一种具有光谱分辨能力的电信号输出元件及方法技术

本发明专利技术提供了一种具有光谱分辨能力的电信号输出元件及方法。所述元件由具有光电转换特性的染料太阳能电池阵列构成；所述电池阵列由多个含不同染料的电池单元通过共用同一基板并形成高密度特定形状或图案化平行排列结构；所述电池单元的光电转换特性仅通过所用染料加以调控，使所述电池阵列中处于不同位置的电池单元对紫外到红外范围内的全部波段或部分波段入射光具有连续、特定的光电响应，从而获得由特定序列的光电流或开路电压组成的电信号集，记录并导出该电信号集。该元件具有低功耗、光电信号转换一体化、感光范围广且灵活可调等特点，在光电检测、生物医用等多个涉及光电能量相互转换的领域有重要应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种具有光谱分辨能力的电信号输出元件及方法
本专利技术涉及光电
，尤其涉及一种具有光谱分辨能力的电信号输出元件及方法。
技术介绍
传统的光电转换元件主要是电耦合元件(CCD)和互补金属氧化物半导体(CMOS)。这些元件通常是采用特定的同种半导体材料通过复杂的微纳集成加工工艺制备而成，由于构成的每个感光像素对外界的光刺激均有相同的光电响应，并不具有光谱分辨能力。目前具有有限光谱分辨能力的光电元件，如彩色CCD所采用的方法是在CCD前端额外增加一个RGB滤光阵列，使其采集滤光后的不同光信号并转换成电信号输出。但此方法的光谱分辨能力极其有限(仅RGB三通道)，制备工艺要求与制备成本非常高，且会显著降低光通量。现有光谱分辨能力较高的技术或器件(如光谱设备)，通常都是基于前端的光学调制系统配合传统的光电器件完成。光学调制主要通过空间或时间的方式对光进行分解，从而使整体具有光谱分辨能力。其结构相对复杂，同样对制备工艺要求很高，且会显著降低光通量。近年来新型的一种微型光谱技术，它将复杂的滤光阵列置于传统CCD前端并结合算法，获得分光与光本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有光谱分辨能力的电信号输出元件，其特征在于，所述元件由具有光电转换特性的染料太阳能电池阵列构成：/n所述电池阵列由多个含不同染料的电池单元通过共用同一基板并形成高密度特定形状或图案化平行排列结构；/n所述电池阵列仅通过对每个电池单元内使用不同染料来实现不同的光电转换特性，使所述电池阵列中不同位置的电池单元对紫外到红外范围内的全部波段或部分波段入射光具有连续、特定的光电响应，从而获得由特定序列的光电流或开路电压组成的电信号集，记录并导出该电信号集。/n

【技术特征摘要】
1.一种具有光谱分辨能力的电信号输出元件，其特征在于，所述元件由具有光电转换特性的染料太阳能电池阵列构成：
所述电池阵列由多个含不同染料的电池单元通过共用同一基板并形成高密度特定形状或图案化平行排列结构；
所述电池阵列仅通过对每个电池单元内使用不同染料来实现不同的光电转换特性，使所述电池阵列中不同位置的电池单元对紫外到红外范围内的全部波段或部分波段入射光具有连续、特定的光电响应，从而获得由特定序列的光电流或开路电压组成的电信号集，记录并导出该电信号集。


2.根据权利要求1所述的具有光谱分辨能力的电信号输出元件，其特征在于，所述染料包括量子点、钙钛矿半导体或有机半导体染料中的一种或多种。


3.根据权利要求1～2之一所述的具有光谱分辨能力的电信号输出元件，其特征在于，所述染料的不同光电转换特性通过染料的尺寸或化学组分的调控实现。


4.根据权利要求1所述的具有光谱分辨能力的电信号输出元件，其特征在于，所述电池单元为三明治结构的敏化太阳能电池或层层堆叠的薄膜太阳能电池。


5.根据权利要求4所述的具有光谱分辨能力的电信号输出元件，其特征在于，所述电池单元的结构由下至上依次包括透明绝缘下基板、下基板导电层、电子传输层、染料吸光层、空穴传输层、...

【专利技术属性】
技术研发人员：卫会云，刘啸虎，陈牧，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：北京;11