[发明专利]一种基于ME-BT复合空穴传输层的钙钛矿光电探测器及其制备方法

说明书

本发明公开了一种基于ME‑BT复合空穴传输层的钙钛矿光电探测器及其制备方法，涉及光电探测器件技术领域，所述光电探测器包括从下到上依次设置的衬底、导电阴极、电子传输层、钙钛矿光活性层，复合空穴传输层和金属阳极，所述复合空穴传输层包括上下两层，所述复合空穴传输层的上层材料为ME‑BT，下层材料为Spiro‑OMeTAD，本发明通过引入ME‑BT与Spiro‑OMeTAD形成复合空穴传输层，在提升器件光电流的同时，大幅降低其暗电流，解决了传统空穴传输层材料Spiro‑OMeTAD迁移率低，器件稳定性差，寿命较短的问题。

技术领域

本发明涉及光电探测器件技术领域，尤其涉及一种基于ME-BT复合空穴传输层的钙钛矿光电探测器及其制备方法。

背景技术

随着人类社会的发展，人类迈入了信息时代，互联网在将社会带入智能化、自动化和高速化的同时，也对各种设备在高效化、集成化、多功能化、节能化和小型化以及环保化等方面提出了更高的要求。由于传统电子设备难以同时满足如此多的指标要求，一大批新兴的多功能、集成化和智能化的一体化设备应运而生。其中，光电探测器(photodetector)由于可用于机器视觉、航天技术、导弹尾焰预警、空间探测传输、非视距保密光通信、海上破雾引航、高压电晕监测、野外火灾遥感、生化检测等军用和民用设备中，而成为科研界最受关注的光电器件之一。

近年来，新一代的钙钛矿光电探测器(Perovskitephotodetector)，具备材料来源范围广、易于低温柔性大面积制备、光谱响应范围可调节等优势，成为了有机光伏领域的另一个研究热点。OPD应用前景广阔，在工业自动化、航空航天、火灾预警、遥感控制、通讯通信等领域具有广泛的应用。

在光电探测器中，空穴传输层的使用能有效地阻挡电子，增加阳极对空穴的收集，提高空穴在器件中的传输效率，从而改善器件性能。应用最广的空穴传输材料为Spiro-OMeTAD，其合成复杂，载流子迁移率低，市场价格较高，且性质不稳定，需要高真空等高能耗加工过程，这严重制约了光电探测器效率的进一步提升及商业化生产的实现，是目前光电探测器领域面临的一个非常重要的问题。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种基于ME-BT复合空穴传输层的钙钛矿光电探测器及其制备方法，通过引入ME-BT与Spiro-OMeTAD形成复合空穴传输层，在提升器件光电流的同时，大幅降低其暗电流，解决了传统空穴传输层材料Spiro-OMeTAD迁移率低，器件稳定性差，寿命较短的问题。

本发明采用的技术方案如下：

为实现上述目的，本发明提供一种基于ME-BT复合空穴传输层的钙钛矿光电探测器，包括从下到上依次设置的衬底、导电阴极、电子传输层、钙钛矿光活性层，复合空穴传输层和金属阳极，所述复合空穴传输层包括上下两层，所述复合空穴传输层的上层材料为具有以下化学结构式的物质(命名为ME-BT)：

作为优选，所述复合空穴传输层的上层厚度为10～30nm。

作为优选，所述复合空穴传输层的下层材料为Spiro-OMeTAD，厚度为80～120nm。

作为优选，所述衬底采用玻璃或透明聚合物制成；所述透明聚合物为聚乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚氨基甲酸酯、聚酰亚胺、氯醋树脂和聚丙烯酸中的一种或多种；所述导电阴极采用氧化铟锡(ITO)、石墨烯(Graphene)或碳纳米管(Carbon Nanotube)中的任意一种或多种的组合；所述电子传输层材料为SnO2，厚度为20～30nm；所述钙钛矿光活性层的材料为MAPbI₃，厚度为300～700nm；所述金属阳极材料为银、铝和铜中的一种或多种，厚度为100～200nm。

本发明还提供一种基于ME-BT复合空穴传输层的钙钛矿光电探测器的制备方法，包括以下步骤：

(1)对由衬底和导电阴极ITO组成的基板进行清洗并干燥；