[发明专利]一种基于有机无机杂化双钝化层的钙钛矿光电探测器及其制备方法

摘要

一种基于有机无机杂化双钝化层的钙钛矿光电探测器及其制备方法，属于光电探测技术领域。所述器件由下至上，依次由ITO阳极、PTAA空穴传输层、CH3NH3PbI3钙钛矿有源层、非富勒烯IEICO有机材料层、C60层、BCP阴极缓冲层、Cu阴极组成。CH3NH3PbI3钙钛矿有源层，主要吸收紫外至可见波段部分的光；IEICO有机材料层和C60层形成异质结，利用其对近红外波段的响应钙钛矿互补，进而形成宽带响应的探测器；并且作为双钝化层对CH3NH3PbI3钙钛矿层的缺陷起到了钝化作用，有效的减少钙钛矿层的陷阱密度，从而减少了器件噪声电流，提高了探测性能，展现出了良好的敏感特性。

主权项

1.一种基于双钝化层的钙钛矿光电探测器件的制备方法，其步骤如下：1)将ITO导电玻璃依次用丙酮、乙醇、去离子水分别超声清洗15～30分钟，烘干后作为阳极待用；2)室温下，将PTAA溶于甲苯中，浓度为1.5～3.0mg/mL，磁力搅拌5～8小时，得到PTAA溶液；将摩尔比为1：1的PbI2和CH3NH3I分别溶于等体积的体积比为9：1的DMF和DMSO混合溶剂中，于70～90℃下磁力搅拌10～12小时使充分溶解，混合得到CH3NH3PbI3溶液；将有机材料IEICO溶于邻二氯苯中，浓度为15～30mg/mL，40～70℃条件下磁力搅拌5～8小时，得到IEICO溶液；PTAA为聚[双(4‑苯基)(2,4,6‑三甲基苯基)胺]，DMF为N,N‑二甲基甲酰胺，DMSO为二甲基亚砜；3)将步骤1)清洗干净的ITO导电玻璃紫外臭氧处理10～20分钟，将步骤2)制备的PTAA溶液以3000～6000rpm转速旋涂到ITO导电玻璃上，80～95℃条件下退火20～40分钟，得到PTAA空穴传输层，厚度为5～20nm；将CH3NH3PbI3溶液以3000～6000rpm转速旋涂到PTAA空穴传输层上，并在90～120℃下退火1～3小时，得到CH3NH3PbI3钙钛矿有源，厚度为300～400nm；将IEICO溶液以1000～2000rpm转速旋涂至CH3NH3PbI3钙钛矿有源层上，10～20秒后再往其上滴加适量甲苯，然后70～90℃下退火20～40分钟，得到非富勒烯IEICO有机材料层，厚度为30～50nm；本发明为得到成膜平整、均匀的钙钛矿薄膜活化层，实验中采用反溶剂法，具体是在旋涂CH3NH3PbI3溶液后10～20秒后滴加适量甲苯，再进行退火等操作；4)在步骤3)得到的非富勒烯IEICO有机材料层上，真空(真空度1×10‑4Pa～9×10‑4Pa)蒸镀20～40nm厚的C60层，真空蒸镀的温度为450～650℃；之后在C60层上真空蒸镀6～15nm厚的BCP作为阴极缓冲层，真空蒸镀温度为100～120℃；5)在BCP阴极缓冲层上真空(真空度1×10‑4Pa～9×10‑4Pa)蒸镀80～120nm厚的Cu层作为阴极，从而制备基于有机无机杂化钙钛矿的双钝化层的光电探测器。