[发明专利]一种JBS型有机无机杂化钙钛矿光电探测器及其制备方法

权利要求书

1.一种JBS型有机无机杂化钙钛矿光电探测器，其特征在于：包括SiO2衬底(5)，所述SiO2衬底(5)的两侧均设置有金属电极(4)，所述金属电极(4)的两侧设有P型Si层(3)，所述P型Si层(3)的上端设有N型Si层(2)，所述N型Si层(2)的上端设有钙钛矿吸光层(1)。

2.如权利要求1所述的一种JBS型有机无机杂化钙钛矿光电探测器的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)Si/SiO₂衬底的准备

将Si/SiO₂衬底浸入在A溶液中分别超声清洗10min后用气枪吹干，并将吹干的Si/SiO₂衬底放入氧等离子气体中处理30s；

(2)金属电极的制备

将准备的Si/SiO₂衬底通过光刻技术制作JBS结构的Au电极，为了曝光后容易剥离光刻胶，采用双层胶，光刻机下电子束曝光18s后快速显影6s，做出左右电极的结构图形，将显影后的Si/SiO₂衬底放入真空镀膜系统，真空度达到7x10-7pa时进行蒸镀金属得到左右电极间沟道距离为10微米的100nmAu电极；

(3)P型Si制备

在分别在制备好的金属电极左右两侧制备P型Si，首先用匀胶机将光刻胶均匀的旋涂在干净的金属电极及Si/SiO₂衬底上；旋涂光刻胶的衬底在100℃前烘1分钟；然后采用掩膜版进行曝光；曝光过后显影，显影液的配比为四甲基氢氧化氨：去离子水＝1：10，显影时间为60秒，然后在去离子水中漂洗15秒；漂洗过后的衬底在100℃后烘1分钟，之后通过MOCVD在金属电极上生长出P型Si，再进行去胶，除去多余的P型Si即可；

(4)N型Si制备

在P型Si层上制备N型Si层，同(3)步骤中相似的涂胶、光刻、显影，曝光出N型Si的结构图形，同样通过MOCVD生长N型Si，通过去胶处理后，在衬底表面的左右两侧就可获得对称的JBS结构的电极；

(5)钙钛矿光激活层的制备

称取一定量的乙酸铅(PB(Ac)₂·3H₂O)，通过搅拌将其完全溶解在1ml的B中，然后加入30ml的C中，充分搅拌5min后，前驱液的溶液变为黄色；利用移液枪吸取0.3ml甲氨溶液逐滴加入到前驱液中，发现溶液颜色由黄色逐渐变为黑灰色，将混合的前驱液充分搅拌10min后移至50ml的聚四氟乙烯反应釜中后密封，在一定温度下反应一段时间后自然冷却至室温，反应结束后，获得的黑色产物在室温下通过IPA离心清洗1-2次，然后在60°C下真空干燥4h，即可获得CH₃NH₃PbI₃晶体粉末；

称取一定量的CH₃NH₃PbI₃晶体粉末溶解在DMF溶液中，使其钙钛矿粉体充分溶解获得混合溶液，调节前驱混合溶液的浓度，并用移液枪吸取5ul的前驱混合溶液滴在玻璃片表面后在低速600rmp/min下旋涂6s后高速3000rmp/min下旋涂30s后，将玻璃片移至热台100℃下烘干100min，制得CH₃NH₃PbI₃钙钛矿光激活层，然后将钙钛矿激活层转移至上述步骤中制备好的JBS型电极上，至此，光电导型钙钛矿光电探测器器件制备完成。

3.如权利要求2所述的一种JBS型有机无机杂化钙钛矿光电探测器的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中A溶液为丙酮、无水乙醇、去离子溶液。

4.如权利要求2所述的一种JBS型有机无机杂化钙钛矿光电探测器的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中第一层胶为LOR10B，起保护作用和易剥离作用；慢转600rmp/min9s，快速转600rmp/min45s后在150℃下烘干5min，第二层胶为AZ1500，具有较好的光敏性，慢转600rmp/min6s后快转6000rmp/min30s，在90℃下烘干90s。