[发明专利]一种基于表面等离激元共振的二维层状钙钛矿光电探测器及其制作方法

权利要求书

1.一种基于表面等离激元共振的二维层状钙钛矿光电探测器的制备方法，其特征在于：该基于表面等离激元共振的二维层状钙钛矿光电探测器由阳极层、空穴传输层、金属纳米颗粒层、活性层、电子传输层、空穴阻挡层、阴极层组成，其特征在于：阳极层为铟锡氧化物ITO，空穴传输层为厚度为30±0.2纳米的PEDOT:PSS，金属纳米颗粒层为二氧化硅包覆的空心金银合金纳米三角盒，活性层为厚度为56±0.2纳米的(PEA)₂(MA)₂Pb₃I₁₀，PEA为phenylethylammonium，PEA = C₆H₅(CH₂)₂NH₃⁺，MA为methylammonium，MA = CH₃NH₃⁺，电子传输层为厚度为45±0.2纳米的PCBM层，空穴阻挡层为PFN层，阴极层为银；该基于表面等离激元共振的二维层状钙钛矿光电探测器的制备方法按照如下的步骤进行：

步骤一、(PEA)₂(MA)₂Pb₃I₁₀溶液配制，将159毫克MAI、2毫升DMF、461毫克PbI₂依次加入第一棕色小瓶；将498毫克PEAI、2毫升DMF、461毫克PbI₂分别加入第二棕色小瓶；将第一棕色小瓶溶液与第一棕色小瓶溶液按体积比2:1混合形成混合溶液，将该混合溶液与DMF溶液按照体积比1:2混合获得(PEA)₂(MA)₂Pb₃I₁₀溶液；

步骤二、二氧化硅包覆的空心金银合金纳米三角盒溶液制备，在搅拌条件下，将0.25毫升的500 毫克/升的PSSS、0.3毫升的10 毫摩尔/升的NaBH₄、5毫升的2.5毫摩尔/升的柠檬酸三纳混合，然后以2毫升/分钟的速率将5毫升0.5毫摩尔/升的AgNO₃溶液添加到上述混合溶液中，观察到第三棕色小瓶中溶液从原先的透明无色慢慢变成棕黄色，完成种子溶液的制备；搅拌条件下在烧杯中加入400微升的种子溶液接着再加入75微升10毫摩尔/升的AA，然后以1 毫升/分钟的速率加入3毫升0.5毫摩尔/升的AgNO₃完成银三角溶液制备，将400微升10毫摩尔/升的AA加入上述银三角溶液中，再用注射泵以1 毫升/分钟的速率加入4毫升0.5毫摩尔/升的 HAuCl₄溶液，5分钟后，制得空心金银合金纳米三角盒溶液；然后用离心机以7000 转/分钟的速度离心15分钟，再用乙醇反复以7000 转/分钟的速度离心提纯两遍，放在烧杯中进行二氧化硅包覆，取制备的金银合金纳米三角盒溶液颗粒溶液4毫升，随后加入2毫升配制好的TEOS溶液，TEOS溶液为将45微升的硅酸四乙酯溶于20毫升的乙醇溶液中获得，在加入TEOS溶液过程中需要高速搅拌，然后加入20微升的浓氨水并测试其PH值使其PH值为9的碱性环境，高速搅拌24小时，用乙醇调节二氧化硅包覆的空心金银合金纳米三角盒浓度为0.7毫摩尔/毫升，此时金属纳米颗粒的偶极共振峰位于600±10纳米，即为所需的二氧化硅包覆的空心金银合金纳米三角盒溶液；

步骤三、把氧化铟锡导电玻璃清洗干净后，等离子清洗后作为阳极层，在阳极层上旋涂厚度为30±0.2纳米的PEDOT:PSS层形成空穴传输层，在空穴传输层上旋涂二氧化硅包覆的空心金银合金纳米三角盒溶液，在金属纳米颗粒层上旋涂活性层为厚度为56±0.2纳米的(PEA)₂(MA)₂Pb₃I₁₀，在活性层上旋涂厚度为45±0.2纳米的PCBM层作为电子传输层，然后旋涂PFN层，随后在PCBM层上蒸镀厚度为100±0.2纳米的银，作为阴极层。

2.根据权利要求1所述的一种基于表面等离激元共振的二维层状钙钛矿光电探测器的制备方法，其特征在于：步骤三中，旋涂了PEDOT:PSS层后置于加热台上，120℃下退火20 分钟，之后常温静置至少5 分钟，然后再在PEDOT:PSS层上旋涂二氧化硅包覆的金属纳米颗粒层。

3.根据权利要求1所述的一种基于表面等离激元共振的二维层状钙钛矿光电探测器的制备方法，其特征在于：在空穴传输层上旋涂二氧化硅包覆的空心金银合金纳米三角盒溶液，以速率为2000 转/分钟的转速旋涂，旋涂完成后置于加热台上，120℃下退火10 分钟，之后常温静置3 分钟以上，然后再在金属纳米颗粒层上旋涂钙钛矿层。