[发明专利]自驱动紫外光电探测器及制备方法

说明书

本发明提供了一种自驱动紫外光电探测器及其制备方法，涉及半导体紫外光探测技术领域。本发明的自驱动紫外光电探测器用于探测紫外光，且能够探测出紫外光的最低检测限为UV_min，自驱动紫外光电探测器包括绝缘基底、电极层和摩擦层。其中，电极层形成在绝缘基底上，且电极层的材料选择为光敏电阻材料，光敏电阻材料基于光致阻变效应从而在紫外光照射下引起阻值变化。摩擦层形成在电极层上，摩擦层用于与外部基材摩擦起电，从而在摩擦层表面带电。电极层基于静电感应效应感应出与摩擦层表面相反的电荷，且基于光致阻变效应引起的阻值变化，与阻抗匹配效应相耦合，从而引起自驱动紫外光电探测器的输出变化，进而检测出最低检测限为UV_min的所述紫外光。

技术领域

本发明涉及半导体紫外光探测技术领域，特别是涉及一种自驱动紫外光电探测器及制备方法。

背景技术

在物联网快速发展的时代，对传感器系统的小型化、集成化、智能化、多功能的需求越来越大。作为一个重要的传感器，自驱动紫外光电探测器广泛应用于各个领域，如通信、生物和化学分析、光电电路、环境监测等。然而，大多数自驱动紫外光电探测器都需要外部电源供电，这不仅增加了器件的体积，而且在很大程度上限制了光电探测器的独立性和移动性。此外，外部电源如商用电池存在着硬质、寿命有限的缺点。这些很大程度上限制了其实际应用。

摩擦纳米发电机(TENG)，作为一种新型发电技术，通过摩擦起电和静电感应效应可以将周围环境的机械能转化为电能，为自供电自驱动紫外光电探测器发展提供了一种有效的方法。当器件暴露于紫外环境中，可以通过测量因为外部刺激改变的TENG的摩擦层材料间的摩擦起电效应来探测紫外光。紫外光是阳光的主要成分，但过度暴露在紫外线辐射下会使皮肤晒黑晒伤，加速皮肤老化，并且会伤害眼睛。当紫外线指数为3(0.075mW/cm²)或4(0.1mW/cm²)时，表示太阳辐射中的紫外线量是比较低的，对人体的可能影响也是比较小的。紫外线指数为5(0.125mW/cm²)和6(0.15mW/cm²)时，表示紫外线的量为中等强度，对人体皮肤也有中等强度的伤害影响。紫外线指数为7(0.175mW/cm²)、8(0.2mW/cm²)、9(0.225mW/cm²)时，表示有较强的紫外线照射强度，这时，对人体的可能影响就比较大，需要采取相应的防护措施。而当紫外线指数大于10(0.25mW/cm²)时，表示紫外线照射量非常强，对人体有最大的影响，必须采取防护措施。然而，当探测强度较低的紫外光时，材料的摩擦起电能力变化不大，器件的输出电信号变化很小，导致其对探测微弱的光信号的能力很差。此外，器件的输出信号很容易受到如湿度等环境因素的影响，从而影响其可靠性和稳定性。因此，需要设计新的结构与响应机制来开发一种检测低强度紫外光的自驱动紫外光电探测器，并且具有可靠性与稳定性。

发明内容

本发明第一方面的一个目的是要提供一种自驱动紫外光电探测器可以探测出较低强度的紫外光。

本发明第一方面的另一个目的是要解决现有技术中的自驱动紫外光电探测器件对低强度紫外光探测能力较差的问题。

本发明第一方面的又一个目的是要解决现有技术中的自驱动紫外光电探测器件可靠性和稳定性差的问题。

本发明第二方面的目的是提供一种自驱动紫外光电探测器的制备方法。

特别地，本发明提供一种自驱动紫外光电探测器，用于探测紫外光，且能够探测出所述紫外光的最低检测限为UV_min，所述自驱动紫外光电探测器包括：

绝缘基底；

电极层，形成在所述绝缘基底上，且所述电极层的材料选择为光敏电阻材料，所述光敏电阻材料基于光致阻变效应从而在紫外光照射下引起阻值变化；