一种基于头发上的柔性紫外光电探测器及其制备方法技术

技术编号:19937296 阅读:31 留言:0更新日期:2018-12-29 05:48
本发明专利技术属于半导体器件技术领域,特别是指一种基于头发上的柔性紫外光电探测器及其制备方法。该探测器自内而外依次为头发基底、Al掺杂ZnO(AZO)薄膜、n型ZnO纳米棒阵列、p型PVK层、PEDOT:PSS薄膜和金属Ag电极。本发明专利技术中所设计的有机/无机p‑n异质结结构有着精确的能级匹配关系,可以实现光生载流子的有效分离以及快速输运,具有很快的光响应时间和很高的光响应度。更重要的是,本发明专利技术利用头发这种质量轻、柔韧性好、无成本、可再生、易降解和空气中稳定的材料作为柔性基底,大大降低器件制作成本,该器件制作工艺简单、成本低、灵敏度高、性能稳定。

【技术实现步骤摘要】
一种基于头发上的柔性紫外光电探测器及其制备方法
本专利技术属于半导体器件
,特别是指一种基于头发上的柔性紫外光电探测器及其制备方法。
技术介绍
随着现代消费电子对高性能、柔性、轻便和可大规模商业化的迫切需求,柔性可穿戴光电子设备在过去几年受到科学界和商业界的广泛关注。柔性光电子器件的应用领域已经扩展到包括柔性光电探测器、柔性显示屏、柔性太阳能电池、柔性光学逻辑电路、柔性发光二极管和柔性光学成像等诸多应用领域。在众多柔性光电子器件中,光电探测器,作为最基本的光电转换器件更是成为研究的热点。尤其是紫外光波段光电探测器,因其在信息传输、紫外光成像、火灾预警、导弹追踪等民用及军用领域的广泛应用尤为引人注目。尽管目前基于Si材料的紫外光电探测器已经商业化,但是由于其材料刚性和需要昂贵的滤波片等缺点严重阻碍其应用领域。因此,基于柔性基底的高性能、可弯曲、廉价并且轻便的柔性光电探测器的开发既有重要的科学意义也有广泛的商用价值,将大大促进光电子器件在柔性可穿戴领域的应用。一般来说,柔性电子器件的制备都是通过在柔性基底直接生长光敏感材料或者是将已经制备好的光电材料转移至柔性基底来实现的。因此,柔本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于头发上的柔性紫外光电探测器,其特征在于,自内而外依次包括头发基底、AZO薄膜电子传输层、ZnO纳米棒阵列、PVK层、PEDOT:PSS空穴传输层、金属Ag电极,AZO为掺杂Al的ZnO,PVK为聚(9‑乙烯基咔唑),PEDOT:PSS为聚乙撑二氧噻吩‑聚(苯乙烯磺酸盐);在头发基底的表面沉积AZO薄膜电子传输层,形成头发/AZO薄膜异质结结构;在AZO薄膜电子传输层的表面,生长垂直于AZO薄膜电子传输层表面的ZnO纳米棒阵列,形成头发/AZO薄膜/ZnO纳米棒异质结结构;在ZnO纳米棒阵列的表面生长PVK层,形成头发/AZO薄膜/ZnO纳米棒/PVK异质结结构;在PVK层的表面生长...

【技术特征摘要】
1.一种基于头发上的柔性紫外光电探测器,其特征在于,自内而外依次包括头发基底、AZO薄膜电子传输层、ZnO纳米棒阵列、PVK层、PEDOT:PSS空穴传输层、金属Ag电极,AZO为掺杂Al的ZnO,PVK为聚(9-乙烯基咔唑),PEDOT:PSS为聚乙撑二氧噻吩-聚(苯乙烯磺酸盐);在头发基底的表面沉积AZO薄膜电子传输层,形成头发/AZO薄膜异质结结构;在AZO薄膜电子传输层的表面,生长垂直于AZO薄膜电子传输层表面的ZnO纳米棒阵列,形成头发/AZO薄膜/ZnO纳米棒异质结结构;在ZnO纳米棒阵列的表面生长PVK层,形成头发/AZO薄膜/ZnO纳米棒/PVK异质结结构;在PVK层的表面生长PEDOT:PSS空穴传输层,形成头发/AZO薄膜/ZnO纳米棒/PVK/PEDOT:PSS异质结结构;在头发/AZO薄膜/ZnO纳米棒/PVK/PEDOT:PSS异质结结构两端分别沉积金属Ag电极,形成柔性紫外光电探测器。2.根据权利要求1所述的基于头发上的柔性紫外光电探测器,其特征在于,头发基底为健康人类的头发或是健康动物的毛发,头发基底直径为10μm至100μm,长度为10μm至1.3m。3.根据权利要求1所述的基于头发上的柔性紫外光电探测器,其特征在于,AZO薄膜电子传输层厚度为15nm至300nm,并且完全包覆在头发基底表面。4.根据权利要求1所述的基于头发上的柔性紫外光电探测器,其特征在于,ZnO纳米棒阵列垂直于AZO薄膜电子传输层生长,并且只覆盖AZO薄膜电子传输层沿头发方向上长度的50%~90%;ZnO纳米棒阵列中单根ZnO纳米线的直径为50nm至500nm,长度为500nm至15μm。5.根据权利要求1所述的基于头发上的柔性紫外光电探测器,其特征在于,PVK层完全覆盖在ZnO纳米棒阵列的表面,并且PVK层的厚度高于ZnO纳米棒阵列10nm至100nm。6.根据权利要求1所述的基于头发上的柔性紫外光电探测器,其特征在于,PEDOT:PSS空穴传输层完全覆盖在PVK层的表面,并且厚度为10nm至100nm。7.根据权利要求1所述的基于头发上的柔性紫外光电探测器,其特征在于,金属Ag电极分别覆盖在未被ZnO纳米棒阵列覆盖的AZO薄膜电子传输层和最外层的PEDOT:PSS空...

【专利技术属性】
技术研发人员:刘宝丹张兴来李晶杨文进张偲刘小元王柯周洋姜辛
申请(专利权)人:中国科学院金属研究所
类型:发明
国别省市:辽宁,21

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