[发明专利]非倒装键合体式双波段量子点像元、焦平面阵列及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种非倒装键合体式双波段量子点像元，其特征在于，所述像元包括底电极、顶电极及位于所述顶电极与底电极之间的空穴传输层、红外感光膜层与可见光感光膜层，所述红外感光膜层包括硫系汞胶体量子点本征层及硫系银胶体量子点掺杂层，所述可见光感光膜层包括电子传输层与碲化镉胶体量子点层，且硫系银胶体量子点掺杂层、硫系汞胶体量子点本征层、电子传输层与碲化镉胶体量子点层构成P-N-P异质结。

2.根据权利要求1所述非倒装键合体式双波段量子点像元，其特征在于，所述电子传输层材质为硒化镉、硫化镉或氧化锌中任意一种。

3.根据权利要求1所述非倒装键合体式双波段量子点像元，其特征在于，所述空穴传输层材质为DMSO、NiO_x或PEDOT:PSS中任意一种。

4.根据权利要求1～3中任意一项所述非倒装键合体式双波段量子点像元，其特征在于，所述硫系银胶体量子点掺杂层厚度小于硫系汞胶体量子点本征层，所述电子传输层厚度小于碲化镉胶体量子点层。

5.根据权利要求4所述非倒装键合体式双波段量子点像元，其特征在于，所述底电极材质为复合在硅衬底上的红外透明导电材料，所述顶电极材质为金属导电材料。

6.根据权利要求5所述非倒装键合体式双波段量子点像元，其特征在于，所述像元自下至上由复合在硅衬底上ITO、碲化镉胶体量子点层、氧化锌层、碲化汞胶体量子点本征层、碲化银胶体量子点掺杂层、PEDOT:PSS层、金电极组成，其中，所述碲化镉胶体量子点层厚度为400～600nm，氧化锌层厚度为30～50nm，碲化汞胶体量子点本征层厚度为400～600nm，碲化银胶体量子点掺杂层厚度为30～50nm，PEDOT:PSS层厚度为30～50nm，金电极厚度为30～50nm。

7.一种非倒装键合体式双波段量子点像元的制备方法，其特征在于，它包括如下步骤：

1)选择底电极；

2)制备碲化镉胶体量子点层：在底电极上表面涂覆碲化镉胶体量子点墨水，然后置于热板上放置一段时间，再放入CdCl₂饱和溶液中处理，取出后采用异丙醇冲洗掉多余的CdCl₂溶液，继续置于热板上烧结，整个过程重复多次，制得碲化镉胶体量子点层；

3)制备电子传输层：取电子传输层溶液涂覆于步骤1)碲化镉胶体量子点层上表面，然后置于热板上退火处理制得电子传输层；

4)制备硫系汞胶体量子点本征层：在步骤3)制备的电子传输层上表面涂覆硫系汞胶体量子点墨水，然后滴加1,2-乙二硫醇处理一段时间，采用异丙醇冲洗掉多余的1,2-乙二硫醇，再滴加HgCl₂的甲醇溶液处理，用异丙醇冲洗掉多余的HgCl₂，用匀胶机旋掉多余异丙醇，整个过程重复多次，制得硫系汞胶体量子点层；

5)制备硫系银胶体量子点掺杂层：在步骤4)制备的硫系汞胶体量子点本征层上表面涂覆硫系银胶体量子点墨水，然后在HgCl₂的甲醇溶液中处理，取出后采用异丙醇冲洗掉残余的HgCl₂，用匀胶机旋掉多余异丙醇；制得硫系银胶体量子点掺杂层；

6)制备空穴传输层：在步骤5)制备的硫系银胶体量子点掺杂层上表面涂覆空穴传输层溶液，然后置于热板上退火处理制得空穴传输层；

7)封装顶电极：在步骤6)制备的空穴传输层上表面蒸镀金属导电材料形成顶电极。

8.根据权利要求7所述非倒装键合体式双波段量子点像元的制备方法，其特征在于，所述涂覆方式包括滴涂、喷涂、旋涂、刀刮或墨水打印中的一种或两种或多种。

9.一种非倒装键合体式双波段量子点焦平面阵列，其特征在于，它包括读出电路及在所述读出电路上呈行列阵列排布的若干个权利要求1～6中任意一项或权利要求7所述非倒装键合体式双波段量子点像元。

10.一种非倒装键合体式双波段量子点焦平面阵列在可见光390nm～760nm和/或短波红外1.5um～2.5um中的应用。