基于溶液技術的ZnO與PFO微納米異質結紫外光伏探測器的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于光電子技術領域，尤其是一種基于溶液技術的ZnO與PF0微納米異質結紫外光伏探測器。
【背景技術】
[0002]氧化鋅(ZnO)是一種寬帶半導體材料禁帶寬度大約為3.37eV，近年來受到廣泛關注，尤其是納米ZnO材料在0LED、光電探測器和納米發電機等方面都有報道。然而單獨的ZnO材料通常并不能滿足要求，因此眾多ZnO的摻雜以及ZnO材料和其他材料的復合結構日益受到關注。其中0LED和光電探測器方面都有報道。
[0003]紫外探測器無論是作為民用還是軍用都有非常大的應用前景和市場潛力，尤其是隨著近些年國際上隱形戰機的發展，高性能的紫外探測器可能成為軍事上的重要技術。然而，很多探測器結構復雜、制作工藝繁瑣，有的需要使用像分子束外延的方法，設備價格昂貴。這些都大大制約了探測器的市場推廣。
[0004]PF0是一種性能優異的有機聚合物光電材料，可以用于0LED的發光材料，顯示面板，也可以用做熒光試紙檢測水中的蘇丹紅I號。然而，目前還沒有PF0應用于紫外光伏探測器中。
【發明內容】
[0005]發明提供了一種以ZnO和PF0為主要組成部分，使用溶膠一凝膠法和旋涂的方法制備的紫外光伏探測器。
[0006]本發明基于溶液技術的ZnO與PF0微納米異質結紫外光伏探測器，其特征在于該探測器結構自下而上分別為石英玻璃襯底、ΙΤ0透明陰極、ZnO功能層、PF0功能層、鋁陽極和導線。
[0007]所述的ΙΤ0的厚度為150-180納米，使用丙酮等溶劑清洗干凈，功函數大約為
4.5eVo
[0008]所述的ZnO通過溶膠一凝膠法合成，并旋涂成膜，薄膜厚度為80-100納米。
[0009]所述PF0薄膜通過PF0的氯苯溶液使用旋涂的方法涂成膜，厚度400-500納米。
[0010]所述金屬鋁陽極通過蒸鍍的方法獲得，面積為3平方毫米；導線為金絲，直徑為25微米。
[0011]本發明的優點在于:
(1)制備成本低
紫外器件所需要的Ι??襯底和PF0可以直接從商家購買，ZnO的合成材料也都是實驗室常用的簡單、廉價材料。所有制備過程不需要使用昂貴的實驗設備。
[0012](2)工藝流程簡單
整個期間的結構除過電極和導線只有兩層，少于一般的紫外器件。制備過程涉及溶膠一凝膠法、旋涂、蒸鍍的操作都比較簡單。這種簡單的工藝有利于市場推廣。
[0013](3)易形成p-n結、性能穩定
ZnO材料通常都是η型材料，不易與其他材料形成p-n結，而本發明中通過與PF0的復合易于成結，吸收波段更窄，有利于做探測器(下文實施例中有具體說明)。同時本發明中制備的紫外探測器器件以氧化鋅為基礎，化學性質和熱力學性能穩定。
【附圖說明】
[0014]圖1為本發明結構示意圖。
[0015]圖2為器件的表面(未蒸鍍鋁)原子力顯微鏡(AFM)圖。
[0016]圖3為ZnO的紫外可見光譜圖。
[0017]圖4為PFO/ZnO紫外可見光譜圖。
[0018]圖5為器件響應率圖。
【具體實施方式】
[0019]下面結合附圖和實施例對本發明做具體說明，但本發明不限于這些實施例。
[0020]實施例1:基于溶液技術的ZnO與PF0微納米異質結紫外光伏探測器，結構自下而上分別為石英玻璃襯底1、ΙΤ0透明陰極2、ZnO功能層3、PF0功能層4、鋁陽極5和導線6。
[0021]器件中ΙΤ0玻璃從商家購買，ZnO通過溶膠一凝膠法制備，再選涂于ΙΤ0之上。PF0旋涂于退火處理后的ZnO薄膜上。金屬電極鋁通過蒸鍍方法制備。通過器件的掃描電鏡(SEM)斷面圖可以觀察到，ΙΤ0的厚度為160納米，ZnO薄膜的厚度為90納米，PF0的厚度為500納米，鋁電極厚度為120納米。
[0022]測試器件的/_時寺征曲線發現，在365納米紫外光照下，光的功率密度為0.01 mff/cm2時，在2V偏壓下，用熱激發理論計算探測率為3.5x10 10 Jones。
[0023]通過AFM測試到器件表面均方根粗糙度只有0.28納米，如圖2所示，說明表面平整。ZnO的紫外可見吸收光譜圖，如圖3所示，可以看出其吸收峰值在280-400納米之間，說明它很適合作紫外探測器材料。圖4所示，PF0/Zn0的紫外可見吸收光譜圖可以看出器件的吸收范圍從330納米到450納米，峰值在400納米左右。相比于ZnO的吸收譜，PF0/Zn0的吸收范圍更窄，吸收波段在近紫外波段。同時我們也測試了器件的響應率譜圖，如圖5所不ο
【主權項】
1.基于溶液技術的ZnO與PF0微納米異質結紫外光伏探測器，其特征在于該探測器結構自下而上分別為石英玻璃襯底(1)、IT0透明陰極(2 )、ZnO功能層(3 )、PF0功能層(4)、鋁陽極(5)和導線(6)。2.如權利要求1所述的基于溶液技術的ZnO與PF0微納米異質結紫外光伏探測器，其特征在于所述的IT0的厚度為150-180納米。3.如權利要求1所述的基于溶液技術的ZnO與PF0微納米異質結紫外光伏探測器，其特征在于所述的ZnO通過溶膠-凝膠法合成，并旋涂成膜，薄膜厚度為80-100納米。4.如權利要求1所述的基于溶液技術的ZnO與PF0微納米異質結紫外光伏探測器，其特征在于所述PF0薄膜通過PF0的氯苯溶液使用旋涂的方法涂成膜，厚度400-500納米。5.如權利要求1所述的基于溶液技術的ZnO與PF0微納米異質結紫外光伏探測器，其特征在于所述金屬鋁陽極(5)通過蒸鍍的方法獲得，面積為3平方毫米。6.如權利要求1所述的基于溶液技術的ZnO與PF0微納米異質結紫外光伏探測器，其特征在于導線(6)為金絲，直徑為25微米。
【專利摘要】基于溶液技術的ZnO與PFO微納米異質結紫外光伏探測器，屬于光電子技術領域，尤其是一種基于溶液技術的ZnO與PFO微納米異質結紫外光伏探測器。本發明基于溶液技術的ZnO與PFO微納米異質結紫外光伏探測器，其特征在于該探測器結構自下而上分別為石英玻璃襯底、ITO透明陰極、ZnO功能層、PFO功能層、鋁陽極和導線。本發明探測器制備成本低、工藝流程簡單、易形成p-n結、性能穩定。
【IPC分類】H01L31/101, H01L31/0296, H01L31/0256, H01L31/109
【公開號】CN105390565
【申請號】CN201510749388
【發明人】姬榮斌, 唐利斌, 項金鐘, 郭小鵬, 趙俊, 孔金丞, 胡贊東, 張鵬舉, 韓福忠
【申請人】昆明物理研究所
【公開日】2016年3月9日
【申請日】2015年11月6日