[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

说明书

本发明公开了一种JBS型有机无机杂化钙钛矿光电探测器及其制备方法，包括SiOsubgt;2/subgt;衬底，所述SiOsubgt;2/subgt;衬底的两侧均设置有金属电极，所述金属电极的两侧设有P型Si层，所述P型Si层的上端设有N型Si层，所述N型Si层的上端设有钙钛矿吸光层。本发明优点在于：本发明有机无机杂化钙钛矿材料同时结合了有机分子与无机分子的优势，无机组分提供了载流子有序传输所必须的分子网络，并能够提高此材料整体的热稳定性和机械稳定性，同时，有机组分使得该杂化材料易于大面积成膜，在器件的制备成本上表现出明显优势；本发明引入的结型肖特基势垒结构在一定反偏电压下，由于PN结耗尽区的存在，可以避免肖特基势垒降低效应，从而更好的抑制暗电流，提高光电探测器性能。

技术领域

本发明属于光电探测技术领域，尤其涉及一种JBS型有机无机杂化钙钛矿光电探测器及其制备方法。

背景技术

光电探测器的主要功能是捕获入射光区域的入射光子并且快速地将光信号转换成电信号，用于光捕获的半导体材料有效地吸收入射光、光激发后形成电子和空穴对，在内建电场或外场的作用下分离为电子和空穴并形成电流，通过电信号检测光信号；因此光电探测器在光通信、自动控制、视频成像，生化传感器，夜视，导弹制导等领域被广泛应用；

有机无机杂化钙钛矿材料因具有特殊的性能(较长的载流子寿命和扩散长度、可调的带隙、较高的载流子迁移率、较小的束缚能)，在光电探测器中有着潜在的应用，在300-800nm的光谱区间，有机无机杂化钙钛矿材料有着很高的外量子效率(EQE)，这为制备理想的高响应的光电探测器提供了条件，并且，有机无机杂化钙钛矿材料为直接带隙半导体材料其吸收系数达到了10^-4cm^-1，结合有机无机杂化钙钛矿半导体材料的特性，该材料在紫外－可见光区的光电探测器的应用逐渐被研究者所关注；

武汉大学的方国家、桂鹏彬等人提出了一种全无机钙钛矿微米片、肖特基型紫外光电探测器及制法，微米片的制备方法包括：步骤1.配制CsPbCl₃溶液；步骤2.将CsPbCl₃溶液滴加到衬底上，然后将另一片衬底覆盖在滴有CsPbCl₃溶液的衬底上，得到夹设有CsPbCl₃溶液的双层衬底；步骤3.将双层衬底移入盛有反溶剂的容器中，并使衬底高于液面，然后将容器密封；步骤4.将容器置于热台上，在30～70℃下，生长12～96h，最终在衬底上生长出CsPbCl₃钙钛矿微米片，进一步基于此制备得到具有ITO左电极/钙钛矿微米片/ITO右电极结构的探测器，该探测器具有响应度高、灵敏度高、响应恢复时间快等优点，并对紫外光具有选择性探测能力；然而有机-无机杂化钙钛矿光敏材料有望推动下一代溶液法制备、高响应度、快速、大线性动态范围光电探测器的发展，特别地，钙钛矿型光敏电阻具有低成本制备和易集成等特性，在便携式、大规模集成器件等领域越来越受到研究人员的关注，然而，光敏电阻相对于光二极管具有较高的暗电流仍然是限制钙钛矿型光敏电阻进一步发展的因素，光电探测器的暗电流问题难以解决，因此，亟需一种JBS型有机无机杂化钙钛矿光电探测器及其制备方法来解决以上问题。

发明内容

针对上述存在的技术不足，本发明的目的是提供一种JBS型有机无机杂化钙钛矿光电探测器及其制备方法，通过在器件结构中引入结型肖特基势垒结构来抑制暗电流的影响，以解决背景技术中提出的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

本发明提供一种JBS型有机无机杂化钙钛矿光电探测器，包括SiO₂衬底，所述SiO₂衬底的两侧均设置有金属电极，所述金属电极的两侧设有P型Si层，所述P型Si层的上端设有N型Si层，所述N型Si层的上端设有钙钛矿吸光层。

优选地，一种JBS型有机无机杂化钙钛矿光电探测器的制备方法，包括以下步骤：

(1)Si/SiO₂衬底的准备