[发明专利]一种基于PN异质结的日盲紫外光电探测器及其制备方法

说明书

本发明公开了一种基于PN异质结的日盲紫外光电探测器及其制备方法，探测器包括基底、P型传输层和阴极，所述基底与所述P型传输层之间设有阳极，所述P型传输层与所述阴极之间设有铜基卤化物；制备方法包括：对基底进行清洗和干燥；对干燥后的基底进行紫外臭氧处理；利用热蒸镀法制备阳极；在阳极上旋涂P型传输层；在P型传输层上旋涂铜基卤化物前驱体溶液和反溶剂，进行退火，制得铜基卤化物薄膜；利用热蒸镀法制备阴极，制得基于PN异质结的日盲紫外光电探测器。本发明制备的探测器能够降低器件的暗电流，提高响应速度和响应度，且具有环保的优点。

技术领域

本发明属于光电探测器技术领域，涉及一种基于PN异质结的日盲紫外光电探测器及其制备方法。

背景技术

由于地球表面臭氧层的存在，太阳辐射中低于280 nm的紫外线很难到达地球表面，因此人们一般将200～280 nm波段的紫外线区域称为日盲紫外区。由于大气层内几乎不存在紫外线，日盲区的紫外辐射的背景噪音十分微弱，而辐射源的信号可以很精确地探测到。高性能日盲紫外光电探测器在军事和民用领域有着广泛的应用场景，如导弹跟踪系统中的火焰传感器、臭氧监测、短波通信、光学成像以及环境和生物分析等，因此日盲紫外光电探测器在过去几十年中成为光电领域的研究热点之一。

迄今为止，许多宽带隙半导体材料已被广泛用于制备日盲紫外光电探测器，包括Al_xGa_1-xN、MgZnO和Zn₂GeO₄，但在制备过程中可能会出现成分波动和相分离，这严重限制了它们在高灵敏度和分辨率探测器件中的应用。近年来，金属卤化物钙钛矿由于其优异的物理和化学性质，包括可调带隙、强光吸收、长载流子寿命和长载流子扩散长度而在光电探测领域受到广泛关注。然而，钙钛矿材料中所含铅的毒性和传统卤化铅钙钛矿的不稳定性影响了其未来的应用前景。在这种情况下，许多无铅钙钛矿体系被相继探索，其中，吸收截止边位于日盲紫外区域的铜基卤化物Cs_xCu_yI_z具有优异的吸收深紫外光的能力和接近微秒级的载流子寿命，表明其本身适合作为制备高性能深紫外探测器的原材料。目前基于铜基卤化物的光电探测器大多为平面光电导型结构，暗电流较大，同时器件中电极之间的距离较长，通常为微米级别，造成载流子传输时间较长，影响了器件的响应速度。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种基于PN异质结的日盲紫外光电探测器结构及其制备方法，该探测器能够降低暗电流，提高响应速度，且具有环保的优点。

为达到上述目的，本发明是采用下述技术方案实现的：

一种基于PN异质结的日盲紫外光电探测器，包括基底、P型传输层和阴极，所述基底与所述P型传输层之间设有阳极，所述P型传输层与所述阴极之间设有铜基卤化物。

可选的，所述阴极和所述阳极形成异面的交叉网格结构。

可选的，阳极和阴极的厚度分别为50～200 nm；P型传输层的厚度厚10～100 nm；铜基卤化物的厚度为50～400 nm。

可选的，所述铜基卤化物包括Cs₃Cu₂I₅或Cs₁Cu₂I₃。

可选的，所述P型传输层包括NiO、CuO或WO₃。

可选的，阴极和阳极的制备材料分别包括纯度为99.9999 %的金、银或铝；基底的制备材料为玻璃。

一种基于PN异质结的日盲紫外光电探测器的制备方法，包括以下步骤：

对基底进行清洗和干燥；

对干燥后的基底进行紫外臭氧处理；

利用热蒸镀法制备阳极；

在阳极上旋涂P型传输层；