1nm/s，蒸镀的金电极的厚度最终为70-90nm，从而得到具有透明玻璃/CsPbBr₃钙钛矿多晶厚膜/Au电极复合结构的无机钙钛矿厚膜复合材料半导体器件。

2.根据权利要求1所述无机钙钛矿厚膜复合材料半导体器件，其特征在于：CsPbBr₃钙钛矿多晶厚膜的厚度为100～200μm。

3.根据权利要求1所述无机钙钛矿厚膜复合材料半导体器件，其特征在于：所述钙钛矿吸光层通过单步热喷涂法制备而成。

4.根据权利要求1所述无机钙钛矿厚膜复合材料半导体器件，其特征在于：所述金属电极是由Au点电极组成。

5.根据权利要求1所述无机钙钛矿厚膜复合材料半导体器件，其特征在于：所述无机钙钛矿厚膜复合材料半导体 器件作为X-ray厚膜探测器器件。