【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于光电材料、光电探测器制备领域，尤其涉及一种高缺陷n型非晶硅锗层的可调波段硫硒化锑光电探测器及其制备方法。
技术介绍
1、在经济建设和生产生活高速发展的同时，人们对光电探测器的需要越来越高，具有波段调谐功能的光电探测器可以被应用到不同的领域。例如，在400-500nm波长范围内工作的光电探测器可用于水下量子通信，在650-900nm波长范围内工作的光电探测器可用于生物探测与成像。因此，制备出对入射光波长具有选择性的光电探测器成为了广泛研究的前沿性课题。
2、硫硒化锑异质结光电探测器具有成本低、工艺简单、绿色无毒、易于大规模生产等特点，是近年来的研究热点。硫硒化锑材料(sb2(s1-xsex)3)作为一种新型光吸收材料，具有禁带宽度1.2-1.7ev连续可调的特点，可以实现宽光谱的波段调谐，并且吸收系数较高，便于大规模的工业生产，通过与n型材料形成硫硒化锑异质结结构，能够在宽光谱范围进行光响应，极具发展与应用潜力。制备p型层硫硒化锑薄膜的方法有很多，例如磁控溅射法、水热法和快速热蒸发法等。其中磁控溅射法设备较为复杂，真空度要求高；水热法控制难度较大，产物不纯。
技术实现思路
1、本专利技术目的在于提供一种高缺陷n型非晶硅锗层的可调波段硫硒化锑光电探测器及其制备方法，通过构建合理的n型非晶硅锗层和p型硫硒化锑层异质结结构，应用高缺陷的n型非晶硅锗层和低缺陷的p型硫硒化锑层，通过调节n型非晶硅锗层的锗含量和p型硫硒化锑层的硒含量对能带进行调节，进而调节每个功能层的
2、为实现上述目的，本专利技术的一种高缺陷n型非晶硅锗层的可调波段硫硒化锑光电探测器及其制备方法的具体技术方案如下：
3、本专利技术选择快速热蒸发法制备p型层硫硒化锑薄膜。
4、一种应用高缺陷n型非晶硅锗层的可调波段硫硒化锑光电探测器，从上而下依次设置透明导电玻璃层、n型非晶硅锗层(非晶硅锗是一种n型半导体)、p型硫硒化锑层(硫硒化锑是一种p型半导体)、p+型层(p+型层即掺杂浓度高于p型半导体)和金属电极层；
5、透明导电玻璃层表面上沉积n型非晶硅锗层；
6、n型非晶硅锗层表面热蒸p型硫硒化锑层；
7、p型硫硒化锑层表面涂覆p+型层；
8、p+型层表面蒸镀金属电极层。
9、进一步，所述透明导电玻璃层采用fto透明导电玻璃(fto透明导电玻璃为掺杂氟的sno2透明导电玻璃)、ito透明导电玻璃(ito透明导电玻璃为镀上一层氧化铟锡膜的透明导电玻璃)或azo透明导电玻璃(azo透明导电玻璃为铝掺杂的氧化锌透明导电玻璃)中的一种。
10、进一步，所述n型非晶硅锗层化学式为a-si1-xgex:h(为了将非晶硅与晶体硅进行区分，非晶硅表达为a-si，晶体硅为si)，x在0-1区间取值，当x为0是非晶硅，x为1是非晶硅锗。
11、进一步，所述p型硫硒化锑层化学式为sb2(s1-xsex)3，x在0-1区间取值，当x为0是硫化锑，x为1是硒化锑。
12、进一步，所述p+型层采用p3ht、nio或cui薄膜中的一种。
13、进一步，所述金属电极层采用au、ag或al薄膜电极中的一种。
14、本专利技术还提供了一种高缺陷n型非晶硅锗层的可调波段硫硒化锑光电探测器的制备方法，包括以下步骤：
15、步骤s1：将透明导电玻璃层进行清洗，最后吹去表面水分待用，得到透明导电玻璃层衬底；
16、步骤s2：将所述步骤s1中洁净后的透明导电玻璃层衬底放置于电容耦合设备中，通入前驱体气体，射频功率密度调整为60-90mw·cm-2，衬底温度为120-160℃，在透明导电玻璃层衬底表面形成具有高缺陷特性的n型a-si1-xgex:h薄膜；
17、步骤s3：将所述步骤s2的n型a-si1-xgex:h薄膜放置于快速热蒸发设备中，称取0.2-4g的sb2s3和/或sb2se3粉末，升温至200-350℃，保温，然后再升温至450-600℃，热蒸40-240s，待装置温度低于200℃，打开装置，待温度降低至室温取出，在具有高缺陷特性的n型a-si1-xgex:h薄膜表面形成sb2(s1-xsex)3薄膜，得到a-si1-xgex:h/sb2(s1-xsex)3硫硒化锑异质结结构；
18、步骤s4：采用高真空热蒸发方法在所述步骤s3得到的a-si1-xgex:h/sb2(s1-xsex)3硫硒化锑异质结结构表面形成p+型层薄膜；
19、步骤s5：将步骤s4中制备p+型层薄膜后的a-si1-xgex:h/sb2(s1-xsex)3硫硒化锑异质结结构放置在蒸镀装置中，蒸镀金属电极层，得到硫硒化锑异质结的光电探测器。
20、进一步，所述步骤s4中，当所述p+型层采用p3ht时，选用旋转涂抹法，将所述步骤s3中得到的a-si1-xgex:h/sb2(s1-xsex)3硫硒化锑异质结结构放在匀胶机中，均匀地涂覆p3ht。
21、进一步，所述步骤s4中，当所述p+型层采用nio时，选用磁控溅射法，将nio溅射至所述步骤s3中得到的a-si1-xgex:h/sb2(s1-xsex)3硫硒化锑异质结结构的表面。
22、进一步，所述步骤s4中，当所述p+型层采用cui时，选用高真空热蒸发技术，将cui蒸发沉积至所述步骤s3中得到的a-si1-xgex:h/sb2(s1-xsex)3硫硒化锑异质结结构的表面；
23、进一步，所述步骤s2中，a-si:h薄膜厚度为900nm、a-si0.9ge0.1:h薄膜厚度为800nm或a-si0.7ge0.3:h薄膜厚度为1400nm。
24、进一步，所述步骤s3中，sb2s3薄膜厚度为600nm、sb2(s0.6se0.4)3薄膜厚度为2000nm或sb2se3薄膜厚度为1600nm。
25、进一步，所述步骤s4中，p3ht薄膜厚度为10nm、nio薄膜厚度为10nm或cui薄膜厚度为10nm。
26、进一步，所述步骤s5中，au电极厚度为40nm、ag电极厚度为80nm或al电极厚度为160nm。
27、本专利技术的一种高缺陷n型非晶硅锗层的可调波段硫硒化锑光电探测器及其制备方法具有以下优点：
28、1、一种硫硒化锑异质结的光电探测器，利用一种硫硒化锑薄膜作为p型层，通过制备不同锗含量的n型a-si1-xgex:h层和不同硒含量的p型sb2(s1-xsex)3层组成硫硒化锑异质结结构，可以在零偏压下产生光电流，无需外加电源，具有自供电特性。
29、2、硒化锑可以有效吸收波长小于1000nm的光，而a-si:h可以有效吸收波长小于660nm的光，所以光电探测器在吸收完小于1000nm波长的本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种应用高缺陷n型非晶硅锗层的可调波段硫硒化锑光电探测器，其特征在于，从上而下依次设置透明导电玻璃层、n型非晶硅锗层、p型硫硒化锑层、p+型层和金属电极层；
2.根据权利要求1所述的应用高缺陷n型非晶硅锗层的可调波段硫硒化锑光电探测器，其特征在于，所述透明导电玻璃层采用FTO透明导电玻璃、ITO透明导电玻璃或AZO透明导电玻璃中的一种。
3.根据权利要求1所述的应用高缺陷n型非晶硅锗层的可调波段硫硒化锑光电探测器，其特征在于，所述n型非晶硅锗层化学式为a-Si1-xGex:H，x在0-1区间取值，当x为0是非晶硅，x为1是非晶硅锗。
4.根据权利要求1所述的应用高缺陷n型非晶硅锗层的可调波段硫硒化锑光电探测器，其特征在于，所述p型硫硒化锑层化学式为Sb2(S1-xSex)3，x在0-1区间取值，当x为0是硫化锑，x为1是硒化锑。
5.根据权利要求1所述的应用高缺陷n型非晶硅锗层的可调波段硫硒化锑光电探测器，其特征在于，所述p+型层采用P3HT、NiO或CuI薄膜中的一种。
6.根据权利要求1所述的应用高缺陷n型非晶硅
7.一种高缺陷n型非晶硅锗层的可调波段硫硒化锑光电探测器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
8.根据权利要求7所述的高缺陷n型非晶硅锗层的可调波段硫硒化锑光电探测器的制备方法，其特征在于，所述步骤S4中，当所述p+型层采用P3HT时，选用旋转涂抹法，将所述步骤S3中得到的a-Si1-xGex:H/Sb2(S1-xSex)3硫硒化锑异质结结构放在匀胶机中，均匀地涂覆P3HT。
9.根据权利要求7所述的高缺陷n型非晶硅锗层的可调波段硫硒化锑光电探测器的制备方法，其特征在于，所述步骤S4中，当所述p+型层采用NiO时，选用磁控溅射法，将NiO溅射至所述步骤S3中得到的a-Si1-xGex:H/Sb2(S1-xSex)3硫硒化锑异质结结构的表面。
10.根据权利要求7所述的高缺陷n型非晶硅锗层的可调波段硫硒化锑光电探测器的制备方法，其特征在于，所述步骤S4中，当所述p+型层采用CuI时，选用高真空热蒸发技术，将CuI蒸发沉积至所述步骤S3中得到的a-Si1-xGex:H/Sb2(S1-xSex)3硫硒化锑异质结结构的表面。
...【技术特征摘要】
1.一种应用高缺陷n型非晶硅锗层的可调波段硫硒化锑光电探测器，其特征在于，从上而下依次设置透明导电玻璃层、n型非晶硅锗层、p型硫硒化锑层、p+型层和金属电极层；
2.根据权利要求1所述的应用高缺陷n型非晶硅锗层的可调波段硫硒化锑光电探测器，其特征在于，所述透明导电玻璃层采用fto透明导电玻璃、ito透明导电玻璃或azo透明导电玻璃中的一种。
3.根据权利要求1所述的应用高缺陷n型非晶硅锗层的可调波段硫硒化锑光电探测器，其特征在于，所述n型非晶硅锗层化学式为a-si1-xgex:h，x在0-1区间取值，当x为0是非晶硅，x为1是非晶硅锗。
4.根据权利要求1所述的应用高缺陷n型非晶硅锗层的可调波段硫硒化锑光电探测器，其特征在于，所述p型硫硒化锑层化学式为sb2(s1-xsex)3，x在0-1区间取值，当x为0是硫化锑，x为1是硒化锑。
5.根据权利要求1所述的应用高缺陷n型非晶硅锗层的可调波段硫硒化锑光电探测器，其特征在于，所述p+型层采用p3ht、nio或cui薄膜中的一种。
6.根据权利要求1所述的应用高缺陷n型非晶硅锗层的可调波段硫硒化锑光电探测器，其特征在于...
【专利技术属性】
技术研发人员：曹宇，陈佳琪，周静，栗强，姜明涛，韩智慧，任彩颂，刘彦良，
申请(专利权)人：东北电力大学，
类型：发明
国别省市：
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