钙钛矿厚膜X射线探测器及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112768609A(43)申请公布日2021.05.07(21)申请号202110031000.8(22)申请日2021.01.11(66)本国优先权数据202011598749.22020.12.29CN(71)申请人武汉大学地址430072湖北省武汉市武昌区珞珈山武汉大学(72)发明人林乾乾李威许亚伦(74)专利代理机构武汉科皓知识产权代理事务所(特殊普通合伙)42222代理人俞琳娟(51)Int.Cl.H01L51/42(2006.01)H01L51/48(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图8页(54)发明名称钙钛矿厚膜X射线探测器及其制备方法(57)摘要本发明提供钙钛矿厚膜X射线探测器及其制备方法，钙钛矿厚膜X射线探测器的特征在于包括：透明导电膜基底、空穴传输层、钙钛矿厚膜、电子传输层、电极，其中，钙钛矿厚膜通过真空热共蒸发法制得，并且位于空穴传输层和电子传输层之间。制备方法的特征在于：将不同的钙钛矿原料分别放入不同的束源炉，并分别加到各自的沸点，同时对基底进行原位加热，然后进行真空热共蒸得到钙钛矿厚膜。本发明所提供的钙钛矿厚膜X射线探测器具有优异的电荷传输性能、极快的响应速度、较高的X射线灵敏度和较好的稳定性，并且制备工艺简单，厚度可调，易于在柔性基底上制备，在医学成像、航空安检等领域具有广泛潜在应用。CN112768609ACN112768609A权利要求书1/2页1.一种钙钛矿厚膜X射线探测器，其特征在于，包括：透明导电膜基底、空穴传输层、钙钛矿厚膜、电子传输层、电极，其中，所述钙钛矿厚膜通过真空热共蒸发法制得，并且位于所述空穴传输层和所述电子传输层之间。2.根据权利要求1所述的钙钛矿厚膜X射线探测器，其特征在于：其中，所述钙钛矿厚膜X射线探测器具有光敏二极管型器件结构，为P‑I‑N型或N‑I‑P型；所述P‑I‑N型钙钛矿厚膜X射线探测器由下至上依次包括：所述透明导电膜基底、所述空穴传输层、所述钙钛矿厚膜、所述电子传输层、所述电极；所述N‑I‑P型钙钛矿厚膜X射线探测器由下至上依次包括：所述透明导电膜基底、所述电子传输层、所述钙钛矿厚膜、所述空穴传输层、所述电极。3.根据权利要求2所述的钙钛矿厚膜X射线探测器，其特征在于：其中，在所述P‑I‑N型钙钛矿厚膜X射线探测器中，在所述电子传输层和所述电极之间还形成有界面修饰层；在所述N‑I‑P型钙钛矿厚膜X射线探测器中，所述电子传输层和所述钙钛矿厚膜之间还形成有界面修饰层。4.根据权利要求1所述的钙钛矿厚膜X射线探测器，其特征在于：其中，所述钙钛矿厚膜为具有ABX3化学组成的杂化钙钛矿材料，A选自甲胺、甲脒、铯、铷的一价阳离子，B选自铅、锡、锗的二价阳离子，X选自碘、溴、氯的一价负离子。5.根据权利要求1所述的钙钛矿厚膜X射线探测器，其特征在于：其中，所述钙钛矿厚膜的厚度为0.5～200μm。6.根据权利要求1所述的钙钛矿厚膜X射线探测器，其特征在于：其中，所述空穴传输层的膜厚为10～40nm；所述电子传输层的膜厚为50～200nm；所述界面修饰层的膜厚为1～8nm；所述电极的膜厚为50～200nm。7.根据权利要求1所述的钙钛矿厚膜X射线探测器，其特征在于：其中，所述透明导电膜基底为在玻璃或柔性基底上沉积铟掺杂的氧化锡透明导电薄膜；所述柔性基底为聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚酰亚胺中的至少一种材料制成；所述空穴传输层为聚TPD、聚(3,4‑乙烯二氧噻吩)‑聚苯乙烯磺酸、氧化镍、聚[双(4‑苯基)(2,4,6‑三甲基苯基)胺]、4,4'‑环己基二[N,N‑二(4‑甲基苯基)苯胺]、聚3‑己基噻吩、碘化亚铜或2,2',7,7'‑四[N,N‑二(4‑甲氧基苯基)氨基]‑9,9'‑螺二芴中至少一种材料制成；所述电子传输层为富勒烯衍生物C70、C60、PCBM、硫化镉、氧化锡中至少一种材料制成；所述界面修饰层为浴铜灵、三氧化钼、碳酸铯、氟化锂中至少一种材料制成；所述电极为金、银、铜或铝中至少一种材料制成。8.权利要求1至7中任意一项所述的钙钛矿厚膜X射线探测器的制备方法，其特征在于：钙钛矿厚膜的制备方法为：将不同的钙钛矿原料分别放入不同的束源炉，并分别加到各自的沸点，同时对基底进行原位加热，然后进行真空热共蒸。9.根据权利要求8所述的钙钛矿厚膜X射线探测器的制备方法，其特征在于：2CN112768609A权利要求书2/2页其中，所述钙钛矿原料的沸点为200～600℃，基底加热温度为50～150℃。10.根据权利要求8所述的钙钛矿厚膜X射线探测器的制备方法，其特征在于：其中，所述钙钛矿厚膜的制备方法还包括在真空热共蒸后进行退火后处理，并且退火温度为50～180℃。3CN1127