[发明专利]一种基于空穴传输层的钙钛矿光电探测器及其制备方法

权利要求书

1.一种基于空穴传输层的钙钛矿光电探测器，其特征在于，包括从下到上依次设置的透明衬底(1)、导电阳极(2)、电子传输层(3)、钙钛矿光活性层(4)、空穴传输层(5)以及金属阴极(6)，空穴传输层(5)为Car-4-TPA的小分子层。

2.根据权利要求1所述的基于空穴传输层的钙钛矿光电探测器，其特征在于，所述透明衬底(1)的材质为玻璃或透明聚合物；所述透明聚合物为聚乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚氨基甲酸酯、聚酰亚胺、氯醋树脂或聚丙烯酸中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的基于空穴传输层的钙钛矿光电探测器，其特征在于，所述导电阳极(2)的材质为氧化铟锡(ITO)、石墨烯(Graphene)或碳纳米管(Carbon Nanotube)中的任意一种或多种的组合。

4.根据权利要求1所述的基于空穴传输层的钙钛矿光电探测器，其特征在于，所述电子传输层(3)的材料为SnO₂，电子传输层(3)的厚度为20～30nm。

5.根据权利要求1所述的基于空穴传输层的钙钛矿光电探测器，其特征在于，所述钙钛矿光活性层(4)采用材料为MAPbI₃，钙钛矿光活性层(4)的厚度为300～700nm。

6.根据权利要求1所述的基于空穴传输层的钙钛矿光电探测器，其特征在于，空穴传输层为一种命名为Car-4-TPA的小分子，空穴传输层(5)的厚度为30～60nm，其化学结构式式如下：

7.根据权利要求1所述的基于空穴传输层的钙钛矿光电探测器，其特征在于，所述金属阴极(6)材料为银、铝或铜的一种或多种，金属阴极(6)的厚度为100～200nm。

8.根据权利要求1-7任一权利要求所述光电探测器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：将透明衬底(1)和导电阳极(2)组成的基板洗净并干燥；

步骤2：在导电阳极(2)表面旋涂SnO₂溶液，然后进行退火，制得电子传输层(3)；

步骤3：配制钙钛矿前驱体溶液；

步骤4：隔离环境，即无尘无氧干燥环境中，在步骤2得到的电子传输层(3)上旋涂钙钛矿溶液，然后进行退火处理，制成钙钛矿光活性层(4)；其中隔离环境是指无尘无氧干燥环境，一般可以通过手套箱设备实现；

步骤5：在钙钛矿活性层(4)上旋涂Car-4-TPA溶液，制成空穴传输层(5)；

步骤6：高真空环境下，在空穴传输层(5)上蒸镀金属阴极(6)，制得钙钛矿光电探测器。

9.根据权利要求7所述光电探测器的制备方法，其特征在于，步骤1中，使用洗涤剂、丙酮溶液、去离子水和异丙酮对衬底进行清洗，清洗后使用氮气吹干；步骤4中，所述隔离环境是指无尘无氧干燥环境，如手套箱；步骤2中，SnO₂溶液为含2～3wt％的SnO₂的水分散液，旋涂转速为3000rpm，旋涂时间为30s，退火温度为120℃，退火时间为15min。

10.根据权利要求7所述光电探测器的制备方法，其特征在于，所述步骤3前驱体溶液总浓度为500mg/ml，步骤4中，旋涂转速为4000rpm，旋涂时间为30s，退火温度为120℃，退火时间为20min，步骤5中，Car-4-TPA溶液的浓度为20-50mg/mL，旋涂转速为4000rpm，旋涂时间为45s，步骤6中，蒸镀的工艺条件为高真空环境下(3×10^-4Pa)加热，金属阴极蒸镀厚度为100-200nm。