CN109004049A - 光电探测器及其制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种光电探测器及其制作方法,通过在基底上自下而上依次设置第一电极、空穴传输层、包含有钙钛矿的光敏活性层、电子传输层和第二电极制作出具有垂直结构的光电探测器。所述光敏活性层中的钙钛矿与电子传输层之间形成PN结,从而构造了内建电场,由此仅需在第一电极和第二电极间施加0V偏压即可将光敏活性层产生的空穴和电子分离开来,实现了光电探测器的低驱动电压,有利于产品功耗的降低,而且空穴传输层和电子传输层分别设置在光敏活性层的上方和下方,这种垂直设置方式可加速空穴和电子的传输,由此提高了光电探测器的光电流,进而提高器件的光响应度;同时,所述光电探测器中各层均可是柔性材料,以满足便携性和多功能性的需求。

Description

光电探测器及其制作方法
技术领域
本发明涉及光电探测领域,特别涉及一种光电探测器及其制作方法。
背景技术
近几年,基于有机无机杂化钙钛矿的光伏器件由于其在光伏领域的高能量转换效率而受到人们的极大关注,同时,因为钙钛矿的低激子结合能、高外量子效率、长载流子寿命和抑制的缺陷密度而使其在光电探测和发光二极管等光电领域有着巨大的潜在价值。尤其在光电探测领域,现有的光电探测器使用过程中需要在两电极间施加高偏压才能将空穴和电子从光敏材料中分离出来,不利于器件的光响应度的提高以及产品功耗的降低。
因此,需要一种具有低驱动电压和高光响应度的光电探测器及其制作方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种光电探测器及其制作方法,以降低光电探测器的驱动电压,从而降低产品的功耗,同时也能提高光电探测器的光电流,进而提高器件的光响应度。
为实现上述目的,本发明提供了一种光电探测器,所述光电探测器具有垂直结构,所述光电探测器包括自下而上依次设置的基底、第一电极、空穴传输层、光敏活性层、电子传输层以及第二电极,所述光敏活性层的材料包括钙钛矿;且所述光敏活性层下方的各层均为透光的,和/或,所述光敏活性层上方的各层均为透光的。
可选的,所述光敏活性层包括二维结构或三维结构的钙钛矿。
可选的,所述钙钛矿的分子式为L2Kn-1QnX3n+1或KQX3,其中L为PEA+和/或BA+,K为CH(NH2)2 +、CH3NH3 +、CH3CH2NH3 +、N(CH3)4 +、C(NH2)3 +和Cs+中的至少一种,Q为Pb2+、Sn2+、Ge2+、Cu2+、Ni2+、Mn2+、Sb2+、Zn2+、Fe2+和Bi2+中的至少一种,X为Cl-、Br-、I-、CNS-、BF4 -和PF6 -中的至少一种,n大于等于2。
可选的,所述基底为硬质基底或柔性基底。
可选的,在所述第一电极和所述第二电极间施加的偏压为0V。
本发明还提供了一种光电探测器的制作方法,包括:
提供基底,在所述基底上设置第一电极;
在所述第一电极上设置空穴传输层;
在所述空穴传输层上设置光敏活性层,所述光敏活性层的材料包括钙钛矿;
在所述光敏活性层上设置电子传输层;以及
在所述电子传输层上设置第二电极。
可选的,在所述基底上设置第一电极的方法包括喷涂或蒸镀;和/或,在所述第一电极上设置空穴传输层的方法包括旋涂、喷涂或蒸镀;和/或,在所述空穴传输层上设置光敏活性层的方法包括旋涂或喷涂;和/或,在所述光敏活性层上设置电子传输层的方法包括旋涂、喷涂或蒸镀;和/或,在所述电子传输层上设置第二电极的方法包括蒸镀或溅镀。
可选的,所述钙钛矿形成的方法包括:将苯基乙胺、碘甲胺、碘化亚铅分散在N,N-二甲基甲酰胺中搅拌,以得到前驱体溶液;再将所述前驱体溶液旋涂或喷涂在所述空穴传输层上。
可选的,在所述第一电极上形成空穴传输层之前,对形成有所述第一电极的所述基底进行臭氧预处理;和/或,在所述第一电极上形成空穴传输层之后,进行退火处理;和/或,在所述电子传输层上形成所述第二电极之前,先在所述电子传输层上形成一层缓冲层。
可选的,所述基底为硬质基底或柔性基底,当所述基底为柔性基底时,提供所述基底的步骤包括将所述柔性基底固定在一硬质载体上;且当所述光电探测器制作完成后,去除所述硬质载体。
本发明提供了光电探测器及其制作方法,所述光电探测器的垂直结构有利于空穴和电子的传输,有利于提高光电探测器的光电流,从而提高光电探测器的光响应度;进一步,光敏活性层的钙钛矿与电子传输层之间形成PN结,从而构造了内建电场,仅需在第一电极和第二电极间施加0V偏压即可将光敏活性层吸收光子而产生的空穴和电子分离开来,由此实现了低驱动电压,有利于产品功耗的降低;更进一步,所述电子传输层和所述第二电极之间形成有缓冲层,可以提高二者之间的能级匹配度,从而有利于空穴和电子的分离和传输。此外,所述光电探测器还可以是柔性光电探测器,具有柔性、可弯曲、可编织以及可贴合不规则表面,满足人们对电子器件的便携性和多功能性的要求。
附图说明
图1是本发明一实施例的光电探测器的结构示意图;
图2是图1所示的光电探测器的能级分布图;
图3是本发明一实施例的光电探测器的制作方法流程图;
图4a~4e是图3所示的光电探测器的制作方法中的器件结构示意图;
图5是本发明另一实施例的光电探测器的纵向结构剖面示意图。
其中,附图1~5的附图标记说明如下:
10-基底;20-第一电极;30-空穴传输层;40-光敏活性层;50-电子传输层;60-第二电极。
具体实施方式
为使本发明的目的、优点和特征更加清楚,以下结合附图1~5对本发明提出的光电探测器及其制作方法作进一步详细说明。需说明的是,附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例,仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
参阅图1,图1是本发明一实施例提供的一种光电探测器的结构示意图。本实施例的光电探测器包括基底10、第一电极20、空穴传输层30、光敏活性层40、电子传输层50和第二电极60,所述第一电极20位于所述基底10上,所述空穴传输层30位于所述第一电极20上,所述光敏活性层40位于所述空穴传输层30上,所述电子传输层50位于所述光敏活性层40上,所述第二电极60位于所述电子传输层50上,所述光电探测器具有垂直结构,垂直结构的光电探测器可以加速空穴和电子的传输,而且空穴传输层30和电子传输层50分别设置在光敏活性层40的上方和下方,这种垂直设置方式更有利于加速所述空穴和电子的传输,提高光电探测器的光电流,从而提高器件的光响应度。
所述基底10的材料可以是透光性为30-100%的绝缘材料,可以是硬质基底,例如坚硬的玻璃、石英等。
所述第一电极20包括具有透光性并易附着在所述基底10上的导电材料,可以是氧化铟锡(ITO)、FTO或AZO等。
所述空穴传输层30包括具有透光性并可传输空穴载流子的材料,可以是聚3,4-乙烯二氧噻吩/聚苯乙烯磺酸盐(PEDOT:PSS)、2,2',7,7'-四[N,N-二(4-甲氧基苯基)氨基]-9,9'-螺二芴(spiro-OMeTAD)、三氧化钼(MoO3)、聚3-己基噻吩(P3HT)中的一种或多种。
所述光敏活性层40为可吸收光子并产生电子和空穴载流子的材料,可以仅为一种钙钛矿形成的结构,也可以是多种钙钛矿组合形成的结构,还可以是至少一种钙钛矿和光敏树脂等其他光敏活性材料组合形成的结构,各钙钛矿的结构可以是二维结构或三维结构。其中,所述二维结构可以是覆盖在所述空穴传输层30上的完整薄膜或者层状结构(可以单层,也可以多层堆叠),也可以是通过刻蚀膜层形成的网状结构,还可以是平行排列的多条钙钛矿纳米线组成(纳米线之间可以填充光敏树脂等其他光敏活性材料)等,二维结构的钙钛矿具有优良的稳定性,在空气中性能稳定,其分子式可以为L2Kn-1QnX3n+1,其中L为PEA+和/或BA+,K为CH(NH2)2 +、CH3NH3 +、CH3CH2NH3 +、N(CH3)4 +、C(NH2)3 +和Cs+中的至少一种,Q为Pb2+、Sn2+、Ge2+、Cu2+、Ni2+、Mn2+、Sb2+、Zn2+、Fe2+和Bi2+中的至少一种,X为Cl-、Br-、I-、CNS-、BF4 -和PF6 -中的至少一种,n大于等于2。所述三维结构的钙钛矿的分子式可以为KQX3,其中K为CH(NH2)2 +、CH3NH3 +、CH3CH2NH3 +、N(CH3)4 +、C(NH2)3 +和Cs+中的至少一种,Q为Pb2+、Sn2+、Ge2+、Cu2+、Ni2+、Mn2+、Sb2+、Zn2+、Fe2+和Bi2+中的至少一种,X为Cl-、Br-、I-、CNS-、BF4 -和PF6 -中的至少一种,三维结构的钙钛矿具有高的载流子传输能力,适合应用在垂直结构的光电探测器中。
所述电子传输层50为可传输电子载流子的材料,可以具有透光性,包括但不限于富勒烯衍生物PCBM或二氧化钛(TiO2),光敏活性层40的钙钛矿可以与电子传输层50之间形成PN结,从而形成了内建电场,使得向第一电极和第二电极间施加0V偏压即可将空穴和电子分离开来。
所述第二电极60可以选择与所述电子传输层50的能级匹配的导电材料,这样有利于空穴和电子的分离和传输,提高光电转换效率,所述第二电极的材料可以具有透光性,包括但不限于金属铝(Al)、金(Au)、银(Ag)、氧化铟锡(ITO)、FTO中的一种或多种,同时,为了更充分的分离空穴和电子,可以在电子传输层50和第二电极60之间加入缓冲层,缓冲层的材料可以是4,7-二苯基-1,10-邻二氮杂菲(Bphen)。此外,第二电极60上还可以设置盖板(未图示),以与基底10形成封装空间,来保护第一电极20、空穴传输层30、光敏活性层40、电子传输层50和第二电极60。
本实施例中,基底10、第一电极20和空穴传输层30均为透光的,由此,光从光电探测器的基底10处射入,经第一电极20和空穴传输层30传输至光敏活性层40,光敏活性层40可响应从下方入射的光,进而实现光探测,即本实施例的光电探测器可以实现下方入射光的探测。
图2为图1所示的光电探测器的能级分布图,从图中可看出,第一电极20选用的ITO的能级是-4.8eV,空穴传输层30选用的PEDOT:PSS的能级范围是-5.2eV至-3.3eV,光敏活性层40的钙钛矿的能级范围是-5.4eV至-3.87eV,电子传输层50选用的PCBM的能级范围是-6.0eV至-4.0eV,电子传输层50选用的Al的能级是-4.2eV。从图中标注的能级数据来看,PEDOT:PSS的最低未占分子轨道(LUMO)能级-3.3eV,比钙钛矿的-3.87eV高,表明钙钛矿中分离的电子可以被PEDOT:PSS阻挡,而PEDOT:PSS的最高占据分子轨道(HOMO)能级-5.2eV与钙钛矿的-5.4eV相近,表明钙钛矿分离的空穴可以通过PEDOT:PSS传输并被ITO收集;另外,PCBM的HOMO能级-6.0eV,比钙钛矿的-5.4eV低,表明钙钛矿分离的空穴可以被PCBM阻挡,而PCBM的LUMO能级-4.0eV与钙钛矿的-3.87eV相近,表明钙钛矿分离的电子可以被传输并被Al收集,因此,第一电极20、空穴传输层30、光敏活性层40、电子传输层50和第二电极60之间的能级匹配良好,空穴和电子可以高效的分离和传输。
需要说明的是,本发明的技术方案并不仅仅限定于此,在本发明其他实施例中,所述光电探测器可以用于实现上方入射光的探测,或者,用于实现上方和下方入射光的探测。当所述光电探测器用于实现上方入射光的探测时,光敏活性层40上方的各层,包括电子传输层50、第二电极60以及盖板也可以均为透光的,此时,光可以从盖板向下入射,经第二电极60、电子传输层50传输至光敏活性层40,光敏活性层40可响应从上方入射的光,进而实现光探测;当所述光电探测器用于实现上方和下方入射光的探测时,基底10、第一电极20、空穴传输层30、光敏活性层40、电子传输层50和第二电极60以及盖板均为透光的,光可以从基底10向上入射,也可以从盖板向下入射,还可以同时从基底10和盖板处射入,光敏活性层40都能响应入射的光,进而实现光探测,这样,可以使光电探测器满足不同方向射入光源的应用需求。
本实施例还提供一种光电探测器的制作方法,如图3是本发明一实施例的光电探测器的制作方法流程图,图4a~4e是图3所示的光电探测器的制作方法中的器件结构示意图,从图中看出所述光电探测器是垂直结构。所述光电探测器的制作方法包括:
步骤S3-A、提供基底10,在所述基底10上设置第一电极20;
步骤S3-B、在所述第一电极20上设置空穴传输层30;
步骤S3-C、在所述空穴传输层30上设置光敏活性层40,所述光敏活性层的材料包括钙钛矿;
步骤S3-D、在所述光敏活性层40上设置电子传输层50;
步骤S3-E、在所述电子传输层50上设置第二电极60。
下面根据图3和图4a~4e更为详细的介绍本实施例提供的光电探测器的制作方法。
首先,请参考图4a,按照步骤S3-A,找到合适的基底10,所述基底10的材料可以是透光率为30%~100%的绝缘材料,例如透光率为40%、50%、60%、75%、80%、90%等,所述基底10可以是硬质基底,以用于制作不可弯曲的电子产品,包括但不限于坚硬的玻璃、石英;然后,在基底10上设置第一电极20,设置的方法包括喷涂或蒸镀,第一电极20包括具有透光性并易附着在所述基底10上的导电材料,所述第一电极20可以是氧化铟锡(ITO)、FTO或AZO等,所述第一电极的厚度大约为10nm~1000nm,例如为50nm、100nm、200nm、300nm、500nm、600nm、750nm、900nm等,可以通过调整喷涂或蒸镀的速度和时间来得到所需的厚度。
然后,请参考图4b,按照步骤S3-B,在所述第一电极20上设置空穴传输层30,设置的方法包括旋涂、喷涂或蒸镀。所述空穴传输层30可以包括具有透光性的材料,可以是聚3,4-乙烯二氧噻吩/聚苯乙烯磺酸盐(PEDOT:PSS)、2,2',7,7'-四[N,N-二(4-甲氧基苯基)氨基]-9,9'-螺二芴(spiro-OMeTAD)、三氧化钼(MoO3)、聚3-己基噻吩(P3HT)中的一种或多种。当所述空穴传输层30选择PEDOT:PSS时,具体可按照如下方法制作:首先,可以将附有第一电极20的基底10先在臭氧中进行预处理,预处理的时间可以是15min~30min,例如为20min、25min等,这样可以增加表面的含氧官能团,改善空穴传输层30与第一电极20之间的接触角,从而有利于空穴传输层30附着在第一电极20上;然后,可以将约200μL的PEDOT:PSS滴涂在第一电极20上,再以2000r.p.m.~4000r.p.m.(例如为2500r.p.m.、3000r.p.m.、3500r.p.m.等)的速度旋涂40s~80s(例如为50s、60s等),得到厚度约为60nm~100nm(例如为75nm、80nm、90nm等)的PEDOT:PSS层,可以通过调整滴涂的PEDOT:PSS的量来得到所需的厚度;最后,再在空气中进行退火处理,退火使用的温度可以是100℃~130℃(例如为110℃、120℃等),退火的时间可以是20min~40min(例如为25min、30min等),溶剂蒸发后使其形成更加致密的PEDOT:PSS薄膜,得到所需的空穴传输层30。当空穴传输层30选择spiro-OMeTAD时,可以先将spiro-OMeTAD溶解在氯苯中,然后旋涂在第一电极20上,最后退火处理后得到所需的空穴传输层30,可以通过调整旋涂的量来得到所需的厚度。当空穴传输层30选择MoO3时,可以采用蒸镀的方式将其设置在第一电极20上,MoO3的厚度约为4nm~400nm,例如为50nm、100nm、200nm、300nm等,可通过调整蒸镀的时间来得到所需的厚度。
然后,请参考图4c,按照步骤S3-C,可以采用包括旋涂或喷涂等工艺在所述空穴传输层30上设置光敏活性层40。形成的所述光敏活性层40的材料可以包括二维结构或三维结构的钙钛矿,所述二维结构的钙钛矿的分子式可以为L2Kn-1QnX3n+1,其中L为PEA+和/或BA+,K为CH(NH2)2 +、CH3NH3 +、CH3CH2NH3 +、N(CH3)4 +、C(NH2)3 +和Cs+中的至少一种,Q为Pb2+、Sn2+、Ge2+、Cu2+、Ni2+、Mn2+、Sb2+、Zn2+、Fe2+和Bi2+中的至少一种,X为Cl-、Br-、I-、CNS-、BF4 -和PF6 -中的至少一种,n大于等于2;所述三维结构的钙钛矿的分子式可以为KQX3,其中K为CH(NH2)2 +、CH3NH3 +、CH3CH2NH3 +、N(CH3)4 +、C(NH2)3 +和Cs+中的至少一种,Q为Pb2+、Sn2+、Ge2+、Cu2+、Ni2+、Mn2 +、Sb2+、Zn2+、Fe2+和Bi2+中的至少一种,X为Cl-、Br-、I-、CNS-、BF4 -和PF6 -中的至少一种。
当二维结构的钙钛矿的分子式L2Kn-1QnX3n+1中的L、K、Q和X分别为PEA+、CH3NH3 +、Pb2+和I-,且n=4时,所需制作的二维结构的钙钛矿是(PEA)2MA3Pb4I13,具体可通过如下方法制作:可以将0.06g苯基乙胺(PEA)、0.117g碘甲胺(MAI)和0.453g碘化亚铅(PbI2)分散在1mL的N,N-二甲基甲酰胺(DMF)中,常温搅拌50min~70min(例如为55min、60min等),得到前驱体溶液,然后将100μL的前驱体溶液滴涂在空穴传输层30上,以4000r.p.m.~6000r.p.m.(例如为4500r.p.m.、5000r.p.m.、5500r.p.m.等)的速度旋涂25s~40s(例如为30s、35s等),得到厚度约为100nm的钙钛矿薄膜(PEA)2MA3Pb4I13,其中,可以通过调整滴涂的前驱体溶液的量来调整钙钛矿层的厚度,例如100nm~1200nm。当然也可以选择KQX3中的任意一种或多种材料旋涂或喷涂在空穴传输层30上制作这种二维结构,或者进一步结合光刻和刻蚀工艺将所述钙钛矿薄膜图案化成由钙钛矿纳米线交叉或堆叠而成的二维结构。
当所需制作的三维结构的钙钛矿是CH3NH3PbI3时,可以先将CH3NH3I溶于N,N-二甲基甲酰胺(DMF)中,再将得到的溶液与碘化亚铅(PbI2)混合后在一定的温度下搅拌一段时间后得到CH3NH3PbI3前驱体溶液,最后将前驱体溶液滴在空穴传输层30上,在一定的转速下旋涂一段时间后得到钙钛矿CH3NH3PbI3,其厚度也可以通过调整前驱体溶液的量来调整;同时,也可以选择KQX3中的任意一种或多种材料旋涂或喷涂在空穴传输层30上制作三维结构的钙钛矿。
然后,请参考图4d,按照步骤S3-D,在所述光敏活性层40上设置电子传输层50,设置的方法包括旋涂、喷涂或蒸镀。所述电子传输层50可以包括具有透光性的材料,包括但不限于富勒烯衍生物PCBM或二氧化钛(TiO2)。当电子传输层50选择的是PCBM时,具体可通过如下方法制作:首先,可以将20mg的PCBM分散在1mL的氯苯中,形成溶液;然后,取所述溶液100μL滴涂在光敏活性层40上,并以2000r.p.m.~5000r.p.m.(例如为2500r.p.m.、3000r.p.m.、3500r.p.m.等)的速度旋涂50s~70s,例如为55s、60s等,得到厚度约为80nm的电子传输层50,可以通过调整滴涂溶液的量来得到理想厚度的电子传输层50,例如10nm~300nm。当电子传输层50选择的是TiO2时,可采用蒸镀的方法在光敏活性层40上制备一层致密的TiO2作为电子传输层50,厚度可以是10nm~30nm,例如为15nm、20nm、25nm等。电子传输层50和光敏活性层40之间形成PN结,从而构造了内建电场,使得在第一电极和第二电极间仅施加0V偏压即可将空穴和电子分离开来。
最后,请参考图4e,按照步骤S3-E,在电子传输层50上设置第二电极60,设置的方法包括蒸镀或溅镀。所述第二电极60可以包括具有透光性的材料,包括但不限于金属铝(Al)、金(Au)、银(Ag)、氧化铟锡(ITO)、FTO中的一种或多种。当制作的所述第二电极60是金属铝(Al)电极时,具体可通过如下方法制作:可以先在电子传输层50上蒸镀一层4,7-二苯基-1,10-邻二氮杂菲(Bphen),再蒸镀一层金属铝(Al),具体地,可以在真空条件下分别以(例如为等)和 (例如为等)的速度蒸镀3nm的Bphen和100nm的金属铝(Al),蒸镀Bphen和Al的厚度可以通过调整蒸镀速度和时间进行调整,例如Bphen调整为3nm~20nm,Al调整为50nm~300nm。其中,Bphen可以作为金属铝(Al)和电子传输层50之间的缓冲层,缓冲层的存在可以提高第二电极60和电子传输层50之间的能级匹配度,从而有利于空穴和电子的分离和传输。当制作的所述第二电极60是氧化铟锡(ITO)电极时,可采用溅镀的方法将其设置在电子传输层50上,厚度可以为10nm~1000nm,例如为20nm、50nm、100nm、500nm等。
如图5所示,本发明另一实施例提供一种光电探测器,与图1所示的实施例中的光电探测器的区别在于,本实施例中的光电探测器是柔性光电探测器,具有柔性、可弯曲、可编织以及可贴合不规则表面,其基底10、第一电极20、空穴传输层30、光敏活性层40、电子传输层50和第二电极60等各层均是柔性材料,尤其所述基底10是柔性基底,以满足便携性和多功能性的需求。所述基底10例如包括聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚二甲基硅氧烷(PDMS)或聚酰亚胺(PI)等具有透光性的柔性材料,本实施例中光电探测器的第一电极20、空穴传输层30、光敏活性层40、电子传输层50和第二电极60所选用的材料可从图1所示实施例中光电探测器的材料中选择具有柔性的材料。
本实施例还提供了一种光电探测器的制作方法,与图1所示的实施例中的光电探测器的制作方法的区别在于,因为所述基底10为柔性材料,制作光电探测器时,首先,将所述基底10先固定在一种硬质载体上,固定的方式可以是旋涂或喷涂,所述硬质载体可以是玻璃、蓝宝石衬底等,这里所述的硬质载体可以不具有透光性;然后,再按照图3所示的光电探测器的制作流程完成第一电极20、空穴传输层30、光敏活性层40、电子传输层50和第二电极60的制作,具体过程可以参考上文的步骤S3-A~步骤S3-E的描述,在此不再赘述;接着,待整个光电探测器的制作完成后,将整个光电探测器从硬质载体上取下,由此可以得到一柔性光电探测器,该柔性光电探测器具有柔性、可弯曲、可编织以及可贴合不规则表面,这样,使得具有该柔性光电探测器的产品上更加具有便携性和多功能性。
综上所述,本发明提供了光电探测器及其制作方法,所述光电探测器具有垂直结构,在基底材料上依次设置了第一电极、空穴传输层、光敏活性层、电子传输层和第二电极,其中,光敏活性层包括钙钛矿,钙钛矿可以是二维或三维结构。所述光电探测器的垂直结构有利于空穴和电子的传输,进而有利于提高光电探测器的光电流,从而提高器件的光响应度;进一步,所述光敏活性层的钙钛矿与电子传输层之间形成PN结,从而构造了内建电场,由此在第一电极和第二电极间仅施加0V偏压即可将光敏活性层吸收光子而产生的空穴和电子分离开来,从而实现了更低的驱动电压,有利于产品功耗的降低;更进一步,电子传输层和第二电极之间形成有缓冲层,可以提高二者之间的能级匹配度,从而进一步有利于空穴和电子的分离和传输。此外,在柔性基底上制作的柔性光电探测器具有柔性、可弯曲、可编织以及可贴合不规则表面,使得具有该光电探测器的产品更加具有便携性和多功能性。
上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述,并非对本发明范围的任何限定,本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰,均属于权利要求书的保护范围。

Claims (10)

1.一种光电探测器,其特征在于,所述光电探测器具有垂直结构,所述光电探测器包括自下而上依次设置的基底、第一电极、空穴传输层、光敏活性层、电子传输层以及第二电极,所述光敏活性层的材料包括钙钛矿;且所述光敏活性层下方的各层均为透光的,和/或,所述光敏活性层上方的各层均为透光的。
2.如权利要求1所述的光电探测器,其特征在于,所述光敏活性层包括二维结构或三维结构的钙钛矿。
3.如权利要求2所述的光电探测器,其特征在于,所述钙钛矿的分子式为L2Kn-1QnX3n+1或KQX3,其中L为PEA+和/或BA+,K为CH(NH2)2 +、CH3NH3 +、CH3CH2NH3 +、N(CH3)4 +、C(NH2)3 +和Cs+中的至少一种,Q为Pb2+、Sn2+、Ge2+、Cu2+、Ni2+、Mn2+、Sb2+、Zn2+、Fe2+和Bi2+中的至少一种,X为Cl-、Br-、I-、CNS-、BF4 -和PF6 -中的至少一种,n大于等于2。
4.如权利要求1所述的光电探测器,其特征在于,所述基底为硬质基底或柔性基底。
5.如权利要求1至4中任一项所述的光电探测器,其特征在于,在所述第一电极和所述第二电极间施加的偏压为0V。
6.一种光电探测器的制作方法,其特征在于,包括:
提供基底,在所述基底上设置第一电极;
在所述第一电极上设置空穴传输层;
在所述空穴传输层上设置光敏活性层,所述光敏活性层的材料包括钙钛矿;
在所述光敏活性层上设置电子传输层;以及
在所述电子传输层上设置第二电极。
7.如权利要求6所述的光电探测器的制作方法,其特征在于,在所述基底上设置第一电极的方法包括喷涂或蒸镀;和/或,在所述第一电极上设置空穴传输层的方法包括旋涂、喷涂或蒸镀;和/或,在所述空穴传输层上设置光敏活性层的方法包括旋涂或喷涂;和/或,在所述光敏活性层上设置电子传输层的方法包括旋涂、喷涂或蒸镀;和/或,在所述电子传输层上设置第二电极的方法包括蒸镀或溅镀。
8.如权利要求7所述的光电探测器的制作方法,其特征在于,所述钙钛矿形成的方法包括:将苯基乙胺、碘甲胺、碘化亚铅分散在N,N-二甲基甲酰胺中搅拌,以得到前驱体溶液;再将所述前驱体溶液旋涂或喷涂在所述空穴传输层上。
9.如权利要求6所述的光电探测器的制作方法,其特征在于,在所述第一电极上形成空穴传输层之前,对形成有所述第一电极的所述基底进行臭氧预处理;和/或,在所述第一电极上形成空穴传输层之后,进行退火处理;和/或,在所述电子传输层上形成所述第二电极之前,先在所述电子传输层上形成一层缓冲层。
10.如权利要求6至9中任一项所述的光电探测器的制作方法,其特征在于,所述基底为硬质基底或柔性基底,当所述基底为柔性基底时,提供所述基底的步骤包括将所述柔性基底固定在一硬质载体上;且当所述光电探测器制作完成后,去除所述硬质载体。
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