基于钙钛矿材料的高性能光敏探测器研究

发布时间：2021-01-31 18:23

　　光探测器在成像、监测、信号传输等方面起着重要的作用。而具有高迁移率、高吸收系数的有机金属卤代钙钛矿材料使低成本、宽光谱响应以及高灵敏度的新型光探测器成为了可能。目前,钙钛矿光伏器件是国内外研究热点,并在很多领域取得了巨大的进展。但是基于钙钛矿材料的光敏探测器研究尚处于起步阶段,有很多问题急需解决。例如,其近红外及红外响应非常弱,器件可重复性较低,以及较短的器件寿命等。针对这些问题,本论文首先运用钙钛矿对紫外、可见光高吸收效率的特点,结合单晶硅对近红外、红外的吸收优势发展出了以钙钛矿/单晶硅平面异质结为基础的宽光谱响应光敏二极管,其光谱响应覆盖范围达到约400¹000 nm。其次,利用钙钛矿材料大扩散长度的特性研发了一种具有1×10⁶开关比的高灵敏度平面光电导探测器。最后,本文运用钙钛矿材料的柔韧性结合有机小分子层研发了一种性能优良的宽光谱柔性探测器。同时,本文利用聚乙烯吡咯烷酮（PVP）对钙钛矿成膜过程进行优化,并运用氯取代纯碘代钙钛矿从而显著提高了器件可重复性及器件寿命。本文的结论和创新一共分为三大部分:第一,介绍了一种基于钙钛矿/单晶硅的... 

【文章来源】：兰州大学甘肃省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：122 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

光探测器实物图片

图 1-2 红外成像在人体温度监控方面的应用实例。另外，无机探测器中一些肖特基光敏探测器也从一定程度上解决了紫外探器件柔韧性的问题，例如利用氧化锌（ZnO）纳米线、金电极组成的 ZnO外探测肖特基二极管，在拥有良好的紫外探测能力之外还具备了初步的柔韧

400-760 nm，而红外则是在 760 nm 以上。具体来说，红外探测又分为近红外（760-3000 nm），中红外（3-30 μm）和远红外（30-300μm）探测。它们在商业和科研上都有着重要的应用。如图 1-2，图 1-3 所示，它们可用于成像[1, 2]，光谱学[3]，通讯[4, 5]，生物医学[6, 7]以及夜视[8]等等。而当今市面上典型的光敏二极管为基于硅（Si）和砷化铟镓（InGaAs）的可见-近红外区域的光探测器[9-11]。典型的硅基光敏二极管在 80 年代由于 p-i-n 结构的发展，使得这种无机硅探测器参与到粒子物理学的科研当中[12, 13]，而在此之后，光电倍增管的出现使这类硅基探测器又迈

【参考文献】：
期刊论文
[1]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)



本文编号：3011369