1.一种具有能量分辨的X射线探测器,其特征在于,从上往下依次包括:前收集电极(3)、N+掺杂层(2)、用于光电转换的MAPbX3钙钛矿单晶活性材料层(1)、P+掺杂层(5)和后收集电极(6);
所述MAPbX3钙钛矿单晶活性材料层(1)的厚度不低于5mm;
所述前收集电极(3)与探测器电源正极相连接;
所述后收集电极(6)与探测器电源负极相连接。
2.根据权利要求1所述的X射线探测器,其特征在于,所述前收集电极(3)上方还设置有前盖板(4),所述后收集电极(6)下方还设置有后盖板(7)。
3.根据权利要求1所述的X射线探测器,其特征在于,在所述MAPbX3钙钛矿中,X为Br、Cl或者I。
4.根据权利要求1所述的X射线探测器,其特征在于,所述N+掺杂层(2)为C60、PCBM、ZnO或TiO2层。
5.根据权利要求1所述的X射线探测其,其特征在于,所述P+掺杂层(5)为poly(Nvinylcarbazole)PVK、N,N′-bis(4-butylphenyl)-N、N′-bis(phenyl)-benzi poly-TPD或Spiro-OMeTAD层。
6.一种根据权利要求1-4中任一者所述的X射线探测器的探测方法,其特征在于,包括如下步骤:
(S1)经由所述前收集电极(3)和所述后收集极(6)对由所述N+掺杂层(2)、所述MAPbX3钙钛矿单晶活性材料层(1)和所述P+掺杂层(5)构成的PIN探测结构施加不同大小的多个反向偏压,并测量所述X射线探测器在所述多个反向偏压下的多个对应的探测电流;
(S2)基于所述多个对应的探测电流提取出多色X射线源发出的位于不同能量区间内的X射线光子所产生的探测信号电流。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,在步骤(S1)中,所述多个反向偏压以Vmin为起始值,以ΔV为步长,逐步上升到Vmax,且有:
Vmin=d2/(μholeτhole)
Vmax=d2/(μelectronτelectron)
ΔV=Inoised/(μelectronτelectron+μholeτhole)
其中,μhole和μelectron分别为MAPbX3钙钛矿单晶的空穴迁移率和电子迁移率,τhole和τelectron分别为MAPbX3钙钛矿单晶的空穴寿命和电子寿命,d为所述MAPbX3钙钛矿单晶活性材料层(1)的厚度,Inoise为所述X射线探测器的噪声电流;在大小为Vmin+nΔV的反向偏压下测得的探测电流由IVmin+nΔV表示,n=0、1、2......。
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,在步骤(S2)中,能量在Emin+(n-1)ΔE至Emin+nΔE范围内的X射线光子所产生的探测信号电流为IVmin+nΔV与IVmin+(n-1)ΔV之差,其中,
Emax和Emin分别是所述多色X射线源在固定阳极电压下发射X射线光子的最高能量和最低能量。