[发明专利]一种光电探测器及其制造方法

说明书

本发明实例公开了一种光电探测器及其制造方法，该系统的原理：将有机聚合物与钙钛矿巧妙的结合，将光电探测与LED创新性的集成，系统受到不同波段光照射时，光电探测层将其吸收并产生电子空穴对，空穴注入到钙钛矿量子点发光层驱使其发光。由于不同波段的光被吸收产生的空穴数量不同，被激发的钙钛矿量子点不同，因此发光的波段也不同。此方法所提出的光电探测与显示集成系统，具有小体积的优势，对日后光电探测与显示的集成有重要的推广与实际意义。

技术领域

本发明涉及光电探测领域，尤其是涉及一种能够探测紫外-可见-近红外的光电探测器及其制造方法。

背景技术

随着光电技术的发展，光电探测器和光电成像已经成为工业、生物医疗传感以及军事和民用领域必不可少的工具。近年来，由于有机-无机杂化钙钛矿材料由于其直接带隙、高的载流子迁移率、大的载流子扩散长度和高的吸收系数而具有优异的光电性质，其在光伏、光电探测、LED发光等领域受到了广泛的关注。

常用的钙钛矿材料包括有机-无机杂化的ABX₃（A=MA、FA、Cs，B=Pb、Sn，X=Cl、Br、I），基于该类材料光电探测性能优异，但其波段通常无法覆盖较宽的范围，尤其是近红外的波段难以被钙钛矿材料有效吸收并探测。

发明内容

本发明的一个实施例中，提供了一种制造光电探测器的方法，其特征在于，包括：获取ITO衬底；用丙酮、乙醇和去离子水超声清洗ITO衬底，清洗完成后，在干燥箱中干燥；将PEDOT水溶液以4000rpm的转速旋涂于ITO衬底上，并在140℃下退火20分钟，从而在所述ITO衬底上形成PEDOT层；将MAI、PbI2和PbCl2溶解在体积比为2：1的无水DMF与DMSO混合溶液中，获得MAPbIXCl3-X钙钛矿溶液；将能够吸收近红外波段的有机聚合物溶解于体积比为2：1的无水DMF与DMSO混合溶液中，获得有机聚合物溶液；将所述MAPbIXCl3-X钙钛矿溶液和所述有机聚合物溶液以体积比1：2混合，并搅拌一小时，获得第一混合溶液；将所述第一混合溶液以4000rpm的转速旋涂至所述PEDOT层上，并进行退火处理，形成复合薄膜；将能够发出多种不同颜色光的钙钛矿量子点溶解于己烷或辛烷中，旋涂于所述复合薄膜上，并进行退火处理，形成LED发光层；在所述LED发光层上通过热蒸发沉积形成TPBi层；在所述TPBi层上通过热蒸发沉积形成LiF/Al层。

一个实施例中，用丙酮、乙醇和去离子水分别超声清洗所述ITO衬底15分钟。

一个实施例中，所述复合薄膜能够吸收紫外-可见-近红外波段中不同波段的光，并且所述复合薄膜吸收不同波段的光产生不同的空穴。

一个实施例中，所述LED发光层被不同的空穴激发时发出不同颜色的光。

一个实施例中，所述复合薄膜能够吸收不同波段的光产生不同的空穴，产生的该不同的空穴注入所述LED发光层，激发所述LED发光层中的不同量子点，使所述LED发光层发出不同颜色的光。

一个实施例中，所述LED发光层包括蓝光钙钛矿量子点、红光钙钛矿量子点和绿光钙钛矿量子点。

一个实施例中，当所述复合薄膜吸收紫外光时，所述复合薄膜产生能够激发蓝光钙钛矿量子点的空穴注入所述LED发光层中激发所述LED发光层中的所述蓝光钙钛矿量子点，使得所述LED发光层发出蓝光。

一个实施例中，当所述复合薄膜吸收可见光时，所述复合薄膜产生能够激发蓝光钙钛矿量子点、红光钙钛矿量子点和绿光钙钛矿量子点的空穴注入所述LED发光层中同时激发所述蓝光钙钛矿量子点、所述红光钙钛矿量子点和所述绿光钙钛矿量子点，使得所述LED发光层发出白光。

一个实施例中，当所述复合薄膜吸收可见光时，所述复合薄膜产生能够激发红光钙钛矿量子点的空穴注入所述LED发光层中激发所述LED发光层中的所述红光钙钛矿量子点，使得所述LED发光层发出红光。