[发明专利]一种直接-间接混合型钙钛矿X射线探测器及其闪烁体的光产额计算方法

权利要求书

1.一种直接-间接混合型钙钛矿X射线探测器，其特征在于：从下至上，由阳极Au、空穴传输层Spiro-OMeTAD、直接-间接混合型钙钛矿X射线探测材料压片材料、电子传输层C₆₀、空穴阻挡层BCP和阴极Cr组成；直接-间接混合型钙钛矿X射线探测压片材料为吸收X射线光子的活性层，其由如下步骤制备得到：

1)将CH₃NH₃I与PbI₂按照摩尔比1:1溶于γ-丁内酯中，在70～90℃下溶解至黄色澄清溶液，然后用0.22μm的滤头快速过滤，将过滤好的溶液在110～130℃下加热，待溶剂缓慢挥发析出黑色MAPbI₃晶体；

2)将步骤(1)制备的MAPbI₃单晶于真空、50～70℃下加热8～12h，将溶剂完全除去；

3)将步骤(2)溶剂完全除去的MAPbI₃单晶于玛瑙研钵中研磨30～50min，得到直接X射线探测材料MAPbI₃固体粉末；

4)将CsI与CuI按照摩尔比3:2溶于N,N-二甲基甲酰胺中，超声10～15min，将得到的溶液用0.22μm的滤头过滤；将得到的黄色澄清溶液放置于敞口的表面皿中，室温下待溶剂缓慢挥发析出无色透明Cs₃Cu₂I₅晶体；

5)将步骤(4)制备的Cs₃Cu₂I₅单晶于真空、50～70℃下加热8～12h，将溶剂完全除去，再于玛瑙研钵中研磨30～50min，得到间接X射线探测材料Cs₃Cu₂I₅固体粉末；

6)分别称取步骤(3)得到的MAPbI₃固体粉末和步骤(5)得到的Cs₃Cu₂I₅固体粉末放置于玛瑙研钵中继续研磨10～20min，使两者充分混合均匀；Cs₃Cu₂I₅为MAPbI₃质量的20～40％；

7)将步骤(6)得到的混合材料加入至直径为10～15mm的圆形压片磨具中，在压力为0.25～0.3GPa的条件下进行压片，压片时间为4～5min；

8)将步骤(7)压好的圆片进行热退火处理，退火温度为100～120℃，退火时间为10～20min，从而得到用于制备X射线探测器的直接-间接混合型钙钛矿X射线探测压片材料。

2.权利要求1所述的一种直接-间接混合型钙钛矿X射线探测器的制备方法，其步骤如下：

a)将直接-间接混合型钙钛矿X射线探测压片材料贴于玻璃上，然后在压片材料的上表面旋涂Spiro-OMeTAD的氯苯溶液，100℃退火后在压片材料的上表面得到厚度为30～150nm的空穴传输层Spiro-OMeTAD；

b)在步骤a)空穴传输层Spiro-OMeTAD的表面上蒸镀Au电极，厚度为20～50nm；

c)将步骤b)的压片材料从玻璃上取下，将压片材料进行翻转再次放置于玻璃上，然后在压片材料的这一侧表面上蒸镀电子传输层C₆₀,厚度为20～40nm；

d)在步骤c)的电子传输层C₆₀上蒸镀空穴阻挡层BCP，厚度为8～10nm；

e)在步骤d)的空穴阻挡层BCP上蒸镀阴极Cr，厚度为20～50nm，从而得到直接-间接混合型钙钛矿X射线探测器件，器件厚度为1.40～1.50mm。

3.如权利要求2所述的一种直接-间接混合型钙钛矿X射线探测器的制备方法，其特征在于：Spiro-OMeTAD的氯苯溶液的旋涂转速为800～1200rpm，时间为25～35s，Spiro-OMeTAD的氯苯溶液中Spiro-OMeTAD的浓度为30～35mg/mL，Spiro-OMeTAD的氯苯溶液的涂覆量为10～20μL/1.326cm²；然后退火3～5min，退火的温度范围是80～120℃。