[发明专利]零偏压高灵敏度钙钛矿单晶X射线探测器以及制备方法

权利要求书

1.一种零偏压高灵敏度钙钛矿单晶X射线探测器，其特征在于，其结构依下自上为：阳极ITO玻璃、空穴传输层PTAA薄膜、FA_0.55MA_0.45PbI₃活性层、电子传输层BCP/C60及阴极Cu薄膜；

所述FA_0.55MA_0.45PbI₃活性层为甲胺铅碘MAPbI₃与甲脒铅碘FAPbI₃晶体混合制备而成；

所述FA_0.55MA_0.45PbI₃活性层的制备，包括两次生长：一次生长为空间限域法；二次生长将一次生长得到的材料放入过饱和FA_0.55MA_0.45PbI₃前驱体溶液中进行。

2.根据权利要求1所述的零偏压高灵敏度钙钛矿单晶X射线探测器，其特征在于，所述FA_0.55MA_0.45PbI₃活性层的厚度为0.1mm-1mm。

3.根据权利要求1所述的零偏压高灵敏度钙钛矿单晶X射线探测器，其特征在于，所述阴极Cu薄膜的厚度为50-120nm。

4.根据权利要求1所述的零偏压高灵敏度钙钛矿单晶X射线探测器，其特征在于，所述空穴传输层PTAA薄膜的厚度为2-10nm；所述空穴传输层PTAA薄膜的制备方法为：将PTAA溶于氯苯中，旋涂于ITO玻璃基底上，将基底转移至热台上退火处理。

5.根据权利要求1所述的零偏压高灵敏度钙钛矿单晶X射线探测器，其特征在于，所述电子传输层中BCP厚度为3nm；所述电子传输层中C60厚度为20-40nm。

6.根据权利要求1-5任一所述的零偏压高灵敏度钙钛矿单晶X射线探测器，其特征在于，所述FA_0.55MA_0.45PbI₃活性层的制备方法，包括以下步骤：

S1碘铅甲胺甲脒FA_0.55MA_0.45PbI₃前驱体溶液的制备，将甲胺铅碘与甲脒铅碘晶体溶于γ-丁内酯，形成澄清的碘铅甲胺甲脒前驱体溶液；

S2将甲胺甲脒碘化铅前驱体溶液滴加于玻璃基底上,确保溶液铺展至整个玻璃基底；得到单晶薄膜；

S3 将S2的单晶薄膜连同基底，一起放入过饱和碘铅甲胺甲脒FA_0.55MA_0.45PbI₃前驱体溶液中静止浸泡；以60℃/h升温速率将热台温度升至74℃，以2℃/h再进一步升温至81℃；使其厚度增加；将溶液吸出，于N₂环境下密闭静置。

7.根据权利要求6所述的零偏压高灵敏度钙钛矿单晶X射线探测器，其特征在于，所述步骤S3的吸出溶液统一收集，于热台上加热，45℃开始，至115℃，将析出晶体过滤收集，于烘箱中80℃烘干，得FA_0.55MA_0.45PbI₃块体，再按1.7mmol/ml溶于γ-丁内酯中，获得碘铅甲胺甲脒FA_0.55MA_0.45PbI₃前驱体溶液。

8.根据权利要求6所述的零偏压高灵敏度钙钛矿单晶X射线探测器，其特征在于，所述步骤S1中铅碘甲胺与铅碘甲脒晶体的摩尔比为1:1；所述碘铅甲胺甲脒前驱体溶液的体积与玻璃基底的面积比为2-8μL/cm²。

9.权利要求1所述的零偏压高灵敏度钙钛矿单晶X射线探测器的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

1）清洗ITO玻璃衬底；UV-O₃处理ITO玻璃衬底；

2）制备空穴传输层PTAA薄膜；

3）在步骤（2）的PTAA薄膜上制备FA_0.55MA_0.45PbI₃单晶钙钛矿薄膜；

4）蒸镀C60及BCP，蒸镀Cu；

所述步骤3）-步骤4）在高纯N₂中进行。