[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

说明书

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。

技术领域

本发明属于光电探测技术领域，具体涉及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。本发明采用IEICO/C₆₀作为双钝化层，在拓宽传统钙钛矿探测器光探测范围以及降低噪声、提高探测灵敏度方面有所贡献。

背景技术

光电探测器是将光信号转化为电信号的装置，接收的光信号可以是紫外线、可见光以及红外线等。光电探测器在军事、工业、生活领域等都是不可或缺的重要工具，目前在医学近红外成像、监控摄像系统和自动化机器视觉等各种新兴应用领域中也同样发挥着重要的作用。在探测器种类繁多的材料选择上，越来越多的研究者关注钙钛矿材料，因为钙钛矿材料有着较高的光吸收系数和高载流子迁移率，为制作高性能器件提供了优越的先决条件。但一般钙钛矿材料光吸收范围限制于在紫外到可见光波长范围内，缺乏近红外区域的响应；另外，光电探测器的暗电流和噪声电流较高，严重影响探测灵敏度。所以，增加钙钛矿光电探测器的近红外光谱响应和提高探测器的灵敏度是我们亟待解决的难题。

发明内容

本发明提供一种基于双钝化层的钙钛矿光电探测器及其制备方法，实现了探测器对紫外光-可见光-近红外光的宽带探测，克服了传统技术的不足，保证了器件的低噪声、灵敏度等。

有机无机杂化钙钛矿材料有较低陷阱密度、长载流子扩散长度、长载流子寿命等物理化学特性，这使得其在光电子领域得到快速发展；但其光响应一般局限于紫外到可见光区域，对于红外探测的缺失使得其应用方面受到极大限制。有机材料常常具备较宽的光吸收范围，但其载流子迁移率较低，制作的探测器一般响应速度慢。本发明利用有机无机杂化钙钛矿CH₃NH₃PbI₃与一种有机材料IEICO(2,2’-((2Z,2’Z)-((5,5’-(4,4,9,9,-tetrakis(4-hexylphenyl)-4,9-dihydro-s-indaceno[1,2-b:5,6-b']dithio phene-2,7-diyl)bis(4-((2-ethylhexyl)-oxy)thiophene-5,2-diyl))bis(methanylylidene))bis(3-oxo-2,3-dihydro-1H-indene-2,1-diylidene))dimalononitrile)和C₆₀相结合，采用溶液旋涂方法制作器件，工艺相对简单。