[发明专利]一种基于FTO/TiO2

权利要求书

1.一种基于FTO/TiO₂：PEO/MAPbCl₃异质结的紫外探测器，其特征在于：从下到上由FTO衬底(1)、在FTO上生长的TiO₂一维纳米棒阵列薄膜(2)、在TiO₂纳米棒阵列薄膜上旋涂的PEO界面修饰层(3)、在PEO界面修饰层上旋涂的多晶钙钛矿MAPbCl₃薄膜(4)、在多晶钙钛矿MAPbCl₃薄膜上制备的Ag电极(5)组成，TiO₂一维纳米棒阵列薄膜(2)、PEO界面修饰层(3)和多晶钙钛矿MAPbCl₃薄膜(4)构成TiO₂：PEO/MAPbCl₃异质结光敏感层，待测的紫外光从FTO衬底(1)一侧入射。

2.如权利要求1所述的一种基于FTO/TiO₂：PEO/MAPbCl₃异质结的紫外探测器，其特征在于：FTO衬底(1)的厚度为2～3mm，TiO₂一维纳米棒阵列薄膜(2)的厚度为2～3μm，PEO界面修饰层(3)的厚度为20～30nm，多晶钙钛矿MAPbCl₃薄膜(4)的厚度为300～500nm，Ag电极的厚度为1～3mm。

3.权利要求1或2所述的一种基于FTO/TiO₂：PEO/MAPbCl₃异质结的紫外探测器的制备，其步骤如下：

(1)衬底的处理

将FTO衬底依次浸入丙酮、乙醇、去离子水中超声处理10～20分钟，然后用氮气吹干，再将衬底置于紫外臭氧环境中处理10～20分钟，从而得到清洁的衬底；

(2)制备TiO₂一维纳米棒阵列薄膜

室温下，向反应釜中加入8～15mL甲苯，量取0.5～1.5mL钛酸四丁酯逐滴滴入，同时振荡反应釜使钛酸四丁酯分散在甲苯中；量取0.1～0.3mL四氯化钛缓慢加入上述溶液的液面之下以防止四氯化钛挥发，并使其均匀分散；再量取0.5～1.5mL、质量分数36～38％的盐酸，逐滴滴入上述溶液中；将步骤(1)清洁后的衬底的FTO面朝下倾斜放入反应釜之中，浸入溶液液面之下，并使其固定，密封反应釜，在150～200℃下水热反应4～8小时，自然降至室温后取出衬底，在室温下空气中自然风干，从而在FTO表面得到2～3μm厚的TiO₂一维纳米棒阵列薄膜；

(3)PEO对TiO₂一维纳米棒阵列薄膜的界面修饰

将步骤(2)得到的器件于紫外臭氧中照射10～30分钟，对TiO₂一维纳米棒阵列薄膜表面进行羟基化处理；量取0.02～0.12g的PEO溶于10～50mL去离子水中，超声至完全溶解；在羟基化处理后的TiO₂一维纳米棒阵列薄膜表面旋涂PEO溶液；然后于80～100℃条件下烘干5～10分钟，再将FTO衬底冷却至室温，从而在TiO₂一维纳米棒阵列薄膜表面得到20～30nm厚的PEO界面修饰层；

(4)MAPbCl₃前驱体溶液的制备

室温下，分别量取0.5～2mL DMSO(二甲基亚砜)和0.5～2mL DMF(N,N-二甲基甲酰胺)混合，称取0.1～0.2g的MACl(甲胺氯)加入其中并搅拌10～30分钟；然后再称取0.4～0.6gPbCl₂(氯化铅)加入其中并搅拌20～40分钟，至溶液彻底变为透明，得到MAPbCl₃前驱体溶液；

(5)TiO₂：PEO/MAPbCl₃异质结的制备

在PEO界面修饰层的表面旋涂MAPbCl₃前驱体溶液并形成300～500nm厚的多晶钙钛矿MAPbCl₃薄膜；之后降低转速，并立即将一滴甲苯(40～50μL)作为抗溶剂旋涂在多晶钙钛矿MAPbCl₃薄膜上，烘干后将衬底冷却至室温，从而在FTO衬底表面得到TiO₂：PEO/MAPbCl₃异质结；

(6)制备Ag电极

分别在FTO和多晶钙钛矿MAPbCl₃层上滴Ag导电胶作为电极，干燥后得到基于FTO/TiO₂：PEO/MAPbCl₃异质结的紫外探测器。