[发明专利]碳纤维纸上制备ZnO／ZnS异质结阵列可见光电探测器方法

说明书

本发明涉及碳纤维纸上制备ZnO/ZnS异质结阵列可见光电探测器方法。本发明醋酸锌粉末溶于乙醇中得前驱液，碳纸放置于前驱液中反应，碳纤维纸放到马弗炉中退火，配置生长液，放到烘箱中预热，将碳纤维纸置于反应液中并在烘箱中反应，将纳米级碳粉、硫代乙酰胺混合并研磨至均匀，放入双坩埚中，将ZnO置于坩埚中，将双坩埚放入管式炉中，在高纯氩气氛围下反应。本发明克服了光吸收和光生载流子的传输效率低、光电子复合少等缺陷。本发明工艺简单，合成温度低，制备所需原材料便宜，合成量大，拓展了光电工作的区间，优越的可见光下性能。

技术领域

本发明属于光电功能材料领域，特别涉及碳纤维纸上制备ZnO/ZnS异质结阵列可见光电探测器方法。

背景技术

传统的光电探测器主要基于半导体薄膜材料，在薄膜材料上通过物理方法沉积电极材料构建固态光电探测器。传统的固态光电探测器制备工艺繁琐，制备成本高。近些年发展起来的固液界面的光电探测器不需要在样品表面蒸镀电极，通过电化学方法组装三电极就可以实现光电响应，成本低廉利于推广。

作为电化学光电探测器的光阳极材料需要具备几个特征：(1)如何构建具备优越的光吸收性能的微纳结构，能让入射光在光阳极材料中能进行多次散射，增加入射光的光程。(2)如何实现光阳极材料到电荷收集极能有很好的电子传输通道，减少光生电子的散射。(3)如何解决光生载流子的光阳极材料表面的复合概率，增加光生载流子的有效收集。

在本发明之前，如何从材料设计到构建合适的物理模型来提高光吸收和光生载流子的传输效率、减少光电子复合，从而有效的增加电化学光电探测器的光电响应是当下该领域的技术瓶颈，也是一个急需的课题，也是能将该新型结构光电探测器推向应用的关键技术。

发明内容

本发明的目的就在于克服上述缺陷，研制碳纤维纸上制备ZnO/ZnS异质结阵列可见光电探测器方法。

本发明的技术方案是：

碳纤维纸上制备ZnO/ZnS异质结阵列可见光电探测器方法，其主要技术特征在于步骤如下：

(1)配置前驱液：将醋酸锌粉末溶于乙醇中搅拌；

(2)将碳纸放置于前驱液中反应；

(3)将浸泡上前驱液的碳纤维纸放到马弗炉中退火；

(4)配置生长液：将六亚甲基四胺、醋酸锌、适量的PEI溶于去离子水中搅拌；

(5)配置好的反应液放到烘箱中预热待用；

(6)将碳纤维纸置于反应液中并在烘箱中反应；

(7)将纳米级碳粉、硫代乙酰胺混合并研磨至均匀；

(8)将研磨好的纳米碳粉与硫带乙酰胺放入自设计的双坩埚中，并将事先生长好的ZnO置于坩埚中；

(9)将双坩埚放入管式炉中，在高纯氩气氛围下反应。

所述步骤(1)中称取醋酸锌粉末1.098g，溶于100ml的乙醇中搅拌。

所述步骤(4)中称取六亚甲基四胺0.561g，醋酸锌0.878g和适量的PEI，溶于100ml去离子水中搅拌。

所述步骤(7)中称取纳米级碳粉0.6g和硫代乙酰胺0.4g，混合并研磨至均匀。

本发明的优点在于合成柔性的ZnO/ZnS异质结阵列光电探测器，制备工艺简单，合成温度低，制备所需原材料便宜，合成量大，原料价格亲民，利用ZnO/ZnS 异质结阵之间的电荷转移就能在可见光下工作。可以说不仅降低了成本还极大的拓展了光电工作的区间，优越的可见光下性能，可推广并应用于工业领域。

本发明的具体优越之处在下面的附图说明和具体实施方式中将进一步进行阐述。