CN111312857B - 利用有机高分子材料降低钙钛矿探测器暗电流的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种利用有机高分子材料降低钙钛矿探测器暗电流的方法，通过对关键材料，特别是有机材料的具体种类及用量的调控，并对相应辐射探测器制备的工艺流程及关键步骤所使用的参数条件进行了一定的改进，对热喷涂工艺所采用的温度及时间进行设置，达到能够满足商业需求的多晶卤化物钙钛矿光电探测器，其结构为ITO/多晶CsPbBr3/Au电极。本发明制作的无机钙钛矿CsPbBr3探测器具有较低的暗电流数量级，较高的信噪比以及优异的水氧稳定性。该半导体探测器的制备方法步骤简单，成本低廉，过程低温可控，且所制备的CsPbBr3材料抗水氧能力优异，可将本发明方法运用于大规模商业生产，具有显著的产业化推广价值。

Description

利用有机高分子材料降低钙钛矿探测器暗电流的方法
技术领域
本发明涉及一种钙钛矿薄膜的制备方法和应用，特别是涉及一种优化钙钛矿多晶薄膜的制备方法和应用，应用于半导体探测器的制造工艺技术领域。
背景技术
半导体探测器凭借其迁移率高、稳定性高、分辨率好和灵敏度高等优点，在医疗、安防、高能粒子探测等军用或民用领域有着非常重要的作用。近年来，卤化物钙钛矿材料由于其优异的光电性能引起了科研界的热切关注，这种材料具有可调节的带隙、载流子迁移率高、载流子寿命长以及缺陷容忍性高等优良特性，使钙钛矿半导体探测器成为一种高质量、低成本、易制备的新型半导体探测器。目前常用的钙钛矿材料主要为有机-无机杂化卤素钙钛矿(例如，CH3NH3PbX3),其光电性能优异，但是水氧稳定性和热稳定性很差，且合成难度较高，制备环境复杂，不利于大面积制备半导体探测器，限制了其在光电领域的实际应用。因此，很有必要寻找组成和结构稳定的、且性能一样高效的光电材料。由于全无机卤化铅钙钛矿CsPbX3(X＝I，Br，Cl)具有合适的带隙，足以媲美有机无机杂化钙钛矿的高量子效率、高灵敏度，而且其合成所需的原料更为易获取和廉价，不用投入昂贵的仪器设备，所以它是一种非常有潜力的有机无机杂化钙钛矿材料的替代品。近年，CsPbBr3纳米晶薄膜、多晶薄膜多被用于可见光探测器，其光电器件光电开关比可达106，响应时间为微秒级别，证明其具有制备辐射探测器潜力。
而对于商业辐射探测器的应用，暗电流都需尽量小。如对直接型X-ray探测器而言，需要探测器的暗电流达到10-12～10-14A/mm2。目前无机钙钛矿CsPbBr3探测器虽然可以大规模大面积的制备，但是其暗电流为10-7～10-9A/mm2，噪声大，信噪比低，灵敏度等要求还达不到商业要求。
发明内容
为了解决现有技术问题，本发明的目的在于克服已有技术存在的不足，提供一种利用有机高分子材料降低钙钛矿探测器暗电流的方法，能制备高质量多晶CsPbBr3薄膜。本发明方法实现了具有高质量活性层，低暗电流的无机钙钛矿探测器，其结构为ITO/CsPbBr3钙钛矿多晶薄膜/Au电极的无机钙钛矿平面型半导体探测器。该半导体探测器的制备方法步骤简单，原料成本低，过程低温可控，且所制备的CsPbBr3材料在大气环境下十分稳定，可将此方法运用于大规模商业生产。我们制作的探测器具有很低的暗电流数量级以及较高的信噪比。
为达到上述发明创造目的，本发明采用如下技术方案：
一种利用有机高分子材料降低钙钛矿探测器暗电流的方法，通过在CsPbBr3前驱体溶液中添加有机高分子材料，再利用喷雾法制备多晶无机钙钛矿CsPbBr3材料，通过调控有机高分子材料添加量和多晶无机钙钛矿CsPbBr3材料的厚度，来调控钙钛矿材料薄膜的粗糙度，从而调控钙钛矿探测器暗电流密度。
作为本发明优选的技术方案，添加的所述有机高分子材料采用聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚酰亚胺(PI)、聚丙烯腈(PAN)、聚二甲基硅氧烷(PDMS)、三乙醇胺(TEA)中的任意一种或者任意几种的混合物。
作为本发明优选的技术方案，利用有机高分子材料降低钙钛矿探测器暗电流的方法，包括如下步骤：
a.衬底预处理：
将ITO衬底分别在丙酮、乙醇、去离子水中超声清洗至少15分钟，使用氮气吹干清洗洁净的ITO衬底，并将ITO衬底置于紫外臭氧机中处理15-30分钟，得到洁净干燥的ITO衬底；
b.CsPbBr3前驱体溶液的制备：
按照CsPbBr3的元素化学计量比，将PbBr2和CsBr作为溶质，分别溶解在两个烧瓶内的DMSO溶剂中，得到两种溶液，然后将两种溶液分别置于磁力搅拌器上搅拌直至完全溶解，再将完全溶解的两种溶液进行混合，继续搅拌至少1h，再使用0.22μm的滤嘴过滤溶液，然后在过滤后的澄清透明溶液中加入与DMSO等量的DMF，并加入溶解在氯苯溶剂中的PMMA溶液，混匀，得到CsPbBr3前驱体溶液，备用；
c.多晶CsPbBr3薄膜的制备：
将在所述步骤a中进行预处理完毕的ITO衬底置于加热台上，将喷涂机的喷枪位置调节至合适，设置所需气压后，通过喷头开始向ITO衬底表面喷涂在所述步骤b中制备的CsPbBr3前驱体溶液，在连续喷雾至少1h后，将得到的CsPbBr3液膜进行退火处理；然后重复喷涂和退火处理步骤至少1次，从而得厚度在10～200μm的多晶CsPbBr3薄膜；
d.多晶CsPbBr3光电探测器的制备：
在所述步骤b中制备的多晶CsPbBr3薄膜上设置电极掩膜版，以不高于1nm/min速度蒸镀金电极，从而获得厚度为40-60nm的图案化的金电极，得到结构为ITO/多晶CsPbBr3钙钛矿多晶薄膜/Au电极的无机钙钛矿平面型半导体探测器。
作为本发明优选的技术方案，在所述步骤b中，进行CsPbBr3前驱体溶液的制备时，按照CsPbBr3的元素化学计量比，将不低于3mmol的PbBr2和不低于3mmol的CsBr作为溶质，分别溶解在两个烧瓶内的2.9mL和15.0mL的DMSO溶剂中，得到两种溶液；然后在20℃下，将两种溶液分别置于磁力搅拌器上，以不低于500r/min的速度充分搅拌，直至完全溶解。
作为本发明优选的技术方案，在所述步骤b中，在将PMMA溶液加入混合溶液中制备CsPbBr3前驱体溶液时，PMMA溶液采用PMMA在氯苯溶液中的浓度不大于10mg/mL的溶液，并控制PMMA在CsPbBr3前驱体溶液中的质量比不低于0.21wt％。由此制备的CsPbBr3薄膜具有较低的表面粗糙度。
作为本发明进一步优选的技术方案，在所述步骤b中，在将PMMA溶液加入混合溶液中制备CsPbBr3前驱体溶液时，控制PMMA在CsPbBr3前驱体溶液中的质量比不低于1.11wt％。由此制备的CsPbBr3薄膜具有更低的表面粗糙度。
作为本发明更进一步优选的技术方案，在所述步骤b中，在将PMMA溶液加入混合溶液中制备CsPbBr3前驱体溶液时，控制PMMA在CsPbBr3前驱体溶液中的质量比不低于2.39～4.98wt％。由此制备的CsPbBr3薄膜具有非常低的表面粗糙度。
作为本发明优选的技术方案，在所述步骤c中，进行多晶CsPbBr3薄膜的制备时，控制加热台温度为120℃，设置气压不高于0.05MPa,喷头与衬底之间的距离为6cm，在连续喷雾至少1h后，在120℃进行退火处理至少1min；然后重复喷涂和退火处理步骤至少2次，从而得厚度在10～200μm的多晶CsPbBr3薄膜。
作为本发明优选的技术方案，在所述步骤c中，厚度在10～50μm的多晶CsPbBr3薄膜。
本发明与现有技术相比较，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著优点：
1.本发明方法通过在CsPbBr3前驱体溶液中添加有机高分子材料溶液，再通过喷雾法制备多晶无机钙钛矿CsPbBr3材料，从而改善该钙钛矿材料薄膜的形貌，降低以CsPbBr3作为活性材料的光电探测器的暗电流，并增加该探测器的信噪比；
2.本发明方法首次提出添加PMMA溶液，并结合CsPbBr3薄膜的厚度控制，与未加PMMA溶液制备的薄膜相比，加入PMMA之后，薄膜的表面粗糙度降低，在此薄膜基础上制备的光电探测器具有更低的暗电流，同时对光信号具有更高信噪比，CsPbBr3薄膜明显提高；本发明通过加入PMMA溶液改进了热喷涂法制备的全无机钙钛矿多晶CsPbBr3半导体探测器的方法，制备工艺流程易操作，实验原料成本低且易获取，避免昂贵实验设备的投入，制作周期短且重复性高；
3.本发明方法通过优化实验工艺方法，提供了薄膜质量高，稳定性好，有发展潜力的无机钙钛矿CsPbBr3薄膜；
4.本发明方法提供了一种优化钙钛矿探测器性能的方法，本发明所制备的半导体探测器对具有很低的暗电流和优异的光电响应；本发明方法简单易行，成本低，适合推广使用。
附图说明
图1为本发明各实施例本发明所制备的探测器的器件结构示意图。
图2为本发明实施例一和对比例制备的CsPbBr3材料的材料表征图。其中图2(a)为对比例方法所制备的多晶CsPbBr3材料的SEM图；图2(b)为本发明实施例一方法所制备的多晶CsPbBr3材料的SEM图。图2(c)为对比例方法所制备的多晶CsPbBr3材料的AFM图；
图2(d)为本发明实施例一方法所制备的多晶CsPbBr3材料的AFM图。
图3为本发明实施例一～实施例四方法所制备的含有不同浓度PMMA溶液的多晶CsPbBr3材料的SEM图。
图4为本发明实施例一方法所制备的多晶CsPbBr3探测器在405nm的激光器照射下的I-V特性曲线。
图5为本发明实施例一方法所制备的未封装的多晶CsPbBr3探测器在温度为25℃、湿度<30％的条件下的器件的光电流强度。
图6为本发明实施例五方法所制备的多晶CsPbBr3探测器在X-ray照射下的I-V特性曲线。
具体实施方式
以下结合具体的实施例子对上述方案做进一步说明，本发明的优选实施例详述如下：
实施例一：
在本实施例中，参见图1，一种利用有机高分子材料降低钙钛矿探测器暗电流的方法，包括如下步骤：
a.衬底预处理：
将尺寸为2cm×2cm的ITO衬底分别在丙酮、乙醇、去离子水中超声清洗15分钟，使用氮气吹干清洗洁净的ITO衬底，并将ITO衬底置于紫外臭氧机中处理15分钟，得到洁净干燥的ITO衬底；
b.CsPbBr3前驱体溶液的制备：
进行CsPbBr3前驱体溶液的制备时，按照CsPbBr3的元素化学计量比，将3mmol的PbBr2和3mmol的CsBr作为溶质，分别溶解在两个烧瓶内的2.9mL和15.0mL的DMSO溶剂中，得到两种溶液；然后在20℃下，将两种溶液分别置于磁力搅拌器上，以500r/min的速度充分搅拌，直至完全溶解；再将完全溶解的两种溶液进行混合，继续搅拌1h，再使用0.22μm的滤嘴过滤溶液，然后在过滤后的澄清透明溶液中加入与DMSO等量的DMF，并加入溶解在氯苯溶剂中的PMMA溶液，混匀，得到CsPbBr3前驱体溶液，备用；PMMA溶液采用PMMA在氯苯溶液中的浓度为10mg/mL的溶液，并控制PMMA在CsPbBr3前驱体溶液中的质量比为2.39wt％；
c.多晶CsPbBr3薄膜的制备：
将在所述步骤a中进行预处理完毕的ITO衬底置于加热台上，使用CPT230喷涂机喷涂CsPbBr3薄膜，控制加热台温度为120℃，设置气压为0.05MPa,喷头与衬底之间的距离为6cm，通过喷头开始向ITO衬底表面喷涂在所述步骤b中制备的CsPbBr3前驱体溶液，在连续喷雾1h后，将得到的CsPbBr3液膜在120℃进行退火处理1min；然后重复喷涂和退火处理步骤2次，从而得厚度在10μm的多晶CsPbBr3薄膜；
d.多晶CsPbBr3光电探测器的制备：
在所述步骤b中制备的多晶CsPbBr3薄膜上设置电极掩膜版，以1nm/min速度蒸镀金电极，从而获得厚度为50nm的图案化的金电极，可制备叉指或点电极，得到结构为ITO/多晶CsPbBr3钙钛矿多晶薄膜/Au电极的无机钙钛矿平面型半导体探测器。
实验测试分析：
对本实施例制备的无机钙钛矿平面型半导体探测器进行实验测试分析，参见图1-图5。
实施例二：
本实施例与实施例一基本相同，特别之处在于：
在本实施例中，参见图1，一种利用有机高分子材料降低钙钛矿探测器暗电流的方法，包括如下步骤：
a.本步骤与实施例一相同；
b.CsPbBr3前驱体溶液的制备：
进行CsPbBr3前驱体溶液的制备时，按照CsPbBr3的元素化学计量比，将3mmol的PbBr2和3mmol的CsBr作为溶质，分别溶解在两个烧瓶内的2.9mL和15.0mL的DMSO溶剂中，得到两种溶液；然后在20℃下，将两种溶液分别置于磁力搅拌器上，以500r/min的速度充分搅拌，直至完全溶解；再将完全溶解的两种溶液进行混合，继续搅拌1h，再使用0.22μm的滤嘴过滤溶液，然后在过滤后的澄清透明溶液中加入与DMSO等量的DMF，并加入溶解在氯苯溶剂中的PMMA溶液，混匀，得到CsPbBr3前驱体溶液，备用；PMMA溶液采用PMMA在氯苯溶液中的浓度为10mg/mL的溶液，并控制PMMA在CsPbBr3前驱体溶液中的质量比为0.21wt％；
c.多晶CsPbBr3薄膜的制备：
将在所述步骤a中进行预处理完毕的ITO衬底置于加热台上，使用CPT230喷涂机喷涂CsPbBr3薄膜，控制加热台温度为120℃，设置气压为0.05MPa,喷头与衬底之间的距离为6cm，通过喷头开始向ITO衬底表面喷涂在所述步骤b中制备的CsPbBr3前驱体溶液，在连续喷雾1h后，将得到的CsPbBr3液膜在120℃进行退火处理1min；然后重复喷涂和退火处理步骤2次，从而得厚度在15μm的多晶CsPbBr3薄膜；
d.本步骤与实施例一相同。
在本实施例中，本实施例在步骤b中的控制PMMA在CsPbBr3前驱体溶液中的质量比为0.21wt％，在步骤c中制备厚度在15μm的多晶CsPbBr3薄膜，其他条件与实施例一保持一致。
实施例三：
本实施例与前述实施例基本相同，特别之处在于：
在本实施例中，参见图1，一种利用有机高分子材料降低钙钛矿探测器暗电流的方法，包括如下步骤：
a.本步骤与实施例一相同；
b.CsPbBr3前驱体溶液的制备：
进行CsPbBr3前驱体溶液的制备时，按照CsPbBr3的元素化学计量比，将3mmol的PbBr2和3mmol的CsBr作为溶质，分别溶解在两个烧瓶内的2.9mL和15.0mL的DMSO溶剂中，得到两种溶液；然后在20℃下，将两种溶液分别置于磁力搅拌器上，以500r/min的速度充分搅拌，直至完全溶解；再将完全溶解的两种溶液进行混合，继续搅拌1h，再使用0.22μm的滤嘴过滤溶液，然后在过滤后的澄清透明溶液中加入与DMSO等量的DMF，并加入溶解在氯苯溶剂中的PMMA溶液，混匀，得到CsPbBr3前驱体溶液，备用；PMMA溶液采用PMMA在氯苯溶液中的浓度为10mg/mL的溶液，并控制PMMA在CsPbBr3前驱体溶液中的质量比为1.11wt％；
c.本步骤与实施例一相同；
d.本步骤与实施例一相同。
在本实施例中，本实施例在步骤b中的控制PMMA在CsPbBr3前驱体溶液中的质量比为1.11wt％；其他条件与实施例一保持一致，在步骤c中制备厚度为10μm的多晶CsPbBr3薄膜。
实施例四：
本实施例与前述实施例基本相同，特别之处在于：
在本实施例中，参见图1，一种利用有机高分子材料降低钙钛矿探测器暗电流的方法，包括如下步骤：
a.本步骤与实施例一相同；
b.CsPbBr3前驱体溶液的制备：
进行CsPbBr3前驱体溶液的制备时，按照CsPbBr3的元素化学计量比，将3mmol的PbBr2和3mmol的CsBr作为溶质，分别溶解在两个烧瓶内的2.9mL和15.0mL的DMSO溶剂中，得到两种溶液；然后在20℃下，将两种溶液分别置于磁力搅拌器上，以500r/min的速度充分搅拌，直至完全溶解；再将完全溶解的两种溶液进行混合，继续搅拌1h，再使用0.22μm的滤嘴过滤溶液，然后在过滤后的澄清透明溶液中加入与DMSO等量的DMF，并加入溶解在氯苯溶剂中的PMMA溶液，混匀，得到CsPbBr3前驱体溶液，备用；PMMA溶液采用PMMA在氯苯溶液中的浓度为10mg/mL的溶液，并控制PMMA在CsPbBr3前驱体溶液中的质量比为4.98wt％；
c.本步骤与实施例一相同；
d.本步骤与实施例一相同。
在本实施例中，本实施例在步骤b中的控制PMMA在CsPbBr3前驱体溶液中的质量比为4.98wt％；其他条件与实施例一保持一致，在步骤c中制备厚度为10μm的多晶CsPbBr3薄膜。
实施例五：
本实施例与前述实施例基本相同，特别之处在于：
在本实施例中，参见图1，一种利用有机高分子材料降低钙钛矿探测器暗电流的方法，包括如下步骤：
a.本步骤与实施例一相同；
b.本步骤与实施例一相同；
c.多晶CsPbBr3薄膜的制备：
将在所述步骤a中进行预处理完毕的ITO衬底置于加热台上，使用CPT230喷涂机喷涂CsPbBr3薄膜，控制加热台温度为120℃，设置气压为0.05MPa,喷头与衬底之间的距离为6cm，通过喷头开始向ITO衬底表面喷涂在所述步骤b中制备的CsPbBr3前驱体溶液，在连续喷雾1h后，将得到的CsPbBr3液膜在120℃进行退火处理1min；然后重复喷涂和退火处理步骤多次，直到得厚度在50μm的多晶CsPbBr3薄膜；
d.本步骤与实施例一相同。
在本实施例中，本实施例在步骤c中制备厚度为50μm的多晶CsPbBr3薄膜；其他条件与实施例一保持一致。对本实施例制备的无机钙钛矿平面型半导体探测器进行实验测试分析，参见图6。
对比例：
本对比例与实施例一基本相同，特别之处在于：
在对比例中，一种无机钙钛矿平面型半导体探测器的制备方法，包括如下步骤：
a.本步骤与实施例一相同；
b.CsPbBr3前驱体溶液的制备：
进行CsPbBr3前驱体溶液的制备时，按照CsPbBr3的元素化学计量比，将3mmol的PbBr2和3mmol的CsBr作为溶质，分别溶解在两个烧瓶内的2.9mL和15.0mL的DMSO溶剂中，得到两种溶液；然后在20℃下，将两种溶液分别置于磁力搅拌器上，以500r/min的速度充分搅拌，直至完全溶解；再将完全溶解的两种溶液进行混合，继续搅拌1h，再使用0.22μm的滤嘴过滤溶液，然后在过滤后的澄清透明溶液中加入与DMSO等量的DMF，得到CsPbBr3前驱体溶液，备用；
c.本步骤与实施例一相同；
d.本步骤与实施例一相同。
在本对比例中，本对比例在步骤b中控制PMMA在CsPbBr3前驱体溶液中的质量比为0，即未添加PMMA溶液，其他条件与实施例一保持一致，也制得厚度约为10μm的多晶CsPbBr3薄膜。对本实施例制备的无机钙钛矿平面型半导体探测器进行实验测试分析，参见图2。
综合上述实施例和对比例可知，图1为本发明各实施例本发明所制备的探测器的器件结构示意图。图2为本发明实施例一和对比例制备的CsPbBr3材料的材料表征图。其中图2(a)为对比例方法所制备的多晶CsPbBr3材料的SEM图；图2(b)为本发明实施例一方法所制备的多晶CsPbBr3材料的SEM图。图2(c)为对比例方法所制备的多晶CsPbBr3材料的AFM图；图2(d)为本发明实施例一方法所制备的多晶CsPbBr3材料的AFM图。图3为本发明实施例一～实施例四方法所制备的含有不同浓度PMMA溶液的多晶CsPbBr3材料的SEM图。从图2和图3中可以看出，在添加了适量的PMMA溶液后，多晶CsPbBr3薄膜表面平整度变好，粗糙度大大降低，薄膜的孔洞减少，且整体薄膜更加均匀致密。图4为本发明实施例一方法所制备的多晶CsPbBr3探测器在405nm的激光器照射下的I-V特性曲线。从图4中可以看出含有PMMA溶液的多晶CsPbBr3探测器具有更低的暗电流数量级，更好的信噪比。图5为本发明实施例一方法所制备的未封装的多晶CsPbBr3探测器在温度为25℃、湿度<30％的条件下的器件的光电流强度。从图5中可以发现经过40天器件的光电流强度只下降20％，说明多晶CsPbBr3具有良好的抗水氧能力。图6为本发明实施例五方法所制备的多晶CsPbBr3探测器在X-ray照射下的I-V特性曲线。从图6可以看出多晶CsPbBr3探测器有着很低的暗电流，高灵敏度，可以更好地满足商用X-ray探测器的需求。本发明通过寻找合适的材料以及其溶解方案，优化了热喷涂法制备钙钛矿薄膜的各种参数，得到了易制备、薄膜质量高、暗电流更低和信噪比更好的无机钙钛矿光电探测器。本发明通过在CsPbBr3前驱体溶液中添加有机高分子材料溶液，再通过喷雾法制备多晶无机钙钛矿CsPbBr3材料，从而改善该钙钛矿材料薄膜的形貌，降低以CsPbBr3作为活性材料的光电探测器的暗电流，并增加该探测器的信噪比。本发明上述实施例与对比例未加PMMA溶液制备的薄膜相比，加入PMMA之后，薄膜的表面粗糙度降低，在此薄膜基础上制备的光电探测器具有更低的暗电流，同时对光信号具有更高信噪比。
因此，上述实施例利用有机高分子材料降低钙钛矿探测器暗电流的方法，通过对关键材料，特别是有机材料的具体种类及用量的调控，并对相应辐射探测器制备的工艺流程及关键步骤所使用的参数条件进行了一定的改进，对热喷涂工艺所采用的温度及时间进行设置，达到能够满足商业需求的多晶卤化物钙钛矿光电探测器，其结构为ITO/多晶CsPbBr3/Au电极。本发明制作的无机钙钛矿CsPbBr3探测器具有较低的暗电流数量级，较高的信噪比以及优异的水氧稳定性。该半导体探测器的制备方法步骤简单，成本低廉，过程低温可控，且所制备的CsPbBr3材料抗水氧能力优异，可将本发明方法运用于大规模商业生产，具有显著的产业化推广价值。
上面对本发明实施例结合附图进行了说明，但本发明不限于上述实施例，还可以根据本发明的发明创造的目的做出多种变化，凡依据本发明技术方案的精神实质和原理下做的改变、修饰、替代、组合或简化，均应为等效的置换方式，只要符合本发明的发明目的，只要不背离本发明利用有机高分子材料降低钙钛矿探测器暗电流的方法的技术原理和发明构思，都属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种利用有机高分子材料降低钙钛矿探测器暗电流的方法，其特征在于，通过在CsPbBr3前驱体溶液中添加有机高分子材料，再利用喷雾法制备多晶无机钙钛矿CsPbBr3材料，通过调控有机高分子材料添加量和多晶无机钙钛矿CsPbBr3材料的厚度，来调控钙钛矿材料薄膜的粗糙度，从而调控钙钛矿探测器暗电流密度；所述利用有机高分子材料降低钙钛矿探测器暗电流的方法，包括如下步骤：
步骤a.衬底预处理：
将ITO衬底分别在丙酮、乙醇、去离子水中超声清洗至少15分钟，使用氮气吹干清洗洁净的ITO衬底，并将ITO衬底置于紫外臭氧机中处理15-30分钟，得到洁净干燥的ITO衬底；
步骤b.CsPbBr3前驱体溶液的制备：
按照CsPbBr3的元素化学计量比，将PbBr2和CsBr作为溶质，分别溶解在两个烧瓶内的DMSO溶剂中，得到两种溶液，然后将两种溶液分别置于磁力搅拌器上搅拌直至完全溶解，再将完全溶解的两种溶液进行混合，继续搅拌至少1h，再使用0.22μm的滤嘴过滤溶液，然后在过滤后的澄清透明溶液中加入与DMSO等量的DMF，并加入溶解在氯苯溶剂中的PMMA溶液，混匀，得到CsPbBr3前驱体溶液，备用；
步骤c.多晶CsPbBr3薄膜的制备：
将在所述步骤a中进行预处理完毕的ITO衬底置于加热台上，将喷涂机的喷枪位置调节至合适，设置所需气压后，通过喷头开始向ITO衬底表面喷涂在所述步骤b中制备的CsPbBr3前驱体溶液，在连续喷雾至少1h后，将得到的CsPbBr3液膜进行退火处理；然后重复喷涂和退火处理步骤至少1次，从而得厚度在10～200μm的多晶CsPbBr3薄膜；
步骤d.多晶CsPbBr3光电探测器的制备：
在所述步骤b中制备的多晶CsPbBr3薄膜上设置电极掩膜版，以不高于1nm/min速度蒸镀金电极，从而获得厚度为40-60nm的图案化的金电极，得到结构为ITO/多晶CsPbBr3钙钛矿多晶薄膜/Au电极的无机钙钛矿平面型半导体探测器,
PMMA溶液采用PMMA在氯苯溶液中的浓度不大于10mg/mL的溶液，并控制PMMA在CsPbBr3前驱体溶液中的质量比不低于0.21wt％。
2.根据权利要求1所述利用有机高分子材料降低钙钛矿探测器暗电流的方法，其特征在于：在所述步骤b中，进行CsPbBr3前驱体溶液的制备时，按照CsPbBr3的元素化学计量比，将不低于3mmol的PbBr2和不低于3mmol的CsBr作为溶质，分别溶解在两个烧瓶内的2.9mL和15.0mL的DMSO溶剂中，得到两种溶液；然后在20℃下，将两种溶液分别置于磁力搅拌器上，以不低于500r/min的速度充分搅拌，直至完全溶解。
3.根据权利要求2所述利用有机高分子材料降低钙钛矿探测器暗电流的方法，其特征在于：在所述步骤b中，在将PMMA溶液加入混合溶液中制备CsPbBr3前驱体溶液时，控制PMMA在CsPbBr3前驱体溶液中的质量比不低于1.11wt％。
4.根据权利要求3所述利用有机高分子材料降低钙钛矿探测器暗电流的方法，其特征在于：在所述步骤b中，在将PMMA溶液加入混合溶液中制备CsPbBr3前驱体溶液时，控制PMMA在CsPbBr3前驱体溶液中的质量比不低于2.39～4.98wt％。
5.根据权利要求1所述利用有机高分子材料降低钙钛矿探测器暗电流的方法，其特征在于：在所述步骤c中，进行多晶CsPbBr3薄膜的制备时，控制加热台温度为120℃，设置气压不高于0.05MPa,喷头与衬底之间的距离为6cm，在连续喷雾至少1h后，在120℃进行退火处理至少1min；然后重复喷涂和退火处理步骤至少2次，从而得厚度在10～200μm的多晶CsPbBr3薄膜。
6.根据权利要求1所述利用有机高分子材料降低钙钛矿探测器暗电流的方法，其特征在于：在所述步骤c中，得到厚度为10～50μm的多晶CsPbBr3薄膜。
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