[发明专利]一种多光谱探测器及其制备方法

说明书

本发明公开了一种多光谱探测器及其制备方法，属于多光谱探测器技术领域。方法包括：S1，在基底上制备电极和沟道；S2，向单喷嘴多通道喷头其中一个通道中加入抗溶剂，其他通道中加入不同的钙钛矿溶液；S3，按照所需卤族元素比例调整每个通道的出墨比例，并将各通道流出的墨液在泰勒锥处预混合后沉积在指定沟道内；S4，重复步骤S3，直至所有沟道均被墨液沉积，从而得到具有不同光谱吸收特性的多光谱探测器。如此，本发明所得到的多光谱探测器的分辨率可达到亚微米级别，制备成单晶后具有更优异的性能，并且可精确定位，调控光谱范围，成本低，可实现小型化、柔性化和集成化。

技术领域

本发明属于多光谱探测器技术领域，更具体地，涉及一种多光谱探测器及其制备方法。

背景技术

多光谱探测器是一种通过光电效应来检测和测量光的性质的装置，通常表现为光生电流。如今，多光谱探测器上的光电转换在图像传感、光通信、环境监测和化学/生物检测等广泛应用中引起了学术界和工业领域的越来越多的关注。

对于大光谱范围识别需求的多光谱探测，一般需要配置多种光谱吸收的功能材料。目前的光电成像器件制造主要依赖于旋涂、气相生长、刮刀涂覆等多晶薄膜加工技术。这些工艺流程复杂，且需要配置多种功能材料，操作繁琐，不适合制造具有精确定位、尺寸和形状要求的阵列。并且多晶薄膜的制备严重依赖淬火工艺来实现高成核密度，会牺牲晶粒尺寸、晶体结构、结晶度和陷阱密度。

发明内容

针对现有技术的缺陷和改进需求，本发明提供了一种多光谱探测器及其制备方法，通过采用单喷嘴多通道喷头，使溶液能在泰勒锥实现预混合，仅需一次喷射即可得到所需要的溶液，以克服现有制备方法需要配置多种光谱吸收的功能材料导致操作繁琐的问题；进一步地，在通道中加入抗溶剂从而生成具有不同光谱吸收特性的单晶，以克服制备多晶薄膜会牺牲晶粒尺寸、晶体结构、结晶度和陷阱密度的问题。

为实现上述目的，第一方面，本发明提供了一种多光谱探测器的制备方法，包括以下步骤：

S1，在基底上制备电极和沟道；

S2，向单喷嘴多通道喷头其中一个通道中加入抗溶剂，其他通道中加入不同的钙钛矿溶液；

S3，按照所需卤族元素比例调整每个通道的出墨比例，并将各通道流出的墨液在泰勒锥处预混合后沉积在指定沟道内；

S4，重复步骤S3，直至所有沟道均被墨液沉积，从而得到具有不同光谱吸收特性的多光谱探测器。

进一步地，所述S2中，所述单喷嘴多通道喷头通过以下方式制备：

将多通道毛细管用微电极拉制仪将一端拉制成单喷嘴多通道喷头；并将多根铜丝分别插入多通道毛细管的另一端，用于给各通道加入的溶液供电。

进一步地，所述单喷嘴多通道喷头的喷印方式为混合电流体动力学喷印，材料为绝缘材料。

进一步地，所述S3中，按照所需卤族元素比例调整每个通道的出墨比例，包括：

若单喷嘴多通道喷头的每个通道都连接有可控电压源，则通过调控电压波形来调整每个通道的出墨比例，使混合后的墨滴满足所需卤族元素比例；

若单喷嘴多通道喷头的每个通道都连接有精密流量泵，则通过调控气压来调整每个通道的出墨比例，使混合后的墨滴满足所需卤族元素比例。

进一步地，所述S3中，各通道流出的墨液在泰勒锥处预混合后沉积在指定沟道内，经过一段时间形成单晶；

其中，预混合前各通道流出的墨液的比例将影响光谱的探测范围，预混合后墨滴大小将影响所述单晶的大小。

进一步地，所述单晶的半径为10nm-500μm，探测的光谱范围为300nm-800nm。