[发明专利]有机-无机杂化的无铅氯化物钙钛矿薄膜可见光盲紫外探测器及其制备方法

说明书

本发明属于光电探测器器件制造技术领域，具体涉及一种有机‑无机杂化的无铅氯化物钙钛矿薄膜可见光盲紫外探测器及其制备方法。所述制备方法包括以下步骤：在表面有绝缘层的衬底上制备MASnCl₃薄膜后蒸镀叉指电极，或在表面有绝缘层的衬底上蒸镀叉指电极后制备MASnCl₃薄膜。本发明提供了一种金叉指电极的共平面MSM结构的MASnCl₃薄膜可见光盲紫外探测器，其制备方法可生长得到致密的且结晶度良好的MASnCl₃薄膜，制备的紫外探测器响应度高，为制备高灵敏度的钙钛矿可见光盲紫外探测器提供新的思路。

技术领域

本发明属于光电探测器器件制造技术领域，具体涉及一种有机-无机杂化的无铅氯化物钙钛矿薄膜可见光盲紫外探测器及其制备方法。

背景技术

近年来，有机-无机杂化的卤化物钙钛矿材料(ABX₃，A＝CH₃NH₃(即MA), CH(NH₂)₂(即FA)，B＝Pb,Sn，X＝Cl,Br,I)，作为新一代光伏材料，引起了科学家们的广泛关注。这类材料具有许多优点，例如较高的光吸收系数、较高的载流子迁移率、较长的平衡电子和空穴的扩散长度，因此被广泛用作光的吸收层。此外，钙钛矿材料膜层还具有制备方法简单，设备成本低，结晶性良好，缺陷密度低等优点。这些优势使得有机铅卤化物钙钛矿材料在现代光电子半导体器件中具有广泛的应用，如太阳能电池、光电探测器和发光二极管等。到目前为止，已经报道的基于钙钛矿的光电探测器的研究，得到了许多令人兴奋的结果。根据科学信息研究所的数据，在高质量期刊上发表的与钙钛矿光电探测器相关的文章超过了200篇。已经开发出具有多种器件结构的钙钛矿光电探测器，如P-N结型和金属-半导体-金属(MSM)结构，并证明了其在光电探测性能方面的空前进步。2014年，胡鑫等首次报道了MSM结构的涂覆在柔性ITO 衬底上的MAPbI₃钙钛矿薄膜光电探测器，此探测器对从紫外光到整个可见光的宽波长范围都很敏感，在紫外光范围光谱响应度达到了3.49A/W，可见光范围的光谱响应度为0.0367A/W。现阶段报导的P-N结型的MAPbI₃钙钛矿薄膜光电探测器的探测率高达10¹⁴Jones，550nm光照条件下的响应率高达208A/W，噪声较低，平均外部量子效率高达90％，并且，相比于其它光电器件，光电探测器更容易制造。MSM结构的MAPbI₃钙钛矿薄膜光电探测器也展现了很好的光电导性能，例如光敏性达到14.5A/W，稳定性良好，光电流与暗电流的比值高达104，以及快速响应速度小于50毫秒等。