【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于光電材料，具體涉及一種具有納米片微結(jié)構(gòu)的有機(jī)無機(jī)異質(zhì)結(jié)光電器件及制備方法。
技術(shù)介紹
1、光與電是日常生活中最常見的元素，光電探測器可以利用光電效應(yīng)將光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，并應(yīng)用于光伏和光電探測等領(lǐng)域，因此光電器件成為了研究的熱門方向之一。而在光電器件中，有機(jī)無機(jī)雜化器件憑借其高性能、相應(yīng)光譜寬、兼具有機(jī)無機(jī)材料特點(diǎn)等優(yōu)勢，而受到了廣泛的關(guān)注。時(shí)代的不斷發(fā)展對光電探測器的性能提出了更高的要求，因此新材料、新型器件一直是光電材料
的熱門問題。
2、近年來，隨著石墨烯相關(guān)研究的突破，二維材料憑借其超高的遷移率和寬帶光電響應(yīng)等優(yōu)異的性質(zhì)，成為了最熱門的新型光電材料之一，并在光電子器件、光伏器件、柔性器件等領(lǐng)域中都具有廣泛的應(yīng)用前景。也正因如此，當(dāng)前的有機(jī)無機(jī)雜化器件研究主要集中在二維無機(jī)/有機(jī)異質(zhì)結(jié)方向上，基于二維無機(jī)/有機(jī)框架的不同材料選擇，高性能的異質(zhì)結(jié)光電器件可以覆蓋紫外到遠(yuǎn)紅外光的多個(gè)波段，具體可應(yīng)用于光學(xué)仿生晶體管、多功能光電探測器、鈣鈦礦太陽能電池等數(shù)個(gè)領(lǐng)域(han?j,wang?f,han?s,recent?progress?in2d?inorganic/organic?charge?transfer?heterojunction?photodetectors.adv.funct.mater.2022,32,2205150)。且隨著二維材料和異質(zhì)結(jié)機(jī)制的進(jìn)一步研究，二維無機(jī)/有機(jī)異質(zhì)結(jié)器件的性能和應(yīng)用仍有著很大的發(fā)展空間。
3、將器件投入實(shí)際的商業(yè)應(yīng)用中往往需要大面積、高性能的薄
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、針對上述現(xiàn)有技術(shù)的問題，本專利技術(shù)提出一種具有納米片微結(jié)構(gòu)的有機(jī)無機(jī)異質(zhì)結(jié)光電器件，從而利用二維材料制備了大面積的薄膜，并實(shí)現(xiàn)了高性能的異質(zhì)結(jié)光電器件。本專利技術(shù)的另一個(gè)目的是提供上述器件的制備方法。
2、本專利技術(shù)采用的技術(shù)方案如下：
3、具有納米片微結(jié)構(gòu)的有機(jī)無機(jī)異質(zhì)結(jié)光電器件，包括有機(jī)無機(jī)異質(zhì)結(jié)，所述有機(jī)無機(jī)異質(zhì)結(jié)由有機(jī)半導(dǎo)體層和無機(jī)半導(dǎo)體層構(gòu)成，所述無機(jī)半導(dǎo)體層由豎直或高傾斜度生長的納米片自組裝而成。
4、進(jìn)一步地，本專利技術(shù)光電器件自下而上的結(jié)構(gòu)為：第一層為襯底；第二層為金屬或金屬氧化物，用作底電極；第三層為所述有機(jī)半導(dǎo)體層；第四層為所述無機(jī)半導(dǎo)體層；第五層為金屬或金屬氧化物，用作頂電極。
5、進(jìn)一步地，本專利技術(shù)光電器件自下而上的結(jié)構(gòu)為：第一層為襯底；第二層為所述有機(jī)半導(dǎo)體層；第三層為所述無機(jī)半導(dǎo)體層；第四層為金屬或金屬氧化物，用作頂電極，所述頂電極包括兩個(gè)具有間隔的電極。
6、本專利技術(shù)還提供了一種制備具有納米片微結(jié)構(gòu)的有機(jī)無機(jī)異質(zhì)結(jié)光電器件的方法，包括以下步驟：步驟1，在襯底上通過磁控濺射生長一層底電極；步驟2，通過蒸鍍方法在所述底電極上生長有機(jī)半導(dǎo)體層；步驟3，在所述有機(jī)半導(dǎo)體層上通過物理氣相沉積方法，生長具有納米片微結(jié)構(gòu)的無機(jī)半導(dǎo)體層；步驟4，在所述無機(jī)半導(dǎo)體層上通過磁控濺射生長頂電極。
7、本專利技術(shù)還提供了另一種制備具有納米片微結(jié)構(gòu)的有機(jī)無機(jī)異質(zhì)結(jié)光電器件的方法，包括以下步驟：步驟1，通過蒸鍍方法在襯底上生長有機(jī)半導(dǎo)體層；步驟2，在所述有機(jī)半導(dǎo)體層上通過物理氣相沉積方法，生長具有納米片微結(jié)構(gòu)的無機(jī)半導(dǎo)體層；步驟3，在所述無機(jī)半導(dǎo)體層上通過磁控濺射生長頂電極。
8、本專利技術(shù)所制備的有機(jī)無機(jī)異質(zhì)結(jié)可用于制備光電探測器等光電器件。相比于現(xiàn)有技術(shù)，本專利技術(shù)具有以下優(yōu)勢：
9、1)基于自組裝原理，將垂直生長的二維材料設(shè)計(jì)成納米片微結(jié)構(gòu)，光線進(jìn)入后可以被多次反射、折射，被材料充分吸收，從而增強(qiáng)光吸收效果，應(yīng)用于大面積薄膜中，并與有機(jī)材料結(jié)合，便可獲得高性能的異質(zhì)結(jié)器件；
10、2)環(huán)境友好，傳統(tǒng)二維材料如碘化鉛由于含鉛，具有一定毒性，而本專利技術(shù)中的二維材料使用碘化鉍，毒性較低；
11、3)制備工藝簡單，并且基于得到的大面積薄膜還可以實(shí)現(xiàn)陣列化器件，面積可達(dá)厘米級(jí)甚至更大，相比于傳統(tǒng)的小尺寸二維材料(微米級(jí))，本專利技術(shù)更具商業(yè)應(yīng)用潛力。
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1.具有納米片微結(jié)構(gòu)的有機(jī)無機(jī)異質(zhì)結(jié)光電器件，包括有機(jī)無機(jī)異質(zhì)結(jié)，其特征在于，所述有機(jī)無機(jī)異質(zhì)結(jié)由有機(jī)半導(dǎo)體層和無機(jī)半導(dǎo)體層構(gòu)成，所述無機(jī)半導(dǎo)體層由豎直或高傾斜度生長的納米片自組裝而成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有納米片微結(jié)構(gòu)的有機(jī)無機(jī)異質(zhì)結(jié)光電器件，其特征在于，該光電器件自下而上的結(jié)構(gòu)為：第一層為襯底；第二層為金屬或金屬氧化物，用作底電極；第三層為所述有機(jī)半導(dǎo)體層；第四層為所述無機(jī)半導(dǎo)體層；第五層為金屬或金屬氧化物，用作頂電極。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有納米片微結(jié)構(gòu)的有機(jī)無機(jī)異質(zhì)結(jié)光電器件，其特征在于，該光電器件自下而上的結(jié)構(gòu)為：第一層為襯底；第二層為所述有機(jī)半導(dǎo)體層；第三層為所述無機(jī)半導(dǎo)體層；第四層為金屬或金屬氧化物，用作頂電極，所述頂電極包括兩個(gè)具有間隔的電極。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3之一所述的具有納米片微結(jié)構(gòu)的有機(jī)無機(jī)異質(zhì)結(jié)光電器件，其特征在于，所述有機(jī)半導(dǎo)體層的材料為p型有機(jī)半導(dǎo)體并五苯。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至3之一所述的具有納米片微結(jié)構(gòu)的有機(jī)無機(jī)異質(zhì)結(jié)光電器件，其特征在于，所述無機(jī)半導(dǎo)體層的材料為碘化鉍。
<...【技術(shù)特征摘要】
1.具有納米片微結(jié)構(gòu)的有機(jī)無機(jī)異質(zhì)結(jié)光電器件，包括有機(jī)無機(jī)異質(zhì)結(jié)，其特征在于，所述有機(jī)無機(jī)異質(zhì)結(jié)由有機(jī)半導(dǎo)體層和無機(jī)半導(dǎo)體層構(gòu)成，所述無機(jī)半導(dǎo)體層由豎直或高傾斜度生長的納米片自組裝而成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有納米片微結(jié)構(gòu)的有機(jī)無機(jī)異質(zhì)結(jié)光電器件，其特征在于，該光電器件自下而上的結(jié)構(gòu)為：第一層為襯底；第二層為金屬或金屬氧化物，用作底電極；第三層為所述有機(jī)半導(dǎo)體層；第四層為所述無機(jī)半導(dǎo)體層；第五層為金屬或金屬氧化物，用作頂電極。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有納米片微結(jié)構(gòu)的有機(jī)無機(jī)異質(zhì)結(jié)光電器件，其特征在于，該光電器件自下而上的結(jié)構(gòu)為：第一層為襯底；第二層為所述有機(jī)半導(dǎo)體層；第三層為所述無機(jī)半導(dǎo)體層；第四層為金屬或金屬氧化物，用作頂電極，所述頂電極包括兩個(gè)具有間隔的電極。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3之一所述的具有納米片微結(jié)構(gòu)的有機(jī)無機(jī)異質(zhì)結(jié)光電器件，其特征在于，所述有機(jī)半導(dǎo)體層的材...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：夏奕東，雷航宇，
申請(專利權(quán))人：南京大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：
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