[发明专利]一种透明柔性的宽光谱光电转换结构及制作方法

摘要

本发明公开了一种透明柔性的宽光谱光电转换结构及制作方法，该宽光谱光电转换结构包括基底、下电极、光敏层、上电极以及保护层；下电极覆盖在基底的上表面，光敏层覆盖在下电极的上表面，上电极覆盖在光敏层的上表面，保护层覆盖在上电极的上表面，构成多层复合结构；采用透明柔性材料制作基底和保护层，以导电纳米线网格制作下电极和上电极，以宽光谱光电转换材料制作光敏层；下电极、上电极和光敏层的薄膜构成宽光谱光电转换结构，该宽光谱光电转换结构具有良好的透光性和柔韧性，可在一定范围内承受弯折、扭转等变形，并具有优良的耐冲击性能，与柔性电路集成后，可以在曲面上安装，在冲击载荷条件下使用。可满足吸收转换一部分光能，又能透过一部分光能的应用需求。

主权项

1.一种透明柔性的宽光谱光电转换结构，其特征在于：包括基底(1)、下电极(2)、光敏层(3)、上电极(4)以及保护层(5)；所述基底(1)由透明柔性材料构成，其上表面具有三维微结构；保护层(5)由透明柔性材料构成，其下表面具有三维微结构；下电极(2)和上电极(4)均为具有柔性的透明导电薄膜；光敏层(3)为具有柔性和透明度的宽光谱光电转换材料薄膜；所述下电极(2)覆盖在基底(1)上表面三维微结构的表面，光敏层(3)覆盖在下电极(2)的上表面，上电极(4)覆盖在光敏层(3)的上表面，保护层(5)覆盖在上电极的上表面，构成纵向多层宽光谱光电转换结构；该结构具有柔性，能够在一定范围内承受弯折、扭转变形，适应曲面应用需求，同时能够在冲击载荷条件下应用；该结构的基底(1)、下电极(2)、光敏层(3)、上电极(4)以及保护层(5)均具有透明度，能够实现部分光波吸收并转换为电信号，部分光波透过结构；可见光到近红外波段的光波穿过透明的保护层(5)，然后透过透明的上电极(4)，到达光敏层(3)，光敏层(3)在光波的激发下产生光生载流子，光波继续穿过下电极(2)后到达透明的基底(1)与下电极(2)贴合的表面，部分光波透过基底(1)到达结构外空间，部分光波被基底(1)反射并穿过下电极(2)后再次到达光敏层(3)，再次激发光敏层(3)产生光生载流子，由光敏层(3)产生的光生载流子包括电子和空穴两类，若上电极(4)接外电路正极、下电极(2)接外电路负极，其中的电子在上电极(4)和下电极(2)产生的电场作用下向上电极(4)运动，空穴在上电极(4)和下电极(2)产生的电场作用下向下电极(2)运动，到达上下电极的光生载流子被分别被电极收集并向外电路流出，从而形成光电流，光电流的大小代表了光信号的强弱，实现对可见光到近红外波段的光波的探测。