[发明专利]双梯度调控的量子点光伏型探测器及其制备方法

说明书

本公开实施例涉及一种双梯度调控的量子点光伏型探测器，包括：基底；第一电极，设置在基底的一侧；量子点层，设置在第一电极背离基底的一侧；第二电极，设置在量子点层背离第一电极的一侧；其中，量子点层包括沿第一电极指向第二电极的方向依次层叠设置的至少一层第一类型量子点层、至少一层弱第一类型量子点层、至少一层本征型量子点层、至少一层弱第二类型量子点层以及至少一层第二类型量子点层；第一类型为N型，第二类型为P型，且沿第一电极指向第二电极的方向，各类型量子点层的带隙依次增大。由此，通过将各类型的胶体量子点依次垂直层叠，形成基于带隙和掺杂双梯度调控的PIN同质结，利于提升器件性能及实现超宽光谱的光伏型光电探测器。

技术领域

本公开涉及光电传感技术领域，尤其涉及一种双梯度调控的量子点光伏型探测器及其制备方法。

背景技术

在光电探测领域中，红外光电探测器被广泛应用于热成像、材料光谱分析、自动驾驶助手、监测和生物健康监测等领域。

其中，在传统的红外商业光电探测器中，主要采用分子束外延技术进行制备，再通过倒装键合的方式与硅基读出电路耦合。但是采用这样的加工方法导致制备周期长，生产速率慢且材料加工成本高，同时倒装键合的方式键合成功率低，所以基于其制备复杂性高、产量低、成本高，使得其应用范围受限，一般仅限于军事和科学研究，而无法进行大规模应用。对此，通过使用碲化汞(HgTe)胶体量子点替代外延半导体而制备的短波、中波光伏型红外探测器，由于采用异质结进行掺杂，使得异质结中的掺杂层与量子点层材料的类型不同，存在晶格不匹配以及界面传输的问题，会影响光生载流子的传输效率，进而影响器件的性能。

发明内容

为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本公开提供了一种双梯度调控的量子点光伏型探测器及其制备方法。

本公开提供了一种双梯度调控的量子点光伏型探测器，包括：

基底；

第一电极，设置在所述基底的一侧；

量子点层，设置在所述第一电极背离所述基底的一侧；

第二电极，设置在所述量子点层背离所述第一电极的一侧；

其中，所述量子点层包括沿所述第一电极指向所述第二电极的方向依次层叠设置的至少一层第一类型量子点层、至少一层弱第一类型量子点层、至少一层本征型量子点层、至少一层弱第二类型量子点层以及至少一层第二类型量子点层；

所述第一类型为N型，所述第二类型为P型，且沿所述第一电极指向所述第二电极的方向，各类型量子点层的带隙依次增大；或者，所述第一类型为P型，所述第二类型为N型，且沿着所述第一电极指向所述第二电极的方向，各类型量子点层的带隙依次减小。

本公开还提供了一种双梯度调控的量子点光伏型探测器的制备方法，用于制备以上任一种所述的探测器；所述方法包括：

提供基底；所述基底的一侧形成有第一电极；

基于液相配体交换制备至少一种第一类型量子点、至少一种弱第一类型量子点、至少一种本征型量子点、至少一种弱第二类型量子点以及至少一种第二类型量子点；

利用液相配体交换制备的量子点，在所述第一电极背离所述基底的一侧依次形成量子点层，并进行固态配体交换；所述量子点层包括至少一层第一类型量子点层、至少一层弱第一类型量子点层、至少一层本征型量子点层、至少一层弱第二类型量子点层以及至少一层第二类型量子点层；

在所述量子点层背离所述第一电极的一侧形成第二电极。

本公开实施例提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点：