[发明专利]一种银铋硫薄膜光电探测器及其制备方法

说明书

本发明涉及了一种银铋硫薄膜光电探测器及其制备方法。该光电探测器包括透明导电基底、空穴传输层、电子传输层、界面修饰层和电极，还包括银铋硫薄膜。其制备为：1)将银源、铋源以及硫源加入溶剂中得到银铋硫前驱体溶液；2)将步骤1)中的银铋硫前驱体溶液旋涂在沉积有空穴传输层或者电子传输层的透明导电基底上，在100～200℃范围内分步退火制得银铋硫薄膜；3)将步骤2)中所述的薄膜上依次沉积电子传输层或者空穴传输层、界面修饰层和电极即制备得到银铋硫薄膜光电探测器。该探测器稳定性高，具有宽的响应光谱、高的比探测率以及极快的响应，制备简单，成本低，在医学成像、国防军工、监控等多个领域具有广泛潜在应用。

技术领域

本发明涉及光电元器件技术领域，特别涉及一种银铋硫薄膜光电探测器及其制备方法。

背景技术

光电探测器是光电领域非常重要的电子元器件，其在军事和国民经济的各个领域有广泛的用途。然而，随着社会的发展，人们对探测器响应速度的要求越来越高，目前商业可利用的主流高频光电探测器依然是基于单晶硅这种材料，这是目前高频光电探测器的成本居高不下的主要原因。因此，不断发展创新光电探测器是当前社会科技发展的需要，其中最重要的是发展低成本新型半导体光电材料。

过去几十年，硫属化合物由于具有优秀的光电性能以及易加工等特性，使其在光伏领域成为热门方向。然而，大多数已经报道的基于硫化物的高性能光电器件要么含有有毒元素(例如铅和镉)，要么含有稀有元素(例如锑和铟)，这与环境保护以及降低成本的理念是不相符的。近几年，一种完全由无毒且地球储量丰富元素组成的硫化物—银铋硫，因其具有高吸收系数、载流子输运性能优异、非常好的稳定性以及较低的成本等优势，成为当今光电领域最有前景的半导体材料之一。自2016年Konstantatos团队首次报道银铋硫量子点太阳能电池以来，越来越多的团队开始关注银铋硫这种材料，并且在太阳能电池领域取得一定进展。然而，已经报道的高效率太阳能电池基本都是基于银铋硫量子点方法，这种方法不仅需要长时间的准备以及复杂的合成步骤，其重复性也是考虑的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种银铋硫薄膜光电探测器及其制备方法，该光电探测器具有优异的电荷传输性能、快响应速度、高稳定性、宽响应光谱、制备简便等优点。

为了解决上述技术问题，本发明提供以下技术方案：

提供一种银铋硫薄膜光电探测器，包括透明导电基底、空穴传输层、电子传输层、界面修饰层和电极，还包括银铋硫薄膜，其中，各层连接顺序为透明导电基底、空穴传输层、银铋硫薄膜、电子传输层、界面修饰层和电极，或者透明导电基底、电子传输层、银铋硫薄膜、空穴传输层、界面修饰层和电极。

按上述方案，银铋硫薄膜厚度为20-100nm。

按上述方案，透明导电基底为铟掺杂的氧化锌或氟掺杂的氧化锡透明导电薄膜。

按上述方案，空穴传输层为有机半导体聚磺酸掺杂的聚噻吩(PEDOT:PSS)、聚三芳基胺(PTAA)、聚(4-丁基苯基二苯胺)(Poly-TPD)或无机半导体氧化镍中。

按上述方案，电子传输层为富勒烯及其衍生物(C60、C70、PC60BM)、氧化锡、氧化锌或氧化钛。

按上述方案，界面修饰层为浴铜灵、氟化锂、碳酸铯或氧化钼。

按上述方案，电极为铜、银或金。

按上述方案，电子传输层或者空穴传输层膜厚为10～80nm，界面修饰层膜厚为1～8nm，电极膜厚为40～120nm。

一种银铋硫薄膜光电探测器的制备方法，包括以下步骤：

1)将银源、铋源以及硫源加入溶剂中得到银铋硫前驱体溶液；