[发明专利]一种基于新型空穴传输层的光电探测器及其制备方法

说明书

本发明属于光电探测技术领域，具体为一种基于新型空穴传输层的光电探测器及其制备方法，所述探测器包括透明导电基底层(1)、新型空穴传输层(2)、探测光敏层(3)、电子传输层(4)和反射电极层(5)，其特征在于：所述新型空穴传输层(2)为四层结构，包括第一介质层(201)、第二介质层(202)、第三纳米金属层(203)和第四介质层(204)，且所述第一介质层(201)层叠在透明导电基底层(1)之上，所述第二介质层(202)层叠在第一介质层(201)之上，所述第三纳米金属层(203)层叠在第二介质层(202)之上，所述第四介质层(204)层叠在第三纳米金属层(203)之上。

技术领域

本发明属于光电探测技术领域，具体为一种基于新型空穴传输层的光电探测器及其制备方法。

背景技术

光电探测器具有将光信号转变为电信号的功能，是支撑光信息技术领域的基本器件，在光通信、传感、安全以及生物传感等领域有着广泛的应用。目前商品化的光电探测器主要是基于Si，GaN，InGaAs等无机半导体材料。这类探测器在响应速度、灵敏度以及稳定性方面均具有很好的性能。但与此同时，基于Si，GaN，InGaAs的光电探测器制备工艺复杂、成本高。因此，开发性能良好，且低成本的光电探测器对光信息领域的发展有着重要意义。

有机光电探测器由于具有柔性、廉价和易于集成等众多优点，它在消费类电子产品、家用器具、智能建筑照明、工业、生产安全、卫生保健和生命科学、环境、玩具和教育等领域将有广泛的应用。但是目前报道的有机光电探测器在响应范围的响应度都较低，特别是其寿命与无机探测器相比有较大差距。

所以提供一种新的响应度高寿命长的光电探测器成为我们要解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高响应度的宽光谱响应光电探测器，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

作为本发明的一个方面提供了一种基于新型空穴传输层的光电探测器，包括透明导电基底层、新型空穴传输层、探测光敏层、电子传输层和反射电极层，其特征在于：所述新型空穴传输层为四层结构，包括第一介质层、第二介质层、第三纳米金属层和第四介质层，且所述第一介质层层叠在透明导电基底层之上，所述第二介质层层叠在第一介质层之上，所述第三纳米金属层层叠在第二介质层之上，所述第四介质层层叠在第三纳米金属层之上，所述的第一介质层为原子层沉积技术生长的Al2O3，Al2O3厚度为2nm，所述的第二介质层为CH3NH3PbI3，CH3NH3PbI3的厚度为10-50nm，所述的第三纳米金属层为金属铜的纳米颗粒，所述的第三纳米金属层的名义厚度为2nm，金属铜的纳米颗粒的粒径在10-20nm，所述第四介质层为PEDOT:PSS与NPB的复合材料制备而成，其中PEDOT:PSS与NPB的摩尔比为5：(1-2)，所述第四介质层的厚度为30-50nm。

作为优选的，所述透明导电基底层1包括第一玻璃基底以及沉积在第一玻璃基底之上的氧化铟锡构成，所述的第一玻璃基底的厚度0.5-7mm，所述氧化铟锡的厚度为100-300nm，所述透明导电基底层1的可见光透过率大于80％，方块电阻小于10欧姆。

作为优选的，所述的探测光敏层3为PIN型结构，包括第一P型层,第一I型层和第一N型层，所述第一P型层为空穴传输型有机材料，且空穴传输型有机材料的禁带宽度大于2eV，所述第一P型层的厚度为20-50nm，所述第一N型层为电子传输型有机材料，且电子传输型有机材料的禁带宽度大于2.4eV，所述第一N型层的厚度为20-50nm，所述的第一I型层为三元复合结构，包括摩尔比为0.5：0.5：0.5的第一P型层材料、第一N型层材料和可见光敏层材料，所述的可见光敏层材料的禁带宽度范围为1-2eV，可见光敏材料的光吸收峰值波长范围为360-760nm。

作为优选的，所述的电子传输层4采用PC61BM或PC71BM制备而成，所述的电子传输层4的厚度为10-100nm。