[发明专利]柔性光探测器及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种柔性光探测器，柔性光探测器包括柔性基底，结合在所述柔性基底表面的相对且彼此间隔设置的第一电极和第二电极，结合在所述第一电极和所述第二电极之间的所述柔性基底的表面的导电层；结合在所述第一电极、所述第二电极和所述导电层的背离所述柔性基底的表面的空穴传输层；结合在所述空穴传输层背离所述第一电极、所述第二电极和所述导电层的表面的钙钛矿层；结合在所述钙钛矿层背离所述空穴传输层的表面的绝缘层。

技术领域

本发明涉及光探测器领域，具体涉及一种柔性光探测器、一种柔性光探测器的制备方法以及一种柔性光探测器的应用。

背景技术

目前，光探测器的应用十分广泛，光探测器的原理是由辐射引起被照射材料电导率发生改变，光电探测器能把光信号转换为电信号。常用的光探测器包括含有导电材料的光探测器，其中，常用的导电层材料包括石墨烯等，由于导电材料具有超高的载流子迁移率和超快载流子弛豫速率，即使在较小的电场下，也会有很高的载流子迁移速率，无需源漏极偏压也可保证超快高效的光电流产生，有望实现宽光谱范围的超快柔性图像传感器。然而，单层一些导电材料的光学吸收率低(～2.3％)，探测器的最大响应率低于10mA/W，基于单一导电材料的光电探测器件难以获得高的光电转换效率，较低的光电转换效率限制了它的潜在应用。

在过去的数年中，为了提高光探测器的性能，导电材料大多与硅、MoS₂、锗和钙钛矿(perovskite)等材料接触构成光探测器。其中，钙钛矿是一种优异的光电功能材料，具有制备工艺相对简单、光电转换效率高等优点，已经被广泛应用于太阳能电池和光电探测器等领域的研究中。钙钛矿具有较低的载流子复合几率和较高的载流子迁移率，载流子的扩散距离和寿命较长。因此，导电材料与钙钛矿结合可以充分利用导电材料快速的电子传输特性和钙钛矿优异的光学吸收特性，提高光电转换效率，因而在光电探测器领域具有广阔的应用前景。

但是，基于导电材料/钙钛矿柔性光探测器的性能，受到接触界面质量差的限制，和钙钛矿空气稳定性差的原因，导致光探测器的性能依然比较低，不利于使用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种柔性光探测器、一种柔性光探测器的制备方法以及一种柔性光探测器的应用，旨在解决现有技术中柔性光探测器导电材料层与钙钛矿层的接触界面质量差且钙钛矿材料的稳定性差的问题。

为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

第一方面，提供了一种柔性光探测器，所述柔性光探测器包括柔性基底，结合在所述柔性基底表面的相对且彼此间隔设置的第一电极和第二电极，结合在所述第一电极和所述第二电极之间的所述柔性基底的表面的导电层；结合在所述第一电极、所述第二电极和所述导电层的背离所述柔性基底的表面的空穴传输层；结合在所述空穴传输层背离所述第一电极、所述第二电极和所述导电层的表面的钙钛矿层；结合在所述钙钛矿层背离所述空穴传输层的表面的绝缘层。

第二方面，提供了一种柔性光探测器的制备方法，包括如下步骤：

提供柔性基底，在柔性基底的表面制备第一电极和第二电极，并使第一电极和第二电极相对并间隔设置；

在所述第一电极和所述第二电极之间的所述柔性基底的表面制备导电层；

在所述第一电极、所述第二电极和所述导电层的背离所述柔性基底的表面制备空穴传输层；

在所述空穴传输层背离所述第一电极、所述第二电极和所述导电层的表面制备钙钛矿层；

在所述钙钛矿层背离所述空穴传输层的表面制备绝缘层，得到所述柔性光探测器。

第三方面，提供了一种柔性光探测器的应用，所述柔性光探测器应用于硅电子工业，其中，所述柔性光探测器是所述的柔性光探测器或由所述的柔性光探测器制备得到。