上转移到匀胶机上，用移液管吸取100 μ L的ZnO种子前驱体溶液滴在ΙΤ0表面上，待溶液完全铺满ΙΤ0表面后，预旋涂以1000 rpm速度旋转3 s，旋涂以4000 rpm速度旋转30 s，旋涂完成后用吹风机热风对着基底背面吹3-5 min，使得溶剂蒸发。
[0022]第四步，ZnO籽晶层晶化:上述第三步获得的基底转移到石英管中，再将石英管置于快速退火炉中，炉子以20°C/min的速度升至400°C，保温2 h，之后拿出石英管，室温下自然冷却30 min，得到200 nm厚晶化的ZnO籽晶层。
[0023]第五步，水热法生长ZnO纳米棒阵列:Ζη0纳米棒反应液倒入在密闭容器中，预热到50°C，然后再将覆盖有ZnO籽晶层的基片垂直于容器底部放置，再升温至90°C，保温6 h，停止加热，将反应体系置于室温条件下自然冷却2 h，得到水热法生长出的直径为50-200nm、长度为2-3 μπι的ZnO纳米棒阵列。其中，反应液的配制:0.004 mol 二水合乙酸锌(Zn(CH3C00)2*2H20)和0.004 mol六次甲基四胺(HTM)溶于0.2 L去离子水中，水热反应体系中的反应液浓度为0.02 mol/L。
[0024]第六步，除杂:将生长有ZnO纳米棒阵列的基片取出，用去离子水反复冲洗5次，再用吹风机将基片吹干，干燥保存。
[0025]第七步，掺杂菲:配制0.2 mol/L菲的乙醇溶液，用移液器取50 yL该溶液滴于生长有ZnO纳米棒阵列上，待铺满后，以1000 rpm的速度旋转30s。再将基片转移至加热板上，使乙醇挥发，得到掺杂菲的ZnO纳米棒阵列作为活性层，干燥低温保存该基片。
[0026]第八步，引电极:分别在ΙΤ0、ZnO纳米棒阵/菲活性层上滴一滴银浆，再分别用两根金丝导线的一端引入每滴银浆中，另一端悬空，形成紫外探测器的正负电极。
[0027]第九步，组装器件:将引出电极的器件固定于测试板上，使菲活性层上的银电极的部分置于紫外光源1能照射的地方，以方便器件的测试性能。
[0028]实施例2: (1)用匀胶机在ΙΤ0上旋涂ZnO种子溶液，得到均匀的ZnO籽晶层，然后在空气气氛下退火获得厚度约200 nm的ZnO籽晶层；(2)在ZnO籽晶层上，利用水热法外延生长出取向的ZnO纳米棒阵列，形成均勾的ZnO纳米棒阵列。纳米棒直径为50_200nm，长度为2-3 μπι。其他步骤同实施例1。
[0029]实施例3:借用匀胶机将菲的乙醇溶液以旋涂方式旋涂，滴50 μ L的菲的乙醇溶液铺满基片，调节匀胶机的转速为1000 rpm旋转30s，使得菲的乙醇溶液充分渗到ZnO纳米棒阵列中，然后将基片置于80°C的加热板上30 min，使得乙醇溶液完全会发，菲包覆于ZnO纳米棒表面，得到ZnO纳米棒与菲的纳米异质复合结构。
【主权项】
1.一种具有ZnO纳米棒与菲纳米异质复合结构的紫外光伏探测器，由基底、正负电极层、紫外光功能层构成，其特征在于基底(2)为玻璃片衬底；玻璃片衬底上沉积高功函材料IT0作为正极电极层(3);正极电极层(3)上旋涂ZnO籽晶层(4)，通过水热法外延生长ZnO纳米棒阵列(5)在ZnO籽晶层(4)上；用匀胶机旋涂含有机物菲的乙醇溶液在ZnO纳米棒阵列(5)上，烘干基片使乙醇挥发形成ZnO纳米棒与菲功能层(6);分别从滴有导电浆料(7)的IT0和ZnO纳米棒与菲功能层(6)上用导线(8)引出电极，形成本发明紫外光伏探测器结构。2.如权利要求1所述的一种具有ZnO纳米棒与菲纳米异质复合结构的紫外光伏探测器，其特征在于所述的导电浆料(7)为银浆或导电碳浆料。3.如权利要求1所述的一种具有ZnO纳米棒与菲纳米异质复合结构的紫外光伏探测器，其特征在于所述的导线(8)为金丝或铜丝。4.如权利要求1所述的一种具有ZnO纳米棒与菲纳米异质复合结构的紫外光伏探测器，其特征在于该探测器通过以下的方法制备而得的，具体步骤如下: 第一步，清洗IT0玻璃片衬底:将沉积有高功涵材料IT0的玻璃片衬底清洗并烘干；第二步，配制ZnO种子前驱体溶液；每克二水合乙酸锌加乙醇15-45 ml、乙醇胺0.25-0.75 ml、乙二醇0.5-1.5 ml，搅拌直至溶质完全溶解于该混合溶液，再加入0.25-0.75ml冰乙酸，充分搅拌后，密封陈化至少12 h ； 第三步，旋涂ZnO前驱体溶液，将配制好的ZnO种子前驱体溶液采用旋涂机旋涂在IT0表面上，并蒸发基底溶剂； 第四步，ZnO籽晶层晶化:ZnO籽晶层用匀胶机在IT0上旋涂ZnO种子溶液，得到均匀的ZnO籽晶层，迅速升温至400°C，保温1-3 h，冷却至室温得到ZnO籽晶层； 第五步，水热法外延生长ZnO纳米棒阵列； 第六步，除杂:将基片取出，冲洗干净，干燥保存； 第七步，采用旋涂法在ZnO纳米棒阵列中掺杂菲作为器件的功能层； 第八步，分别在IT0和功能层上分别滴导电浆料，再分别用两根导线的一端引入每滴导电浆料中，另一端悬空，形成紫外探测器的正负极。5.如权利要求4所述的一种具有ZnO纳米棒与菲纳米异质复合结构的紫外光伏探测器，其特征在于配制ZnO种子前驱体溶液是每克二水合乙酸锌中加入乙醇胺0.5 ml、乙二醇1ml，依次溶解到乙醇30 ml中，再加入冰乙酸0.5ml，充分搅拌后，密封陈化12 h。6.如权利要求4所述的一种具有ZnO纳米棒与菲纳米异质复合结构的紫外光伏探测器，其特征在于旋涂ZnO前驱体溶液是将IT0玻璃片衬底面朝上转移到匀胶机上，用移液管吸取100 μ L的ZnO种子前驱体溶液滴在IT0表面上，待溶液完全铺满IT0表面后，预旋涂以1000 rpm速度旋转3 s，旋涂以4000 rpm速度旋转30 s，旋涂完成后用吹风机热风对着基底背面吹3-5 min，使得溶剂蒸发。7.如权利要求4所述的一种具有ZnO纳米棒与菲纳米异质复合结构的紫外光伏探测器，其特征在于ZnO籽晶层晶化是将基底转移到石英管中，再将石英管置于快速退火炉中，炉子以20°C/min的速度升至400°C，保温2 h，之后拿出石英管，室温下自然冷却30 min,得到200 nm厚晶化的ZnO籽晶层。8.如权利要求4所述的一种具有ZnO纳米棒与菲纳米异质复合结构的紫外光伏探测器，其特征在于水热法生长ZnO纳米棒阵列是将ZnO纳米棒反应液倒入在密闭容器中，预热到50°C，然后再将覆盖有ZnO籽晶层的基片垂直于容器底部放置，再升温至90°C，保温6h，停止加热，将反应体系置于室温条件下自然冷却2 h，得到水热法生长出的直径为50-200nm、长度为2-3 μπι的ZnO纳米棒阵列；其中，反应液的配制:0.004 mol 二水合乙酸锌(Zn(CH3C00)2*2H20)和0.004 mol六次甲基四胺(HTM)溶于0.2 L去离子水中，水热反应体系中的反应液浓度为0.02 mol/Lo9.如权利要求4所述的一种具有ZnO纳米棒与菲纳米异质复合结构的紫外光伏探测器，其特征在于掺杂菲是将0.2 mol/L菲的乙醇溶液用移液器取50 μ L该溶液滴于生长有ZnO纳米棒阵列上，待铺满后，以1000 rpm的速度旋转30 s。
【专利摘要】一种具有ZnO纳米棒与菲纳米异质复合结构的紫外光伏探测器，属于半导体与纳米光电子器件领域，尤其涉及到一种ZnO纳米棒与菲纳米异质复合结构的紫外光伏探测器的制备方法。本发明的探测器最底层的基底材料为玻璃；ITO作为一电极完全覆盖于基底上，滴上导电浆料，用导线引出该电极。ITO剩余未作为电极的部分被一层ZnO籽晶层覆盖；籽晶层厚度约为200nm。ZnO籽晶层上为外延生长的ZnO纳米棒阵列，ZnO纳米棒阵列表面由有机物菲所包覆。本发明的这种ZnO纳米棒与菲纳米异质复合结构的紫外光伏探测器，低成本、易实现、高效率、稳定性好等优点，在军事、民用等领域有着极大的应用潜力。
【IPC分类】H01L51/42, H01L51/48, H01L51/46
【公开号】CN105428534
【申请号】CN201510749495
【发明人】唐利斌, 姬荣斌, 项金钟, 程文涛
【申请人】昆明物理研究所
【公开日】2016年3月23日
【申请日】2015年11月6日