[发明专利]一种光探测方法及光探测器

说明书

本申请提供一种光探测方法及光探测器，光探测器可以包括第一电极和第二电极，以及第一电极和第二电极之间的钙钛矿层。本申请实施例中，通过外置偏压施加一定电场对光探测器进行极化处理，使钙钛矿层中的导电离子分别迁移至第一电极和钙钛矿层之间的第一界面处，以及第二电极和钙钛矿层之间的第二界面处，这样在钙钛矿层内部产生自建电场并实现载流子的定向分离并传输至两侧电极，光探测器进行电流检测时无需外置驱动电压。因此，本申请得到的光探测器具有器件结构简单和自驱动的特性。

技术领域

本申请涉及能源技术领域，特别涉及一种光探测方法及光探测器。

背景技术

钙钛矿材料最早于上个世纪70年代被报道，因其具有高的吸光系数、小的激子结合能、高的载流子迁移率、较长的扩散距离和低的能级缺陷密度等优异的半导体性质，在光探测器、太阳能电池、电致发光等领域均得到了广泛研究和应用。但是，由于钙钛矿材料自身稳定性较差，器件的实际应用受到一定程度限制。

与传统的商业化GaN、Si和InGaAs光探测器相比，钙钛矿光探测器显示出较高外量子效率(90％)和探测灵敏度(10¹⁴Jones)、大的信噪比以及高线性动态范围(100dB)，具有明显的优势。此外，钙钛矿光探测器不需要高的驱动电压，工作温度要求低，可溶液加工制备，在实现低成本商业化应用方面有着巨大前景。

目前，光电探测器按器件结构主要分为光电导型探测器和光伏型探测器两种。光电导型探测器的器件结构简单，稳定性较好，但工作时需要提供外置偏压，。而光伏型探测器可以在无偏压下正常工作，但必须以半导体PN结为结构基础，形成内建电场，半导体PN结通常由P型半导体和N型半导体组成，例如电子传输层和空穴传输层，因此具有较复杂的器件结构，同时引入更多界面，不利于器件质量的把控。

发明内容

有鉴于此，本申请的目的在于提供一种光探测方法及光探测器，得到现器件结构简单的自驱动型光探测器。

为实现上述目的，本申请提供了一种光探测方法，应用于光探测器，所述光探测器包括第一电极和第二电极，以及所述第一电极和所述第二电极之间的钙钛矿层，所述方法包括：

通过外置偏压对所述光探测器进行极化处理，以使所述钙钛矿层中的导电离子分别迁移至所述第一电极和所述钙钛矿层之间的第一界面处，以及所述第二电极和所述钙钛矿层之间的第二界面处；

完成所述光探测器的极化处理后，对所述光探测器进行电流检测。

可选的，所述外置偏压的电场强度范围为0.5～2V/μm。

可选的，所述光探测器的极化处理时间为1～300秒。

可选的，所述钙钛矿层经过巯基乙胺掺杂处理。

可选的，所述钙钛矿层中钙钛矿材料和巯基乙胺的摩尔比例为1:0.01～1:0.5。

可选的，所述钙钛矿层的厚度范围为100～1000nm。本申请还提供了一种光探测器，包括：

第一电极和第二电极，以及所述第一电极和所述第二电极之间的钙钛矿层；对所述光探测器进行电流检测之前，通过外置偏压对所述光探测器进行极化处理，以使所述钙钛矿材料中的导电离子分别迁移至所述第一电极和所述钙钛矿层之间的第一界面处，以及所述第二电极和所述钙钛矿层之间的第二界面处。

可选的，所述钙钛矿层经过巯基乙胺掺杂处理。

可选的，所述钙钛矿层中钙钛矿材料和巯基乙胺的摩尔比例为1:0.01～1:0.5。

可选的，所述钙钛矿层的厚度范围为100～1000nm。