钙钛矿/ZnO异质结自驱动成像光电探测器的制备及性能研究

发布时间：2022-02-22 22:48

　　近年来,钙钛矿材料由于其优越的光电特性使其在光电探测器、太阳能电池、发光二极管领域得到了普遍的应用。特别是其高的载流子迁移率和易于调节的禁带宽度,使得基于钙钛矿的很多高性能光电探测器被相继开发出来。从能源的角度来看,自驱动的光电探测器可应用于长时无人值守的环境监测和森林火灾预警等领域具有重要的应用前景,一直受到研究人员们的广泛关注。通过pn结,异质结以及肖特基结三种器件结构来实现自驱动的光电探测器。比较而言,pn结器件结构由于其可形成强的自建电场,从而获得高性能的自驱动光电探测器,而成为制备自驱动光电探测器的最主要结构。本课题中,我们参考了其发展现状,开展了如下工作。我们首先制备了MS结构的钙钛矿器件,并对样品做出了表征以及对其电学和光学特性进行了测试。然后我们制备了高质量的ZnO微米线,并且利用n型的ZnO微米线和p型的MAPb I₃材料,通过简单的堆垛,构建MAPbI₃/ZnO异质pn结自驱动光电探测器,并详细探究其光电性能和成像能力。具体研究工作如下:1.利用旋涂工艺在蓝宝石衬底底上生长MAPb I₃钙钛矿薄膜,并... 

【文章来源】：哈尔滨师范大学黑龙江省

【文章页数】：46 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

ABX3钙钛矿晶体结构示意图

（a）Ag/CsPbCl3/Ag结构的能带图

哈尔滨师范大学硕士学位论文6功制备了CsPbCl3微米线基的光电探测器，如图1-2所示[30]。该探测器显示了良好光谱响应特性，展现了14.3mA/W的响应度，器件也展现了快速地响应速度（3.2/2.5ms）。更为重要的是，该光电探测器在无任何封装的条件下，可在空气环境，室温下连续工作9小时。1.3.2自驱动钙钛矿光电探测器的研究进展自驱动光电探测器是一种无需能量供给就能工作的光电探测器，其在长时间无人值守的环境监测和特性环境下的目标探测领域具有重要的应用前景，而受到了研究者们的广泛关注。目前，基于钙钛矿的自驱动光电探测器也被相继报道，我们这里介绍一篇关于钙钛矿的自驱动光电探测器的研究工作。2018年电子科技大学研究人员设计并制造了一种碳纤维/TiO2/钙钛矿/CuO/Cu2O/Cu结构的柔性自驱动光电探测器[31]。如图1-3所示，该器件在零偏压下在800nm光的照射下显示出2.15×1013Jones的超高探测率。虽然该探测器显示出了优异的光谱响应特性，但是该器件的制备工艺复杂，这将严重阻碍其广泛的商业应用。图1-3(a）构造光纤形光电探测器的制造过程的示意图(b)光电探测器的能级图Fig.1-3(a)Schematicillustrationofthefabricationprocesstoconstructfiber-shapedphotodetector.(b)Theenergy-leveldiagramofphotodetectordevice.

【参考文献】：
期刊论文
[1]全光谱LED发展现状及应用前景[J]. 李琪,辛易.  中国照明电器. 2017(03)
[2]不同热处理氛围改善CH3NH3PbI3钙钛矿薄膜形貌和结晶[J]. 张帆,叶帅,郝玉英,王云才,宋军.  人工晶体学报. 2016(09)
[3]新型有机-无机杂化钙钛矿发光材料的研究进展[J]. 肖娟,张浩力.  物理化学学报. 2016(08)
[4]高显色全光谱LED特性及其对解决蓝光危害的贡献[J]. 冯荣标,陈涛,陈伟,万国江.  光源与照明. 2016(01)
[5]ABX3型钙钛矿光伏材料的结构与性质调控[J]. 陆新荣,赵颖,刘建,李承辉,游效曾.  无机化学学报. 2015(09)
[6]亚微米尺寸金属电极的制备工艺[J]. 湛治强,阎大伟,熊政伟,沈昌乐,彭丽萍,罗跃川,王雪敏,吴卫东.  太赫兹科学与电子信息学报. 2015(04)
[7]溴化钙钛矿绿色发光二极管（英文）[J]. 覃翔,董焕丽,胡文平.  Science China Materials. 2015(03)

博士论文
[1]氧化锌基激光器件的设计、制备与特性研究[D]. 倪佩楠.中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所) 2014

硕士论文
[1]有机无机杂化钙钛矿太阳能电池的制备与稳定性研究[D]. 张云海.浙江理工大学 2017



本文编号：3640335