【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于光电探测器，具体涉及一种镁掺杂氧化锌及其制备方法和应用、电子传输层的制备方法和钙钛矿光电探测器。
技术介绍
1、基于氧化物材料的半导体由于其在光电子器件中的广泛应用，近年来受到了广泛的关注。宽带隙半导体氧化锌(zno)由于其优异的可调谐光电特性、大的激子结合能和低温材料生长而成为氧化物半导体中的研究重点。zno的光学和电学性能主要通过合适的掺杂和不同的材料生长条件来调节。据报道，铝和钆掺杂的zno薄膜的电阻率最低，在7～8×10-5ωcm范围内，并且透明度超过90％。这些透明导电薄膜可能在太阳能电池和发光二极管器件中有着重要应用。类似地，锡、钯和铝掺杂的zno薄膜被探索用于氨、乙醇、氮氧化物和氢传感器件应用。zno薄膜中的激子-激子散射开启了对激光应用器件的不同研究。据报道，掺杂和未掺杂的zno薄膜可直接用于不同波长的光电探测器器件。掺杂是氧化物半导体的一项重要改性技术，因为它可以改变半导体材料的光学、电学和磁学性能。然而，这需要掺杂的材料不改变晶格常数，但可以调节电子密度以及具有几乎相等的离子半径。
2、镁是一种掺杂材料，与锌原子相比具有相似的离子半径。已经有报道的几项研究工作实现了掺镁氧化锌薄膜的制备。传统的制备方法主要包括脉冲激光沉积或溅射技术，但上述制备方法的工艺复杂、成本较高。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种镁掺杂氧化锌及其制备方法、电子传输层的制备方法和钙钛矿光电探测器，本专利技术提供的镁掺杂氧化锌的制备方法简便、成本低。>
2、为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、本专利技术提供了一种镁掺杂氧化锌的制备方法，包括以下步骤：
4、将锌盐、镁盐和甲醇第一混合，得到第一混合液；
5、将氢氧化钾和甲醇第二混合，得到第二混合液；
6、将所述第一混合液和第二混合液第三混合，进行静置和分离，得到所述镁掺杂氧化锌。
7、优选的，所述锌盐包括c4h6o4zn·2h2o、znso4和zn(no3)2中的一种或几种；所述镁盐包括c4h6o4mg·4h2o、mgso4和mg(no3)2中的一种或几种；
8、所述锌盐和镁盐的摩尔比为1：0.05～0.15；
9、所述第一混合液中锌盐的摩尔浓度为0.1～0.5mol/l。
10、优选的，所述第二混合液中氢氧化钾的浓度为0.05～0.1mol/l；
11、所述第一混合液和第二混合液的体积比为30：20～25。
12、优选的，所述第三混合的过程为：将所述第二混合液滴入所述第一混合液中，进行搅拌；
13、所述搅拌的温度为60℃；所述搅拌的转速为600～1000rpm，时间为2h。
14、本专利技术还提供了上述技术方案所述的制备方法制备得到的镁掺杂氧化锌，所述镁掺杂氧化锌的化学组成为zn1-xmgxo；所述x的取值范围为0.05～0.15。
15、本专利技术还提供了上述技术方案所述的镁掺杂氧化锌在制备电子传输层中的应用。
16、本专利技术还提供了一种电子传输层的制备方法，包括以下步骤：
17、将电子传输层材料和有机溶剂混合，得到前驱液；
18、将所述前驱液旋涂在导电基底的表面，干燥后进行退火，得到所述电子传输层；
19、所述电子传输层材料为上述技术方案所述的镁掺杂氧化锌。
20、优选的，所述有机溶剂包括甲醇和氯仿；所述甲醇和氯仿的体积比为1：1；
21、所述前驱液中镁掺杂氧化锌的浓度为10～20mg/ml；
22、所述旋涂的转速为800～1000rpm，时间为20～30s；
23、所述干燥的温度为100～120℃，时间为30min；
24、所述退火的温度为300～350℃，时间为3～3.5h。
25、本专利技术还提供了一种钙钛矿光电探测器，由下到上包括依次层叠设置的导电基底、电子传输层、钙钛矿层和背电极层；
26、所述电子传输层的材料为上述技术方案所述的镁掺杂氧化锌。
27、优选的，所述钙钛矿层的材料的化学组成为abx3，所述a包括ch3nh3+、hc(nh2)2+、cs+和rb+中的至少一种；所述b包括pb2+；所述x包括卤素离子；
28、所述背电极层的材料为铝。
29、本专利技术提供了一种镁掺杂氧化锌的制备方法，包括以下步骤：将锌盐、镁盐和甲醇第一混合，得到第一混合液；将氢氧化钾和甲醇第二混合，得到第二混合液；将所述第一混合液和第二混合液第三混合，进行静置和分离，得到所述镁掺杂氧化锌。本专利技术提供的制备方法简便、成本低。将本专利技术得到的镁掺杂氧化锌制备钙钛矿光电探测器的电子传输层，镁的掺杂提高了钙钛矿光伏器件的光电探测率以及响应度，使得到的光伏器件具有更高的光电探测性能。本专利技术为开发光电性能好且稳定性高的电子传输层材料提供了思路，拓展了其在钙钛矿太阳能电池及传感器方面的应用。
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1.一种镁掺杂氧化锌的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述锌盐包括C4H6O4Zn·2H2O、ZnSO4和Zn(NO3)2中的一种或几种；所述镁盐包括C4H6O4Mg·4H2O、MgSO4和Mg(NO3)2中的一种或几种；
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第二混合液中氢氧化钾的浓度为0.05～0.1mol/L；
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第三混合的过程为：将所述第二混合液滴入所述第一混合液中，进行搅拌；
5.权利要求1～4任一项所述的制备方法制备得到的镁掺杂氧化锌，其特征在于，所述镁掺杂氧化锌的化学组成为Zn1-xMgxO；所述x的取值范围为0.05～0.15。
6.权利要求5所述的镁掺杂氧化锌在制备电子传输层中的应用。
7.一种电子传输层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述有机溶剂包括甲醇和氯仿；所述甲醇和氯仿的体积比为1：1；
9.一种
10.根据权利要求9所述的钙钛矿光电探测器，其特征在于，所述钙钛矿层的材料的化学组成为ABX3，所述A包括CH3NH3+、HC(NH2)2+、Cs+和Rb+中的至少一种；所述B包括Pb2+；所述X包括卤素离子；
...【技术特征摘要】
1.一种镁掺杂氧化锌的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述锌盐包括c4h6o4zn·2h2o、znso4和zn(no3)2中的一种或几种；所述镁盐包括c4h6o4mg·4h2o、mgso4和mg(no3)2中的一种或几种；
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第二混合液中氢氧化钾的浓度为0.05～0.1mol/l；
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第三混合的过程为：将所述第二混合液滴入所述第一混合液中，进行搅拌；
5.权利要求1～4任一项所述的制备方法制备得到的镁掺杂氧化锌，其特征在于，所述镁掺杂氧化锌的化学组成为zn1...
【专利技术属性】
技术研发人员：魏俊峰，曹栋强，隋赫羽，罗睿智，孔令伟，孙清华，籍天白，仝溢萌，
申请(专利权)人：上海乐天钙钛光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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