[发明专利]一种双层钙钛矿薄膜及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种双层钙钛矿薄膜、钙钛矿双波段光电探测器及其制备方法和应用。根据本发明制备获得的双层钙钛矿薄膜，底层为宽带隙钙钛矿，顶层为窄带隙钙钛矿，利用一种新颖的气‑液‑固法在透明导电基底上连续沉积而成。进一步的本发明提供了一种双波段光电探测器，依次相连的基底、双层钙钛矿薄膜、电子传输层、界面修饰层、电极。电子传输层和界面修饰层使用旋涂法或蒸镀法沉积在钙钛矿薄膜上，采用蒸镀法制备电极。本发明的产品具有短波长与长波长的响应方向相反，空气中稳定、成本低等优点。

技术领域

本发明属于光电器件技术领域，具体涉及一种双层钙钛矿薄膜及其制备方法和应用。

背景技术

光电探测器也称为光电传感器，是一种能够将光信号转化为电信号的器件。根据光谱响应宽度的大小，光电探测器可分为宽带光电探测器和窄带光电探测器。宽带光电探测器能够探测比较宽的波长范围；与之相反，窄带光电探测器是在一个特定且相对较窄的波长范围内具有高响应度的光电探测器，在该波长范围之外，它们的响应可以忽略不计，因此窄带光电探测器具有较高的波长选择性。

一般情况下，光电探测器只能以一种特定的模式工作，例如，在宽带或窄带中，但不能像双波段光电探测器中那样以两种方式工作。然而双波段探测对于诸如颜色识别等领域的应用是非常有吸引力的，但是，关于这种双波段光电探测器的报道很少。有限报道例如Bakr等制成的CCN型钙钛矿光电探测器可以通过分别从底部和顶部照射而在宽带和窄带两种情况下工作。Li等报道了一种基于CCN机制和自陷激子的窄带二维钙钛矿光电探测器。最近，Zhu等人展示了一种双模有机光电探测器，该器件可以通过改变施加在器件上的外部偏置的方向，在可见光和近红外区域工作。然而，所有报道的双波段光电探测器都需要改变检测模式或性能较低。因此，开发易于操作且具有可调探测波段的双波段钙钛矿光电探测器仍然是一个巨大的挑战。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中所存在的双波段光电探测器需要不断改变检测模式或检测性能低下的问题，从而提供一种双层钙钛矿薄膜，由此双层钙钛矿薄膜制备得到的钙钛矿双波段光电探测器具有操作方便、能耗低、高波长选择性等特点。

为了解决上述技术问题，本发明是通过如下技术方案得以实现的。

本发明第一方面提供了一种双层钙钛矿薄膜，所述薄膜依次包括透明导电基底层、宽带隙钙钛矿固体薄膜层、窄带隙钙钛矿固体薄膜层。

作为优选地，所述透明导电基底选自包括FTO、ITO中的一种或多种。

作为优选地，所述宽带隙钙钛矿固体薄膜层、窄带隙钙钛矿固体薄膜层材料包括选自无机钙钛矿、有机无机杂化钙钛矿、二元共混钙钛矿、三元共混钙钛矿中的一种或多种。

作为优选地，所述无机钙钛矿包括CsPb_nSn_1-nX₃，其中X为Cl，Br，I中的一种或多种，且0≤n≤1。

作为优选地，所述有机无机杂化钙钛矿包括MAPbX₃、FAPbX₃、FA_nMA_1-nPbX₃、FA_nCs_1-nPbX₃中的一种或多种，其中，MA = CH₃NH₃，FA = (NH₂)₂CH ，X选自为Cl、Br、I中的一种或多种，且0≤n≤1。

本发明第二方面提供了一种双层钙钛矿薄膜的制备方法，包括如下步骤：

（1）对透明导电基底进行清洗，随后放入烘箱干燥；

（2）分别制备宽带隙钙钛矿前驱体溶液及窄带隙钙钛矿前驱体溶液，并分别对两种钙钛矿前驱体溶液进行雾化处理；