基于溶液技术的ZnO与PFO微纳米异质结紫外光伏探测器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于光电子技术领域，尤其是一种基于溶液技术的ZnO与PF0微纳米异质结紫外光伏探测器。
【背景技术】
[0002]氧化锌(ZnO)是一种宽带半导体材料禁带宽度大约为3.37eV，近年来受到广泛关注，尤其是纳米ZnO材料在0LED、光电探测器和纳米发电机等方面都有报道。然而单独的ZnO材料通常并不能满足要求，因此众多ZnO的掺杂以及ZnO材料和其他材料的复合结构日益受到关注。其中0LED和光电探测器方面都有报道。
[0003]紫外探测器无论是作为民用还是军用都有非常大的应用前景和市场潜力，尤其是随着近些年国际上隐形战机的发展，高性能的紫外探测器可能成为军事上的重要技术。然而，很多探测器结构复杂、制作工艺繁琐，有的需要使用像分子束外延的方法，设备价格昂贵。这些都大大制约了探测器的市场推广。
[0004]PF0是一种性能优异的有机聚合物光电材料，可以用于0LED的发光材料，显示面板，也可以用做荧光试纸检测水中的苏丹红I号。然而，目前还没有PF0应用于紫外光伏探测器中。
【发明内容】
[0005]发明提供了一种以ZnO和PF0为主要组成部分，使用溶胶一凝胶法和旋涂的方法制备的紫外光伏探测器。
[0006]本发明基于溶液技术的ZnO与PF0微纳米异质结紫外光伏探测器，其特征在于该探测器结构自下而上分别为石英玻璃衬底、ΙΤ0透明阴极、ZnO功能层、PF0功能层、铝阳极和导线。
[0007]所述的ΙΤ0的厚度为150-180纳米，使用丙酮等溶剂清洗干净，功函数大约为
4.5eVo
[0008]所述的ZnO通过溶胶一凝胶法合成，并旋涂成膜，薄膜厚度为80-100纳米。
[0009]所述PF0薄膜通过PF0的氯苯溶液使用旋涂的方法涂成膜，厚度400-500纳米。
[0010]所述金属铝阳极通过蒸镀的方法获得，面积为3平方毫米；导线为金丝，直径为25微米。
[0011]本发明的优点在于:
(1)制备成本低
紫外器件所需要的Ι??衬底和PF0可以直接从商家购买，ZnO的合成材料也都是实验室常用的简单、廉价材料。所有制备过程不需要使用昂贵的实验设备。
[0012](2)工艺流程简单
整个期间的结构除过电极和导线只有两层，少于一般的紫外器件。制备过程涉及溶胶一凝胶法、旋涂、蒸镀的操作都比较简单。这种简单的工艺有利于市场推广。
[0013](3)易形成p-n结、性能稳定
ZnO材料通常都是η型材料，不易与其他材料形成p-n结，而本发明中通过与PF0的复合易于成结，吸收波段更窄，有利于做探测器(下文实施例中有具体说明)。同时本发明中制备的紫外探测器器件以氧化锌为基础，化学性质和热力学性能稳定。
【附图说明】
[0014]图1为本发明结构示意图。
[0015]图2为器件的表面(未蒸镀铝)原子力显微镜(AFM)图。
[0016]图3为ZnO的紫外可见光谱图。
[0017]图4为PFO/ZnO紫外可见光谱图。
[0018]图5为器件响应率图。
【具体实施方式】
[0019]下面结合附图和实施例对本发明做具体说明，但本发明不限于这些实施例。
[0020]实施例1:基于溶液技术的ZnO与PF0微纳米异质结紫外光伏探测器，结构自下而上分别为石英玻璃衬底1、ΙΤ0透明阴极2、ZnO功能层3、PF0功能层4、铝阳极5和导线6。
[0021]器件中ΙΤ0玻璃从商家购买，ZnO通过溶胶一凝胶法制备，再选涂于ΙΤ0之上。PF0旋涂于退火处理后的ZnO薄膜上。金属电极铝通过蒸镀方法制备。通过器件的扫描电镜(SEM)断面图可以观察到，ΙΤ0的厚度为160纳米，ZnO薄膜的厚度为90纳米，PF0的厚度为500纳米，铝电极厚度为120纳米。
[0022]测试器件的/_時寺征曲线发现，在365纳米紫外光照下，光的功率密度为0.01 mff/cm2时，在2V偏压下，用热激发理论计算探测率为3.5x10 10 Jones。
[0023]通过AFM测试到器件表面均方根粗糙度只有0.28纳米，如图2所示，说明表面平整。ZnO的紫外可见吸收光谱图，如图3所示，可以看出其吸收峰值在280-400纳米之间，说明它很适合作紫外探测器材料。图4所示，PF0/Zn0的紫外可见吸收光谱图可以看出器件的吸收范围从330纳米到450纳米，峰值在400纳米左右。相比于ZnO的吸收谱，PF0/Zn0的吸收范围更窄，吸收波段在近紫外波段。同时我们也测试了器件的响应率谱图，如图5所不ο
【主权项】
1.基于溶液技术的ZnO与PF0微纳米异质结紫外光伏探测器，其特征在于该探测器结构自下而上分别为石英玻璃衬底(1)、IT0透明阴极(2 )、ZnO功能层(3 )、PF0功能层(4)、铝阳极(5)和导线(6)。2.如权利要求1所述的基于溶液技术的ZnO与PF0微纳米异质结紫外光伏探测器，其特征在于所述的IT0的厚度为150-180纳米。3.如权利要求1所述的基于溶液技术的ZnO与PF0微纳米异质结紫外光伏探测器，其特征在于所述的ZnO通过溶胶-凝胶法合成，并旋涂成膜，薄膜厚度为80-100纳米。4.如权利要求1所述的基于溶液技术的ZnO与PF0微纳米异质结紫外光伏探测器，其特征在于所述PF0薄膜通过PF0的氯苯溶液使用旋涂的方法涂成膜，厚度400-500纳米。5.如权利要求1所述的基于溶液技术的ZnO与PF0微纳米异质结紫外光伏探测器，其特征在于所述金属铝阳极(5)通过蒸镀的方法获得，面积为3平方毫米。6.如权利要求1所述的基于溶液技术的ZnO与PF0微纳米异质结紫外光伏探测器，其特征在于导线(6)为金丝，直径为25微米。
【专利摘要】基于溶液技术的ZnO与PFO微纳米异质结紫外光伏探测器，属于光电子技术领域，尤其是一种基于溶液技术的ZnO与PFO微纳米异质结紫外光伏探测器。本发明基于溶液技术的ZnO与PFO微纳米异质结紫外光伏探测器，其特征在于该探测器结构自下而上分别为石英玻璃衬底、ITO透明阴极、ZnO功能层、PFO功能层、铝阳极和导线。本发明探测器制备成本低、工艺流程简单、易形成p-n结、性能稳定。
【IPC分类】H01L31/101, H01L31/0296, H01L31/0256, H01L31/109
【公开号】CN105390565
【申请号】CN201510749388
【发明人】姬荣斌, 唐利斌, 项金钟, 郭小鹏, 赵俊, 孔金丞, 胡赞东, 张鹏举, 韩福忠
【申请人】昆明物理研究所
【公开日】2016年3月9日
【申请日】2015年11月6日