[发明专利]柔性X射线探测器及其制备方法、三维柔性X射线探测器

权利要求书

1.一种柔性X射线探测器，其特征在于，包括光电转换单元和闪烁体层；

所述闪烁体层设置于所述光电转换单元上，用于将接收到的X射线转换为荧光并发射至光电转换单元；

所述光电转换单元的支撑衬底为柔性衬底，所述光电转换单元中的光吸收层为铜铟镓硒光吸收层，所述光电转换单元用于对所述闪烁体层转换出的荧光进行光电转换；

其中，所述闪烁体层中设置有接收X射线的入光面和发射荧光的出光面，所述出光面连接至所述光电转换单元，所述入光面为与所述出光面相交的侧面；

其中，所述光电转换单元包括依次设置的柔性支撑衬底、阻挡层、金属背电极层、铜铟镓硒光吸收层、缓冲层、窗口层和透明顶电极层；其中，所述闪烁体层设置于所述透明顶电极层上；

其中，所述金属背电极层被划分为沿第一方向延伸的m个子背电极，所述透明顶电极层被划分为沿与第一方向相互垂直的第二方向延伸的n个子顶电极；其中，m和n均为2以上的整数，并且，m的取值为200≤m≤300，n的取值为4≤n≤8。

2.根据权利要求1所述的柔性X射线探测器，其特征在于，所述柔性支撑衬底为不锈钢，所述阻挡层的材料为二氧化硅，所述金属背电极层的材料为钼，所述缓冲层的材料为硫化镉，所述窗口层的材料为本征氧化锌，所述透明顶电极层的材料为铝掺杂氧化锌，所述闪烁体层的材料为硫氧化钆。

3.根据权利要求2所述的柔性X射线探测器，其特征在于，所述阻挡层的厚度为100nm～300nm，所述金属背电极层的厚度为300nm～1500nm，所述铜铟镓硒光吸收层的厚度为1μm～2μm，所述缓冲层的厚度为20nm～100nm，所述窗口层的厚度为50nm～100nm，所述透明顶电极层的厚度为50nm～300nm，所述闪烁体层的厚度为0.4mm～1.2mm。

4.根据权利要求2所述的柔性X射线探测器，其特征在于，所述金属背电极层中设置有电极连接区，所述金属背电极层的电极连接区上依次沉积有镍金属层和铝金属层。

5.一种如权利要求1-4任一所述的柔性X射线探测器的制备方法，其特征在于，包括：

S10、以不锈钢为柔性支撑衬底，通过磁控溅射工艺在所述柔性支撑衬底上依次制备形成二氧化硅阻挡层和钼背电极层；

S20、在所述钼背电极层设置电极连接区，采用共蒸发工艺在所述钼背电极层上的除了电极连接区之外的区域制备形成铜铟镓硒光吸收层；

S30、采用化学水浴工艺在所述铜铟镓硒光吸收层上制备形成硫化镉缓冲层；

S40、采用磁控溅射工艺在所述硫化镉缓冲层上依次制备形成本征氧化锌窗口层和铝掺杂氧化锌透明顶电极层；

S50、采用磁控溅射工艺在所述钼背电极层的电极连接区依次沉积镍金属层和铝金属层；

S60、采用涂布工艺在所述铝掺杂氧化锌透明顶电极层上制备形成硫氧化钆闪烁体层，制备获得所述柔性X射线探测器；

其中，所述步骤S10中，在制备完成所述钼背电极层之后，应用激光刻划工艺沿第一方向刻划所述钼背电极层，以使得所述钼背电极层被划分为沿第一方向延伸的m个子背电极；所述步骤S40中，在制备完成所述本征氧化锌窗口层和铝掺杂氧化锌透明顶电极层之后，应用激光刻划工艺沿第二方向刻划所述本征氧化锌窗口层和铝掺杂氧化锌透明顶电极层，以使得所述铝掺杂氧化锌透明顶电极层被划分为沿第二方向延伸的n个子顶电极；所述步骤S50中，在制备完成所述镍金属层和铝金属层之后，应用激光刻划工艺刻划所述镍金属层和铝金属层，使其与所述m个子背电极一一对应；其中，所述第一方向和所述第二方向互相垂直，m和n均为2以上的整数。

6.一种三维柔性X射线探测器，其特征在于，包括依次叠层设置的i个如权利要求1-4任一所述的柔性X射线探测器，其中，第j个柔性X射线探测器和第j+1个柔性X射线探测器通过导电连接线相互电性连接，以使得所述依次叠层设置的i个柔性X射线探测器依次串接；

其中，i为2以上的整数，j＝1、2、…、i-1。