[发明专利]一种窄带全无机钙钛矿光电探测器及其制备方法

说明书

本发明公开了一种窄带全无机钙钛矿光电探测器及其制备方法，该制备方法包括：选取带有FTO电极阴极的玻璃衬底；在FTO电极阴极上制备TiO₂电子传输层得到Glass/FTO/TiO₂基底；在玻璃衬底背面制备CsPbIBr_1.8Cl_0.2钙钛矿滤光层得到CsPbIBr_1.8Cl_0.2/Glass/FTO/TiO₂基底；在TiO₂电子传输层上制备CsPbIBr₂钙钛矿光吸收层得到CsPbIBr_1.8Cl_0.2/Glass/FTO/TiO₂/CsPbIBr₂基底；在CsPbIBr₂钙钛矿光吸收层上沉积碳电极阳极制备得到窄带全无机钙钛矿光电探测器。本发明通过涂覆在玻璃衬底背面的CsPbIBr_1.8Cl_0.2钙钛矿滤光层与CsPbIBr₂钙钛矿光吸收层材料的吸收波长范围的不同，CsPbIBr_1.8Cl_0.2钙钛矿滤光层滤过了波长为560nm之前的光，使得CsPbIBr₂钙钛矿光光吸收层的吸光波长范围变窄，有效的拓宽了光谱利用范围，增强了太阳能电池的光电转换能力，提高了探测器特定波长范围的探测精度。

技术领域

本发明属于钙钛矿光电探测器技术领域，具体涉及一种窄带全无机钙钛矿光电探测器及其制备方法。

背景技术

光电探测器是指能把入射光信号(紫外光，可见光或者红外光等)转化为电信号的一种器件，其在成像、光通信、环境监测和生物传感等工业和科学应用领域是至关重要的。钙钛矿光伏器件利用钙钛矿型的有机金属卤化物半导体作为吸光材料。有机金属卤化物钙钛矿的优点显著，具有带隙可调、载流子扩散长度长、迁移率高、缺陷密度低等诸多优异的光、电学性质。

目前，由于有机-无机杂化铅卤钙钛矿包含有易挥发、亲水性的有机阳离子组份，使得它们在高温、高湿或者持续光照条件易于分解而退化。因此，在高温、高湿或者持续光照等极端条件下，有机-无机杂化铅卤钙钛矿太阳能电池在可靠性差的问题难以避免，另一方面，大多数钙钛矿光伏器件包含有机的电荷传输层和金属电极，前者自身就有稳定性差的问题。加之，器件金属电极中的原子倾向于扩散至有机-无机杂化铅卤钙钛矿薄膜/电荷传输层界面，与薄膜中的卤素发生化学反应，进一步加剧了器件的衰退。然而，碳基CsPbBr_3-xCl_x无机钙钛矿太阳能电池，其完全避免了使用稳定性较差的有机-无机杂化铅卤钙钛矿材料、有机电荷传输材料以及金属电极，因而成为克服钙钛矿光伏器件所面临的可靠性问题的重要途径之一。另外，由于采用了廉价的碳电极取代了金属电极和有机电荷传输层，器件的制造成本得到了进一步的降低。

但是，现有的碳基CsPbBr_3-xCl_x全无机钙钛矿材料薄膜质量问题仍需加以探索，在制备光电探测器时难以实现高灵敏度和快速响应，这些问题仍需继续加以研究。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种窄带全无机钙钛矿光电探测器及其制备方法。

本发明的一个实施例提供了一种窄带全无机钙钛矿光电探测器的制备方法，包括：

选取带有FTO电极阴极的玻璃衬底；

在所述FTO电极阴极上制备TiO₂电子传输层得到Glass/FTO/TiO₂基底；

在所述玻璃衬底背面制备CsPbIBr_1.8Cl_0.2钙钛矿滤光层得到CsPbIBr_1.8Cl_0.2/Glass/FTO/TiO₂基底；