[发明专利]一种石墨烯/硫化铅/钙钛矿光电探测器及其制备方法

权利要求书

1.一种石墨烯/硫化铅/钙钛矿光电探测器，其特征在于，包括衬底，从所述衬底往上依次铺设有石墨烯薄膜、金属电极、硫化铅层、三维钙钛矿层、二维钙钛矿层；其中，所述石墨烯薄膜上两端各铺设有一个所述金属电极，且所述石墨烯薄膜中间与所述硫化铅层接触。

2.根据权利要求1所述的光电探测器，其特征在于，所述金属电极与所述衬底间铺设1-3层石墨烯薄膜。

3.根据权利要求1所述的光电探测器，其特征在于，所述金属电极包括金、银、铬/金、铬/银；其中，含铬的复合金属电极，铬位于石墨烯薄膜之上，金或银薄膜位于铬之上。

4.根据权利要求1所述的光电探测器，其特征在于，所述硫化铅层由粒径50-500nm的纳米晶粒或大小1-10nm的量子点构成。

5.根据权利要求1所述的光电探测器，其特征在于，所述三维钙钛矿层厚度为100-300nm，包括PbI₂/MAI、PbCl₂/MAI、PbI₂/FAI、PbI₂/PbCl₂/MAI、PbI₂/MACl/MAI体系。

6.根据权利要求1所述的光电探测器，其特征在于，所述二维钙钛矿层由多元环碘化胺和所述三维钙钛矿层中过量的PbI₂反应生成，所述多元环碘化胺由多元环胺与氢碘酸通过酸碱成盐、旋蒸及重结晶得到；其中，所述多元环胺包括：环丁胺、环戊胺、环己胺、环庚胺、环辛胺。

7.一种石墨烯/硫化铅/钙钛矿光电探测器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)制备石墨烯薄膜并将其转移至清洗干净的衬底上；

(2)在所述石墨烯薄膜表面沉积金属并图形化，形成金属电极；

(3)石墨烯薄膜的图形化；

(4)在图案化的石墨烯薄膜和所述金属电极表面依次制备硫化铅层、三维钙钛矿层和二维钙钛矿层。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中通过磁控溅射得到连续金属薄膜，基于双层胶剥离工艺进行结构化得到所述金属电极，具体步骤如下：

首先在所述石墨烯薄膜旋涂双层光刻胶，曝光显影留下胶结构，然后溅射沉积金属薄膜，利用丙酮去除光刻胶，光刻胶表面的金属一并剥离掉，最终形成金属电极。

9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中采用双层胶工艺进行光刻，随后通过等离子体刻蚀石墨烯薄膜，最后去胶完成石墨烯薄膜的图形化。

10.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中使用溶液法制备所述硫化铅层、三维钙钛矿层和二维钙钛矿层；其中，所述溶液法包括旋涂法、化学水浴法、狭缝涂布法、喷墨打印法。