[发明专利]一种采用网状空心结构的自供电CsPbBr3

说明书

本发明提出了一种采用网状空心结构的自供电CsPbBr₃光电探测器。主要由导电玻璃(ITO)层，SnO₂电子传输层，CsPbBr₃钙钛矿光电转换层，MoO₃空穴传输层，Au电极层组成，同时在光电转换层、空穴传输层、电极层里，利用聚苯乙烯微球(PS微球)，通过空间限制生长法制备出网状空心结构，形成一种采用网状空心结构的自供电CsPbBr₃光电探测器；所述PS微球大于CsPbBr₃钙钛矿光电转换层、MoO₃空穴传输层、Au电极层厚度，直径为1～1.2μm。本发明由于具有网状空心结构，使光子很容易从多方向通过网状空心结构进入光电活性材料里，大大提高了光电转换效率，提高了CsPbBr₃光电探测器技术性能。本发明的制备方法较为简单，工艺可控，能耗低，对操作人员要求较低、成本较低，且易于实现工业化量产。

技术领域

本发明属于无机金属卤化物钙钛矿结构纳米材料制备及在光电器件方面的应用，具体涉及一种采用网状空心结构的自供电CsPbBr₃光电探测器。

背景技术

自驱动光电探测器，由于其具有的自给自足、无线、独立工作等特点，是光电探测器中的一个理想研究对象。在当今能源短缺的大环境下，自驱动光电探测器不仅能够检测信号，而且还可以通过这些检测的信号给自己供电，实现零偏压驱动器件工作，其功耗极低，成为热点。目前，商业化的自驱动光电探测器主要基于硅。然而由于硅的不透光性，在测试时其入射光只能从顶部或者侧部入射，其顶部的不透明电极会极大地阻碍光的入射，极大地浪费了光的利用效率；此外，对利用透明导电玻璃做衬底制备的探测器来说，光可以透过玻璃进入器件，让探测器获得较好的器件性能。然而，对于基于宽禁带半导体的深紫外探测器，其底部导电衬底对深紫光有着较大的吸收，限制了宽禁带半导体在自驱动光电探测器领域的应用。考虑以上两点原因，我们利用聚苯乙烯微球(简称PS微球)通过空间限制生长法制备出了一种网状空心结构的自供电CsPbBr₃光电探测器，此探测器件由于其多层结构上具有网状空心结构，入射光很容易从器件的顶部通过网状空心结构进入活性材料，获得较好的器件性能。同时，网状空心结构能够极大地降低入射光的反射，提高了光的利用率，进而可以获得较好的光电响应性能。我们的此种结构，对提高硅基光电器件及深紫外光电探测器的光电性能有很大的参考价值。

发明内容

本发明的目的是提供一种采用网状空心结构的自供电CsPbBr₃光电探测器。提高了 CsPbBr₃光电探测器技术性能。

本发明是这样实现的。本发明的结构主要由导电玻璃(ITO)层，SnO₂电子传输层，CsPbBr₃钙钛矿光电转换层，MoO₃空穴传输层，Au电极层组成，同时在光电转换层、空穴传输层、电极层里，利用聚苯乙烯微球(PS微球)，通过空间限制生长法制备出网状空心结构，形成一种采用网状空心结构的自供电CsPbBr₃光电探测器；所述PS微球大于CsPbBr₃钙钛矿光电转换层、MoO₃空穴传输层、Au电极层厚度，直径为1～1.2μm。

为了实现本发明的目的，一种采用网状空心结构的自供电CsPbBr₃光电探测器的制备方法包括如下步骤：

(1)选择ITO导电玻璃为基板(简称为ITO基板)；

(2)将基板清洗、吹干、用紫外-臭氧处理；

(3)配制定量的SnO₂水溶液浓度3％w/w，CsPbBr₃前驱体溶液浓度0.5mol/L，制备一定量的PS微球浓度2.5％w/v直径1～1.2μm，分散悬浮在无水乙醇溶液中，备用；