CN115148905A - 一种纳米颗粒掺杂钙钛矿的钙钛矿光探测器及其加工工艺 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及钙钛矿光探测器技术领域,具体公开了一种纳米颗粒掺杂钙钛矿的钙钛矿光探测器及其加工工艺。钙钛矿光探测器包括衬底,所述衬底一端的表面依次设置有电子传输层、钙钛矿纳米颗粒层、空穴传输层、金属电极,所述衬底另一端的表面设置有金属电极;所述钙钛矿纳米颗粒层以ABX3钙钛矿基质材料中掺杂纳米颗粒而成;其中,A为MA、FA中的一种或几种;B为Sn、Pb、Bi中的一种或几种;X为I、Cl、Br中的一种或几种;纳米颗粒为金、银、铜、铝中的一种或几种。该钙钛矿光探测器,具有成本低、便于加工、高响应速度、高响应度、高探测率的优点,表现出良好的综合性能,满足市场需求。
Description
技术领域
本申请涉及钙钛矿光探测器技术领域,更具体地说,它涉及一种纳米颗粒掺杂钙钛矿的钙钛矿光探测器及其加工工艺。
背景技术
随着社会的发展和科技的进步,人类已经跨入信息化时代,越来越多的设备趋于智能化、自动化、高速化。光探测器能够进行光电转换,形成电信号,然后将电信号进行传输,形成图像等,具有广泛的应用。
其中,钙钛矿光探测器因具有光谱响应范围可调节的优势,被广泛的关注和研究。钙钛矿光探测器主要包括衬底,衬底表面设置有电子传输层、钙钛矿层、空穴传输层、金属电极。电子传输层主要负责传输产生的电子,空穴传输层主要负责传输产生的空穴,且能够有效的提高载流子运输速度。钙钛矿层主要负责产生光生电子对,也是钙钛矿光探测器的核心部分。但是现有的钙钛矿光探测器响应速度较慢。
目前,在钙钛矿层的表面设置等离激元层成为有效提高响应速度的途径之一,等离激元层一般为金纳米颗粒层。首先在衬底表面设置电子传输层,然后在电子传输层的表面旋涂钙钛矿前驱液,钙钛矿前驱液经过烘烤形成钙钛矿层,之后在钙钛矿层表面设置等离激元层、金属电极。基于钙钛矿层的钙钛矿材料接触水容易发生晶格破坏,一般采用蒸镀金纳米颗粒的方式在钙钛矿层上加工等离激元层,然而这种方法存在设备要求高、成本高的缺点。因此,急需研究一种低成本、高响应速度的钙钛矿光探测器。
发明内容
为了提高钙钛矿光探测器的响应速度,同时降低钙钛矿光探测器的加工成本,本申请提供一种纳米颗粒掺杂钙钛矿的钙钛矿光探测器及其加工工艺。
第一方面,本申请提供一种纳米颗粒掺杂钙钛矿的钙钛矿光探测器,采用如下的技术方案:
一种纳米颗粒掺杂钙钛矿的钙钛矿光探测器,包括衬底,所述衬底一端的表面依次设置有电子传输层、钙钛矿纳米颗粒层、空穴传输层、金属电极,所述衬底另一端的表面设置有金属电极;
所述钙钛矿纳米颗粒层以ABX3钙钛矿基质材料中掺杂纳米颗粒而成;
其中,A为MA、FA中的一种或几种;B为Sn、Pb、Bi中的一种或几种;X为I、Cl、Br中的一种或几种;纳米颗粒为金、银、铜、铝中的一种或几种。
本申请的钙钛矿光探测器,钙钛矿纳米颗粒层以ABX3钙钛矿基质材料中掺杂纳米颗粒而成。其中,MA为CH3NH3 +、FA为CH(NH2)2 +。待钙钛矿纳米颗粒层加工时,将纳米颗粒直接掺杂在钙钛矿有机溶液中,经过旋涂、烘烤形成钙钛矿纳米颗粒层。通过纳米颗粒增加钙钛矿光探测器的响应速度,而且不需要采用蒸镀的方式加工等离激元层,降低钙钛矿纳米颗粒层的加工成本。
同时,钙钛矿光探测器,响应度为0.194-0.235A/W、探测率为2.31-2.87×1011Jones、相应时间为132-172ns。即其具有成本低、便于加工、高响应速度、高响应度、高探测率的优点,表现出良好的综合性能,满足市场需求。
可选的,所述钙钛矿纳米颗粒层由钙钛矿有机溶液制备而成;
以1L有机溶剂计,所述钙钛矿有机溶液的溶质包括以下原料:有机卤素1.2-1.5mol、卤素盐1.2-1.5mol、纳米颗粒有机溶液0.1-0.3L;
所述纳米颗粒有机溶液中纳米颗粒的摩尔浓度为1-3mol/L。
通过采用上述技术方案,对钙钛矿有机溶液的原料配比进行优化,使用纳米颗粒有机溶液,可以直接将纳米颗粒有机溶液加入有机溶剂中进行混合,也便于纳米颗粒的分散,不仅便于钙钛矿有机溶液的加工和制备,而且还便于后续钙钛矿纳米颗粒层的加工。
可选的,所述有机卤素为碘甲胺、碘甲脒、溴甲胺、溴甲脒、氯甲胺、氯甲脒中的一种;卤素盐为PbCl2、PbI2、PbBr2中的一种。优选的,有机卤素为碘甲胺;卤素盐为PbI2。
通过采用上述技术方案,碘甲胺为CH3NH3I、碘甲脒为CH(NH2)2I、溴甲胺为CH3NH3Br、溴甲脒为CH(NH2)2Br、氯甲胺为CH3NH3Cl、氯甲脒为CH(NH2)2Cl,便于ABX3钙钛矿基质材料的形成,提高钙钛矿纳米颗粒层产生光生电子对的性能,提高钙钛矿光探测器的响应度、探测率。
可选的,所述有机溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜两种,且N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜的体积比为(7-9):(1-3)。
通过采用上述技术方案,不仅促进钙钛矿有机溶液混料的均匀性,而且便于钙钛矿纳米颗粒层的加工。
可选的,所述纳米颗粒有机溶液采用以下方法制备:
Sa、准备纳米颗粒水溶液、分散剂、四氯化碳、丙酮;
Sb、在纳米颗粒水溶液中加入分散剂,搅拌且混合均匀,然后加入四氯化碳,继续搅拌且混合均匀,获得混合液;
Sc、将混合液进行离心分离,烘干,获得纳米颗粒;
Sd、在丙酮中加入分散剂,搅拌且混合均匀,之后加入纳米颗粒,继续搅拌且混合均匀,获得纳米颗粒有机溶液。
可选的,步骤Sb中,纳米颗粒水溶液、四氯化碳的体积比为(1-3):(1-3),且纳米颗粒水溶液中纳米颗粒的质量浓度为1000-5000ppm;混合液中分散剂的摩尔浓度为0.1-0.3mol/L;步骤Sd中,纳米颗粒有机溶液中分散剂的摩尔浓度为0.1-0.3mol/L。
通过采用上述技术方案,在纳米颗粒水溶液中加入分散剂、四氯化碳,形成水和四氯化碳的纳米颗粒溶液,即混合液。然后经过离心分离,获得固体物,固体物经过烘干,除去残留的水、四氯化碳,从而获得纳米颗粒。然后在丙酮、分散剂的混合液中,加入纳米颗粒,形成纳米颗粒有机溶剂。采用本方法,可以直接利用纳米颗粒水溶液加工成纳米颗粒有机溶液,不仅除去纳米颗粒中的水,而且还可以保持纳米颗粒粒度的分散性和粒度,同时,获得的纳米颗粒有机溶剂便于掺杂到钙钛矿有机溶液中,具有制备简便、稳定的优点。
进一步的,纳米颗粒的平均粒度为1-50nm。优选的,纳米颗粒的平均粒度为20-40nm。再优选的,纳米颗粒的平均粒度为35nm。
进一步的,分散剂为柠檬酸钠。
可选的,所述钙钛矿有机溶液采用以下方法制备:在有机溶剂中加入纳米颗粒有机溶液,搅拌且混合均匀,然后加入有机卤素、卤素盐,升温至65-75℃,保温处理10-15h,获得钙钛矿有机溶液。
通过采用上述技术方案,便于钙钛矿有机溶液的制备和控制。
可选的,所述衬底为二氧化硅基片;电子传输层为二氧化钛;空穴传输层为poly-TPD。
通过采用上述技术方案,便于钙钛矿光探测器的加工和制备,而且提高钙钛矿光探测器的综合性能。
进一步的,金属电极为金、银、铜、铝中的一种或几种。优选的,金属电极为金。
第二方面,本申请提供一种上述所述的纳米颗粒掺杂钙钛矿的钙钛矿光探测器的加工工艺,采用如下的技术方案:
一种上述所述的纳米颗粒掺杂钙钛矿的钙钛矿光探测器的加工工艺,包括如下步骤:
S1、准备衬底、电子传输溶液、钙钛矿有机溶液、空穴传输液,备用;
S2、在衬底一端的表面旋涂电子传输溶液,然后于温度为130-150℃下,保温处理0.5-1.5h,此时电子传输溶液固化形成电子传输层;
S3、在电子传输层的表面旋涂钙钛矿有机溶液,然后于温度为90-110℃下,保温处理3-8min,此时钙钛矿有机溶液固化形成钙钛矿纳米颗粒层;
S4、在钙钛矿纳米颗粒层的表面旋涂空穴传输液,然后于惰性气体保护、温度为110-130℃下,保温处理20-40min,此时空穴传输液固化形成空穴传输层;
S5、在空穴传输层的表面镀金属电极,在衬底另一端的表面镀金属电极,从而获得钙钛矿光探测器。
通过采用上述技术方案,在衬底表面旋涂电子传输溶液,经过烘烤形成电子传输层,然后在电子传输层表面旋涂钙钛矿有机溶液,经过烘烤形成钙钛矿纳米颗粒层,之后在钙钛矿纳米颗粒层表面旋涂空穴传输液,经过烘烤形成空穴传输层,最后在空穴传输层表面镀金,从而获得钙钛矿光探测器,不仅便于钙钛矿光探测器的加工,而且还具有加工稳定、加工成本低的优点。
可选的,步骤S2中,旋涂速率为2500-3500rpm、旋涂时间为25-35s;
步骤S3中,旋涂速率为1500-2500rpm、旋涂时间为55-65s;
步骤S4中,旋涂速率为1000-2000rpm、旋涂时间为15-25s。
通过采用上述技术方案,对电子传输溶液、钙钛矿有机溶液、空穴传输液的旋涂速率、旋涂时间进行优化,便于电子传输层、钙钛矿纳米颗粒层、空穴传输层的加工,提高钙钛矿光探测器的综合性能。
进一步的,金属电极的厚度为10-300nm。优选的,金属电极的厚度为10-100nm。再优选的,金属电极的厚度为40nm。
进一步的,步骤S3中,在旋涂6-10s时,于钙钛矿有机溶液中加入乙醚,每1L的钙钛矿有机溶液中乙醚的添加量为0.05-0.15L。优选的,每1L的钙钛矿有机溶液中乙醚的添加量为0.1L。
通过采用上述技术方案,加入乙醚,有效的增加钙钛矿纳米颗粒层表面的平整度。在旋涂6-10s时加入乙醚,待加入乙醚前,钙钛矿有机溶液于电子传输层表面形成薄膜,还能够降低因乙醚的加入而影响钙钛矿纳米颗粒层、电子传输层的结合强度,增强钙钛矿纳米颗粒层的性能。
进一步的,电子传输溶液为二氧化钛醇溶液,二氧化钛醇溶液中二氧化钛的摩尔浓度为0.1-0.3mol/L;空穴传输液为poly-TPD有机溶液,poly-TPD有机溶液中poly-TPD的质量浓度为5-15g/L。优选的,二氧化钛醇溶液中二氧化钛的摩尔浓度为0.2mol/L;poly-TPD有机溶液中poly-TPD的质量浓度为10g/L。
综上所述,本申请至少具有以下有益效果:
1、将纳米颗粒直接掺杂在钙钛矿有机溶液中,经过旋涂、烘烤形成钙钛矿纳米颗粒层,通过纳米颗粒增加钙钛矿光探测器的响应速度,而且不需要采用蒸镀的方式加工等离激元层,降低钙钛矿纳米颗粒层的加工成本。本申请的钙钛矿光探测器,具有成本低、便于加工、高响应速度、高响应度、高探测率的优点,表现出良好的综合性能,满足市场需求。
2、在钙钛矿有机溶液中加入纳米颗粒有机溶液,可以直接将纳米颗粒有机溶液加入有机溶剂中进行混合,便于纳米颗粒的分散,还便于后续钙钛矿纳米颗粒层的加工。而且纳米颗粒有机溶液制备方法中,直接利用纳米颗粒水溶液加工成纳米颗粒有机溶液,不仅除去纳米颗粒中的水,而且还可以保持纳米颗粒粒度的分散性和粒度,具有制备简便、稳定的优点。
附图说明
图1是本申请实施例1中钙钛矿光探测器的示意图。
图2是本申请制备例1中纳米颗粒的SEM图。
图3是本申请实施例1中钙钛矿纳米颗粒层的SEM图。
附图标记说明:1、衬底;2、电子传输层;3、钙钛矿纳米颗粒层;4、空穴传输层;5、金属电极。
具体实施方式
以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。
制备例
制备例1
一种纳米颗粒有机溶液,其采用以下方法制备:
Sa、准备纳米颗粒水溶液、分散剂、四氯化碳、丙酮。
其中,纳米颗粒水溶液为金纳米颗粒水溶液,金纳米颗粒水溶液中金纳米颗粒的质量浓度为5000ppm,且纳米颗粒水溶液选自上海金畔生物科技有限公司;分散剂为柠檬酸钠。
Sb、在2000mL的纳米颗粒水溶液中加入分散剂,搅拌处理30min。然后加入四氯化碳,继续搅拌处理60min,获得混合液。
其中,分散剂的添加量为:使混合液中分散剂的摩尔浓度为0.2mol/L;
四氯化碳的添加量为:纳米颗粒水溶液、四氯化碳的体积比为1:1。
Sc、将混合液进行离心分离,分离速率为10000rpm。待离心分离完毕,除去上清液,获得固体物,之后将固体物于温度为80℃下,烘干至恒重,获得纳米颗粒。
Sd、在20mL的丙酮中加入分散剂,搅拌处理30min。然后加入纳米颗粒,继续搅拌处理60min,获得纳米颗粒有机溶液。
其中,分散剂的添加量为:使纳米颗粒有机溶液中分散剂的摩尔浓度为0.2mol/L;纳米颗粒的添加量为:使纳米颗粒有机溶液中纳米颗粒的摩尔浓度为2mol/L。
制备例2
一种钙钛矿有机溶液,包括有机溶剂、溶质。
有机溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜的混合物,且N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜的体积比为8:2。将N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜混合均匀,获得有机溶剂。
溶质包括以下原料:有机卤素1.3mol/L、卤素盐1.3mol/L,还包括纳米颗粒有机溶液,且每1L有机溶剂中纳米颗粒有机溶液的添加量为0.2L,即有机溶剂、纳米颗粒有机溶液的体积比为1:0.2。
其中,纳米颗粒有机溶液采用制备例1得到;有机卤素为碘甲胺,碘甲胺的分子式为CH3NH3I;卤素盐为PbI2。
且,钙钛矿有机溶液采用以下方法制备:
在有机溶剂中加入纳米颗粒有机溶液,搅拌处理30min。然后加入有机卤素、卤素盐,升温至70℃,保温处理12h,获得钙钛矿有机溶液。
实施例
实施例1
一种纳米颗粒掺杂钙钛矿的钙钛矿光探测器,结合图1所示,其包括衬底1,衬底1一端的表面依次设置有电子传输层2、钙钛矿纳米颗粒层3、空穴传输层4、金属电极5,衬底1另一端的表面设置有金属电极5。
其中,衬底为二氧化硅基片;电子传输层为二氧化钛,二氧化钛的平均粒度为50nm,电子传输层尺寸为6mm×6mm;钙钛矿纳米颗粒层以MAPbI3钙钛矿基质材料中掺杂纳米颗粒,MA为CH3NH3 +,纳米颗粒为金纳米颗粒,金纳米颗粒的平均粒度为35nm;空穴传输层为poly-TPD,poly-TPD为4-丁基-N,N-二苯基苯胺均聚物;金属电极为金。
一种纳米颗粒掺杂钙钛矿的钙钛矿光探测器的加工工艺,包括如下步骤:
S1、准备衬底、电子传输溶液、钙钛矿有机溶液、空穴传输液,备用;
衬底在使用前进行以下预处理:取衬底,然后进行乙醇冲刷洗、水冲刷洗、乙醇超声洗、丙酮超声洗,直至表面无灰尘、毛屑、油渍。之后通过紫外消毒,烘干,获得预处理后的衬底。
电子传输溶液为二氧化钛醇溶液,二氧化钛醇溶液中二氧化钛的摩尔浓度为0.2mol/L,且二氧化钛选自北京中科科优科技有限公司。将二氧化钛、异丙醇混合均匀,获得二氧化钛醇溶液。
钙钛矿有机溶液采用制备例2制备得到。
空穴传输液为poly-TPD有机溶液,poly-TPD有机溶液中poly-TPD的质量浓度为10g/L,poly-TPD选自西安齐岳生物科技有限公司。将poly-TPD、氯苯混合均匀,获得poly-TPD溶液。
S2、在衬底一端的表面旋涂电子传输溶液,旋涂速率为3000rpm、旋涂时间为30s。然后于温度为140℃下,保温处理1h,此时电子传输溶液固化形成电子传输层。
S3、在电子传输层的表面旋涂钙钛矿有机溶液,旋涂速率为2000rpm、旋涂时间为60s。然后于温度为100℃下,保温处理5min,此时钙钛矿有机溶液固化形成钙钛矿纳米颗粒层。
S4、在钙钛矿纳米颗粒层的表面旋涂空穴传输液,旋涂速率为1500rpm、旋涂时间为20s。然后于氮气保护、温度为120℃下,保温处理30min,此时空穴传输液固化形成空穴传输层。
S5、通过真空蒸镀的方式,在空穴传输层的表面蒸镀金属电极,在衬底另一端的表面蒸镀金属电极,金属电极为金电极,金电极的厚度为40nm,从而获得钙钛矿光探测器。
实施例2
一种纳米颗粒掺杂钙钛矿的钙钛矿光探测器,其和实施例1的区别之处在于,步骤S3不同。
步骤S3具体为:在电子传输层的表面旋涂钙钛矿有机溶液,旋涂速率为2000rpm、旋涂时间为60s,且在旋涂7s时,于钙钛矿有机溶液中加入乙醚。然后于温度为100℃下,保温处理5min,此时钙钛矿有机溶液固化形成钙钛矿纳米颗粒层。
其中,每1L的钙钛矿有机溶液中乙醚的添加量为0.1L。
实施例3
一种纳米颗粒掺杂钙钛矿的钙钛矿光探测器,其和实施例1的区别之处在于,钙钛矿有机溶液中纳米颗粒有机溶液的添加量不同,每1L有机溶剂中纳米颗粒有机溶液的添加量为0.1L,即有机溶剂、纳米颗粒有机溶液的体积比为1:0.1。
实施例4
一种纳米颗粒掺杂钙钛矿的钙钛矿光探测器,其和实施例1的区别之处在于,钙钛矿有机溶液中纳米颗粒有机溶液的添加量不同,每1L有机溶剂中纳米颗粒有机溶液的添加量为0.3L,即有机溶剂、纳米颗粒有机溶液的体积比为1:0.3。
对比例
对比例1
一种纳米颗粒掺杂钙钛矿的钙钛矿光探测器,其和实施例1的区别之处在于,钙钛矿有机溶液中未添加纳米颗粒有机溶液。
性能检测
(1)取制备例1中步骤Sc获得的纳米颗粒作为试样,采用扫描电子显微镜对试样的表面形貌结构进行表征。制备例1中纳米颗粒的SEM图如图2所示。
从图2中可以看出,纳米颗粒呈球形,且分散均匀,基本没有团聚的情况,而且纳米颗粒粒度分布较窄,纳米颗粒的平均粒度为35nm。
(2)取实施例1中步骤S3获得的半成品作为试样,采用扫描电子显微镜对试样表面的钙钛矿纳米颗粒层形貌结构进行表征。实施例1中钙钛矿纳米颗粒层的SEM图如图3所示。
从图3中可以看出,钙钛矿纳米颗粒层中纳米颗粒分布均匀。
(3)分别取实施例1-4、对比例1得到的钙钛矿光探测器作为试样,并在光源为532nm、辐照度为7mW/cm2的条件下,对试样进行以下性能检测,检测结果如表1所示。
表1检测结果
检测项目 | 响应度/(A/W) | 探测率/(Jones) | 响应速度/(ns) |
实施例1 | 0.211 | 2.55×10<sup>11</sup> | 153 |
实施例2 | 0.207 | 2.51×10<sup>11</sup> | 150 |
实施例3 | 0.194 | 2.31×10<sup>11</sup> | 132 |
实施例4 | 0.235 | 2.87×10<sup>11</sup> | 172 |
对比例1 | 0.145 | 1.53×10<sup>11</sup> | 105 |
从表1中可以看出,本申请的钙钛矿光探测器,具有较高的响应度,响应度为0.194-0.235A/W,还具有较高的探测率,探测率为2.31-2.87×1011Jones,同时还具有较高的响应速度,相应时间为132-172ns。该钙钛矿光探测器,具有良好的综合效果,满足市场需求。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释,其并不是对本申请的限制,本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改,但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。
Claims (10)
1.一种纳米颗粒掺杂钙钛矿的钙钛矿光探测器,其特征在于:包括衬底(1),所述衬底(1)一端的表面依次设置有电子传输层(2)、钙钛矿纳米颗粒层(3)、空穴传输层(4)、金属电极(5),所述衬底(1)另一端的表面设置有金属电极(5);
所述钙钛矿纳米颗粒层以ABX3钙钛矿基质材料中掺杂纳米颗粒而成;
其中,A为MA、FA中的一种或几种;B为Sn、Pb、Bi中的一种或几种;X为I、Cl、Br中的一种或几种;纳米颗粒为金、银、铜、铝中的一种或几种。
2.根据权利要求1所述的一种纳米颗粒掺杂钙钛矿的钙钛矿光探测器,其特征在于:所述钙钛矿纳米颗粒层由钙钛矿有机溶液制备而成;
以1L有机溶剂计,所述钙钛矿有机溶液的溶质包括以下原料:有机卤素1.2-1.5mol、卤素盐1.2-1.5mol、纳米颗粒有机溶液0.1-0.3L;
所述纳米颗粒有机溶液中纳米颗粒的摩尔浓度为1-3mol/L。
3.根据权利要求2所述的一种纳米颗粒掺杂钙钛矿的钙钛矿光探测器,其特征在于:所述有机卤素为碘甲胺、碘甲脒、溴甲胺、溴甲脒、氯甲胺、氯甲脒中的一种;卤素盐为PbCl2、PbI2、PbBr2中的一种。
4.根据权利要求2所述的一种纳米颗粒掺杂钙钛矿的钙钛矿光探测器,其特征在于:所述有机溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜两种,且N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜的体积比为(7-9):(1-3)。
5.根据权利要求2所述的一种纳米颗粒掺杂钙钛矿的钙钛矿光探测器,其特征在于:所述纳米颗粒有机溶液采用以下方法制备:
Sa、准备纳米颗粒水溶液、分散剂、四氯化碳、丙酮;
Sb、在纳米颗粒水溶液中加入分散剂,搅拌且混合均匀,然后加入四氯化碳,继续搅拌且混合均匀,获得混合液;
Sc、将混合液进行离心分离,烘干,获得纳米颗粒;
Sd、在丙酮中加入分散剂,搅拌且混合均匀,之后加入纳米颗粒,继续搅拌且混合均匀,获得纳米颗粒有机溶液。
6.根据权利要求5所述的一种纳米颗粒掺杂钙钛矿的钙钛矿光探测器,其特征在于:步骤Sb中,纳米颗粒水溶液、四氯化碳的体积比为(1-3):(1-3),且纳米颗粒水溶液中纳米颗粒的质量浓度为1000-5000ppm;混合液中分散剂的摩尔浓度为0.1-0.3mol/L;
步骤Sd中,纳米颗粒有机溶液中分散剂的摩尔浓度为0.1-0.3mol/L。
7.根据权利要求2所述的一种纳米颗粒掺杂钙钛矿的钙钛矿光探测器,其特征在于:所述钙钛矿有机溶液采用以下方法制备:在有机溶剂中加入纳米颗粒有机溶液,搅拌且混合均匀,然后加入有机卤素、卤素盐,升温至65-75℃,保温处理10-15h,获得钙钛矿有机溶液。
8.根据权利要求1所述的一种纳米颗粒掺杂钙钛矿的钙钛矿光探测器,其特征在于:所述衬底为二氧化硅基片;电子传输层为二氧化钛;空穴传输层为poly-TPD。
9.一种如权利要求1-8中任一项所述的纳米颗粒掺杂钙钛矿的钙钛矿光探测器的加工工艺,其特征在于:包括如下步骤:
S1、准备衬底、电子传输溶液、钙钛矿有机溶液、空穴传输液,备用;
S2、在衬底一端的表面旋涂电子传输溶液,然后于温度为130-150℃下,保温处理0.5-1.5h,此时电子传输溶液固化形成电子传输层;
S3、在电子传输层的表面旋涂钙钛矿有机溶液,然后于温度为90-110℃下,保温处理3-8min,此时钙钛矿有机溶液固化形成钙钛矿纳米颗粒层;
S4、在钙钛矿纳米颗粒层的表面旋涂空穴传输液,然后于惰性气体保护、温度为110-130℃下,保温处理20-40min,此时空穴传输液固化形成空穴传输层;
S5、在空穴传输层的表面镀金属电极,在衬底另一端的表面镀金属电极,从而获得钙钛矿光探测器。
10.根据权利要求9所述的一种纳米颗粒掺杂钙钛矿的钙钛矿光探测器的加工工艺,其特征在于:步骤S2中,旋涂速率为2500-3500rpm、旋涂时间为25-35s;
步骤S3中,旋涂速率为1500-2500rpm、旋涂时间为55-65s;
步骤S4中,旋涂速率为1000-2000rpm、旋涂时间为15-25s。
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