基于纳米SnS材料的光探测器及其制备方法与流程

文档序号:16426852发布日期:2018-12-28 19:50阅读:285来源:国知局
基于纳米SnS材料的光探测器及其制备方法与流程

本发明涉及光电领域,具体涉及一种基于纳米sns材料的光探测器及其制备方法。

背景技术

光探测器是利用具有光电效应的材料制成的能够实现光电转换的传感器,其作用是实现光电变换。其机理是由射入探测器的导波光束引起电子从价带到导带的受激跃迁,产生光生载流子(电子和空穴)。并由pn结或肖特基势垒将这些载流子收集起来,最终表现为光电压或光电流。

目前,基于二维纳米材料如黑磷的光探测器被认为是当前商用光探测器的有效替代产品。但是这种光探测器具有以下缺点:(1)基于宽带隙半导体的光探测器由于带隙较大导致探测波长过短;(2)现有的二维纳米材料稳定性较差,导致光探测器的使用性能较差;(3)固体模块的光探测器暴露在空气中,存在容易被氧化的缺点。

鉴于传统的光探测器的缺陷,本发明提出了一种全新的光电化学型光探测器。



技术实现要素:

为解决上述问题,本发明提供了一种基于纳米sns材料的光探测器,所述光探测器包括一种新型的二维功能材料-纳米sns材料,所述二维sns纳米片带隙较窄,响应光谱较宽,环境稳定性较好,同时具有良好的光电探测功能。

本发明第一方面提供了一种基于纳米sns材料的光探测器,包括工作电极、对电极以及设于所述工作电极和所述对电极之间的电解液,所述工作电极包括导电基底和设置在所述导电基底朝向所述对电极的一侧上的半导体层,所述半导体层的材料包括纳米sns材料,所述纳米sns材料包括二维sns纳米片和sns量子点中的至少一种。

其中,所述二维sns纳米片的厚度为1-10nm,所述二维sns纳米片的长宽尺寸为50-200nm。

其中,所述sns量子点的尺寸小于或等于10nm。

其中,所述半导体层还包括高分子材料,所述高分子材料与所述二维sns纳米片均匀分布在所述半导体层中,所述高分子材料包括聚偏氟乙烯和纤维素中的至少一种。

其中,所述高分子材料与所述二维sns纳米片的质量比为1:10-1:100。

其中,所述电解液包括碱性电解液或中性电解液。

其中,所述电解液的浓度为0.1mol/l-1mol/l。

本发明第一方面提供的光探测器,所述光探测器的半导体材料包括纳米sns材料,所述纳米sns材料带隙较窄,响应光谱较宽,同时稳定性较好,具有优良的光电探测性能,含有所述纳米sns材料的光探测器稳定性较好,使用寿命较长。

本发明第二方面提供了一种基于纳米sns材料的光探测器的制备方法,包括以下步骤:

提供sns原料,采用液相剥离的方法对所述sns原料进行剥离,得到纳米sns材料,所述纳米sns材料包括二维sns纳米片和sns量子点中的至少一种;

将所述纳米sns材料分散在有机溶剂中形成纳米sns材料分散液,将所述纳米sns材料分散液均匀涂布在导电基底上,干燥后,在所述导电基底上形成半导体层,得到工作电极;

提供对电极,组装所述工作电极和所述对电极,使所述工作电极和所述对电极形成中间有空腔的三明治结构;然后向所述空腔中注入电解液,经封装后得到基于纳米sns材料的光探测器。

其中,所述液相剥离的方法具体包括以下操作:

将所述sns原料加入至溶剂中,在冰浴环境下采用探头超声4-10h;所述探头超声结束后,继续采用水浴超声,所述水浴超声时间为5-12h,所述水浴的温度保持10-15℃;水浴超声后,进行离心和干燥得到纳米sns材料。

其中,所述工作电极的具体制备方法包括:

提供高分子材料,将所述高分子材料溶解在有机溶剂中,然后将所述二维sns纳米片分散在含有所述高分子材料的所述有机溶剂中,形成二维sns纳米片分散液,将所述二维sns纳米片分散液均匀涂布在所述导电基底上形成半导体层,干燥后得到所述工作电极。

本发明第二方面提供的光探测器的制备方法,方法简单易操作,制得的光探测器具有良好光电探测性能。

综上,本发明有益效果包括以下几个方面:

1、本发明提供的光探测器,所述光探测器的半导体材料包括纳米sns材料,所述纳米sns材料带隙较窄,响应光谱较宽,同时稳定性较好,具有优良的光电探测性能,含有所述纳米sns材料的光探测器稳定性较好,使用寿命较长;

2、本发明提供的光探测器的制备方法,方法简单易操作,制得的光探测器具有良好光电探测性能。

附图说明

图1为本发明一实施方式提供的基于纳米sns材料的光探测器的结构示意图;

图2为实施例1制得的二维sns纳米片的透射电镜图片;

图3为实施例1制得的二维sns纳米片的原子力显微图片;

图4为不同尺寸的二维sns纳米片的吸收光谱图和带隙图;

图5为实施例4制得的sns量子点的透射电镜图片;

图6为实施例7制得的光探测器在不同光强(黑暗,i,ii,iii,iv以及vi)以及不同施加电压下(0,0.3和0.6v)的信号;

图7为实施例10制得的光探测器的循环稳定性。

具体实施方式

以下所述是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

请参照图1,图1为本发明一实施方式提供的基于纳米sns材料的光探测器的结构示意图;本发明实施方式提供了一种基于纳米sns材料的光探测器10,包括工作电极1、对电极2以及设于所述工作电极1和所述对电极2之间的电解液3,所述工作电极1包括导电基底11和设置在所述导电基底11朝向所述对电极2的一侧上的半导体层12,所述半导体层12的材料包括纳米sns材料,所述纳米sns(硫化亚锡)材料包括二维sns纳米片和sns量子点中的至少一种。

本发明实施方式中,所述纳米sns材料可以单独为二维sns纳米片,可以单独为sns量子点,也可以为二维sns纳米片与sns量子点形成的混合材料。

本发明实施方式中,sns量子点的尺寸较小,因此带宽较二维sns纳米片更宽,形成的光探测器的响应波长较二维sns纳米片更短。

本发明实施方式中,所述二维sns纳米片或所述sns量子点的光响应波长范围为紫外光到可见光。可选地,所述二维sns纳米片或所述sns量子点的光响应波长为500nm以下。具体地,所述二维sns纳米片的光响应波长范围为200-500nm。

本发明实施方式中,所述二维sns纳米片的厚度为1-10nm。可选地,所述二维sns纳米片的厚度为1-5nm。可选地,所述二维sns纳米片的厚度为5-10nm。进一步可选地,所述二维sns纳米片的厚度为1nm、2nm、3nm、4nm、5nm、6nm、7nm、8nm、9nm或10nm。

本发明实施方式中,所述二维sns纳米片的长宽尺寸为50-200nm。可选地,所述二维sns纳米片的长宽尺寸为50-100nm。可选地,所述二维sns纳米片的长宽尺寸为100-200nm。进一步可选地,所述二维sns纳米片的长宽尺寸为50nm、60nm、70nm、80nm、90nm、100nm、110nm、120nm、130nm、140nm、150nm、160nm、170nm、180nm、190nm或200nm。

本发明实施方式中,所述sns量子点的尺寸小于或等于10nm。可选地,所述sns量子点的尺寸为1-10nm。进一步可选地,所述sns量子点的尺寸为1-5nm。进一步可选地,所述sns量子点的尺寸为5-10nm。进一步可选地,所述sns量子点的尺寸为1nm、2nm、3nm、4nm、5nm、6nm、7nm、8nm、9nm或10nm。可选地,对所述sns量子点的层数不做特殊限制。

本发明实施方式中,所述半导体层还包括高分子材料,所述高分子材料与所述纳米sns材料均匀分布在所述半导体层中,所述高分子材料包括聚偏氟乙烯和纤维素中的至少一种。所述高分子材料有助于纳米sns材料紧密粘附在所述导电基底上。

可选地,所述高分子材料与所述纳米sns材料的质量比为1:10-1:100。进一步可选地,所述高分子材料与所述纳米sns材料的质量比为1:10-1:50。进一步可选地,所述高分子材料与所述纳米sns材料的质量比为1:50-1:100。进一步可选地,所述高分子材料与所述纳米sns材料的质量比为1:10、1:20、1:30、1:40、1:50、1:60、1:70、1:80、1:90或1:100。

本发明实施方式中,所述半导体层为将含有纳米sns材料的分散液均匀涂布在导电基底形成的。所述半导体层的厚度可根据实际需要进行具体选择,如可为纳米级,具体可为100nm-500nm。

本发明实施方式中,所述导电基底包括的ito透明导电玻璃(铟锡氧化物透明导电玻璃)或fto透明导电玻璃(掺杂氟的sno2透明导电玻璃)。所述导电基底的方块电阻为10ω左右。

本发明实施方式中,所述导电基底11包括相对的两侧,其中,所述半导体层12设置在所述导电基底11朝向所述对电极2的一侧上。

本发明实施方式中,所述对电极包括铂电极或碳电极。可选地,所述对电极为由在所述导电基底上设置铂颗粒得到或者所述对电极为铂片。

本发明实施方式中,所述光探测器还包括参比电极,所述参比电极起到参考的作用,其电势是固定且已知的。这里所述的参比电极可选择常规的参比电极。

本发明实施方式中,所述工作电极和所述对电极之间连接电源。

本发明实施方式中,所述电解液3填充在工作电极1和对电极2之间的密封空间内。可选地,所述电解液包括碱性电解液或中性电解液。进一步可选地,所述碱性电解液包括碱液,所述中性电解液包括中性盐溶液。进一步可选地,所述碱液包括氢氧化钾溶液和氢氧化钠溶液中的至少一种;所述盐溶液包括硫酸钠、硫酸钾、氯化钠和氯化钾溶液中的至少一种。可选地,所述电解液的浓度为0.1-1mol/l,即所述电解液中的电解质浓度为0.1-1mol/l。

本发明实施方式中,所述光探测器还包括将所述工作电极、对电极和电解液封装的封装材料。如图1中示出的封装材料4。可选地,所述封装材料4包括玻璃纤维膜。

本发明第一方面提供的基于纳米sns材料的光探测器,所述光探测器的半导体材料包括纳米sns材料,所述纳米sns材料包括二维sns纳米片和sns量子点中的至少一种。所述纳米sns材料具有较窄的带隙,因此可以响应从紫外光到可见光的范围;其次,纳米sns材料具有较好的时间稳定性和光探循环稳定性。从而所述光探测器可以实现长时间内较好的光探稳定性(如参见图6)。此外,本发明提供的光探测器为光电化学(pec)型的光探测器,光电化学探测器可以将二维材料保护在电解液中,以防暴露在空气中被氧化。因此可以提高稳定性和使用寿命。因此,本发明提供的光探测器响应光谱范围较宽,稳定性较好,使用寿命较长,性能较好。

本发明第二方面提供了一种基于纳米sns材料的光探测器的制备方法,包括以下步骤:

s01,提供sns原料,采用液相剥离的方法对所述sns原料进行剥离,得到纳米sns材料,所述纳米sns材料包括二维sns纳米片和sns量子点中的至少一种;

s02,将所述纳米sns材料分散在有机溶剂中形成纳米sns材料分散液,将所述纳米sns材料分散液均匀涂布在导电基底上,干燥后,在所述导电基底上形成半导体层,得到工作电极;

s03,提供对电极,组装所述工作电极和所述对电极,使所述工作电极和所述对电极形成中间有空腔的三明治结构;然后向所述空腔中注入电解液,经封装后得到基于纳米sns材料的光探测器。

本发明实施方式中,步骤s01中,所述sns原料可以为sns粉,也可以为sns块,对其大小和形状没有特殊限定。如可以为微米级或毫米级的块体。所述sns原料可通过购买得到。

本发明实施方式中,所述液相剥离的方法具体包括以下操作:

将所述sns原料加入至溶剂中,在冰浴环境下采用探头超声4-10h;所述探头超声结束后,继续采用水浴超声,所述水浴超声时间为5-12h,所述水浴的温度保持10-15℃;超声后,进行离心和干燥得到纳米sns材料。

本发明实施方式中,所述溶剂包括异丙醇、乙醇、丙酮、水和n-甲基吡咯烷酮中的至少一种。可选地,当制备二维sns纳米片时,溶剂为异丙醇、乙醇、丙酮、水和n-甲基吡咯烷酮中的至少一种。可选地,当制备sns量子点时,溶剂为n-甲基吡咯烷酮。

本发明实施方式中,所述sns原料在所述溶剂中的浓度为1-7mg/ml。

本发明实施方式中,可选地,制备sns量子点时的探头超声功率大于制备二维sns纳米片时的探头超声功率。可选地,所述探头超声的功率为150-600w。可选地,当制备二维sns纳米片时,所述探头超声的功率为150-250w。可选地,当制备sns量子点时,所述探头超声的功率为250-600w。

本发明实施方式中,可选地,制备sns量子点时的探头超声时间长于制备二维sns纳米片时的探头超声时间。可选地,当制备二维sns纳米片时,在冰浴环境下采用探头超声4-8h。可选地,当制备sns量子点时,在冰浴环境下采用探头超声8-10h。

本发明实施方式中,所述探头超声是非连续超声,选择超声开/关时间为2/4s,即先超声2s,然后关闭超声探头保持4s,再继续超声2s,以此类推。

本发明实施方式中,所述水浴超声功率为200-300w。可选地,所述水浴超声功率为300w。

本发明实施方式中,可选地,制备sns量子点时的水浴超声时间长于制备二维sns纳米片时的水浴超声时间。可选地,当制备二维sns纳米片时,所述水浴超声的时间为5-8h。可选地,当制备sns量子点时,所述水浴超声的时间为8-12h。

可选地,所述水浴温度保持10℃。

本发明实施方式中,超声后,进行离心,所述离心的操作包括:首先采用0.5-16kg的离心力,离心20min-1h,取上清液;然后将所述上清液采用4-25kg的离心力继续离心25min-1h,得到沉淀,所得沉淀干燥后即得所述纳米sns材料。其中,所述第二次离心的离心力大于第一次离心的离心力。可选地,制备sns量子点时的离心力大于制备二维sns纳米片时的离心力。

可选地,离心得到二维sns纳米片的具体操作为:首先采用0.5-6kg的离心力,离心20-35min,取上清液;然后将所述上清液采用4-15kg的离心力继续离心25-35min,得到沉淀即为二维sns纳米片。其中,所述第二次离心的离心力大于第一次离心的离心力。进一步可选地,首先采用2kg的离心力,离心30min,取上清液;然后将所述上清液采用12kg的离心力继续离心30min,得到沉淀,将所得沉淀干燥后即得二维sns纳米片。可选地,所述干燥的方式不限,例如可为真空干燥。

可选地,离心得到sns量子点的具体操作为:将所述经超声后的分散液以13-16kg的离心力离心0.5-1h,取上清液,然后将所述上清液以17-25kg的离心力离心0.5-1h,收集沉淀。其中,所述第二次离心的离心力大于第一次离心的离心力。离心得到sns量子点所需的离心力要大于离心得到二维sns纳米片所需的离心力。

本发明实施方式中,步骤s02中,所述工作电极的具体制备方法包括:

提供高分子材料,将所述高分子材料溶解在有机溶剂中,然后将所述纳米sns材料分散在含有所述高分子材料的所述有机溶剂中,形成纳米sns材料分散液,将所述纳米sns材料分散液均匀涂布在所述导电基底上,干燥后,在所述导电基底上形成半导体层,得到所述工作电极。

本发明实施方式中,将所述高分子材料与纳米sns材料混合并一起均匀地涂布在所述导电基底上,所述高分子材料可以提高纳米sns材料在所述导电基底的粘附性,有助于纳米sns材料紧密粘附在所述导电基底上。

可选地,所述有机溶剂包括n-甲基吡咯烷酮和醇类溶剂中的至少一种。所述醇类溶剂包括甲醇、乙醇、苯甲醇和乙二醇中的至少一种。

可选地,将所述纳米sns材料分散液均匀地涂满导电基底的一侧形成半导体层。

可选地,所述纳米sns材料分散液中纳米sns材料的浓度大于或等于1mg/ml,如二维硒纳米片分散液中纳米sns材料的浓度为1-10mg/ml。以保证能够将导电基底的一侧覆盖住。

可选地,所述高分子材料包括聚偏氟乙烯和纤维素中的至少一种。

可选地,所述高分子材料与所述纳米sns材料的质量比为1:10-1:100。进一步可选地,所述高分子材料与所述纳米sns材料的质量比为1:10-1:50。进一步可选地,所述高分子材料与所述纳米sns材料的质量比为1:50-1:100。进一步可选地,所述高分子材料与所述纳米sns材料的质量比为1:10、1:20、1:30、1:40、1:50、1:60、1:70、1:80、1:90或1:100。

本发明实施方式中,步骤s03中,先组装工作电极和对电极,使工作电极和对电极形成中间有空腔的三明治结构,然后向空腔中注入电解液;通过封装材料将所述工作电极、所述对电极和所述电解液封装,得到光探测器。可选地,所述封装材料包括玻璃纤维膜。

本发明第二方面提供的光探测器的制备方法,方法简单易操作,制得的光探测器具有良好光电探测性能。

实施例1:

一种二维sns纳米片的制备方法,包括以下步骤:

(1)将500mg的sns粉加入100ml的异丙醇中得到浓度为5mg/ml的分散液。将上述分散液采用探头超声8h,探头超声的探头功率为240w。选择超声开/关时间为2/4s,并且是在冰浴环境下进行超声。探头超声完后,再将分散液采用水浴超声。水浴超声时间为8h。水浴温度保持10℃;

(2)超声过后进行离心得到二维sns纳米片。首先采用6kg的离心力,离心30min。取上清,然后将上清采用10kg的离心力继续离心30min,得到沉淀,真空干燥后即得二维sns纳米片。

图2为实施例1制得的二维单质sns纳米片的电镜形貌图。如图2所示,二维单质sns纳米片的长宽尺寸小于100nm。图3显示的是二维单质sns纳米片的原子力显微图片。由图可以看出,二维sns纳米片的厚度在4nm左右。因此,通过透射电镜和原子力显微镜的观察,确认通过液相剥离法确实可以剥离得到二维单质sns纳米片。

图4a为不同离心力下,不同尺寸的二维sns纳米片的吸收光谱图。图4b为不同离心力下,不同尺寸的的二维sns纳米片的带隙图。在不同的离心力下,可以得到不同长宽尺寸的二维sns纳米片,其中,通过第一次离心力为2kg,第二次离心力为4kg,得到长宽尺寸为200nm左右的二维sns纳米片(该二维sns纳米片在图4中以sns2-4k表示);通过第一次离心力为4kg,第二次离心力为6kg,得到长宽尺寸为100nm左右的二维sns纳米片对应的(该二维sns纳米片在图4中以sns4-6k表示);通过第一次离心力为6kg,第二次离心力为8kg,得到长宽尺寸为50nm左右的二维sns纳米片对应的(该二维sns纳米片在图4中以sns6-8k表示)。吸收光谱采用紫外-分光光度计测量。将不同尺寸的sns纳米片制成的分散液装入石英比色皿中,放入紫外-分光光度计卡槽中测量吸收度。根据不同尺寸下的sns纳米片的吸收度,进而计算得到其不同的带隙,如图4b所示。由图可知,对应离心力为2-4kg,4-6kg和6-8kg的sns纳米片的带隙分别为1.3ev,1.6ev和1.7ev。较大尺寸的二维sns纳米片的带隙较小,可以获得更长波长的响应。较小尺寸的二维sns纳米片,由于其具有更大的表面积,可以获得更高的光电探测信号。

实施例2:

一种二维sns纳米片的制备方法,包括以下步骤:

(1)将500mg的sns粉加入100ml的n-甲基吡咯烷酮中得到浓度为5mg/ml的分散液。将上述分散液采用探头超声4h,探头超声功率为250w。选择超声开/关时间为2/4s,并且是在冰浴环境下进行超声。探头超声完后,再将分散液采用水浴超声。水浴超声时间为5h。水浴温度保持15℃;

(2)超声过后进行离心得到二维sns纳米片。首先采用1.8kg的离心力,离心35min。取上清,然后将上清采用15kg的离心力继续离心25min,得到沉淀,真空干燥后即得二维sns纳米片。

实施例3:

一种二维sns纳米片的制备方法,包括以下步骤:

(1)将500mg的sns粉加入100ml的丙酮中得到浓度为5mg/ml的分散液。将上述分散液采用探头超声6h,探头超声的探头功率为150w。选择超声开/关时间为2/4s,并且是在冰浴环境下进行超声。探头超声完后,再将分散液采用水浴超声。水浴超声时间为6h。水浴超声的温度保持5℃;

(2)超声过后进行离心得到二维sns纳米片。首先采用2kg的离心力,离心20min。取上清,然后将上清采用12kg的离心力继续离心35min,得到沉淀,真空干燥后即得二维sns纳米片。

实施例4:

一种sns量子点的制备方法,包括以下步骤:

(1)将500mg的sns粉加入100ml的n-甲基吡咯烷酮中得到浓度为5mg/ml的分散液,然后将上述分散液在冰浴环境下采用探头超声9小时,探头超声的探头功率为600w;再将分散液采用水浴超声10小时,水浴超声的温度保持10℃;

(2)超声过后进行离心得到sns量子点。首先以13kg的离心力离心1h,取上清液,然后将上清液以17kg的离心力离心1h,收集沉淀,烘干,得到sns量子点。

实施例5:

一种sns量子点的制备方法,包括以下步骤:

(1)将500mg的sns粉加入100ml的n-甲基吡咯烷酮中得到浓度为5mg/ml的分散液,然后将上述分散液在冰浴环境下采用探头超声10小时,探头超声的探头功率为300w;探头超声完后,接着采用水浴超声。水浴超声9小时,水浴超声的温度保持10℃;

(2)超声过后进行离心得到sns量子点。首先以15kg的离心力离心1h,取上清液,然后将上清液以20kg的离心力离心1h,收集沉淀,烘干,得到sns量子点。

实施例6:

一种sns量子点的制备方法,包括以下步骤:

(1)将500mg的sns粉加入100ml的n-甲基吡咯烷酮中得到浓度为5mg/ml的分散液,然后将上述分散液在冰浴环境下采用探头超声9.5小时,探头超声的探头功率为500w,再将分散液采用水浴超声12小时,水浴超声的温度保持在10℃;

(2)超声过后进行离心得到sns量子点。首先以16kg的离心力离心0.5h,取上清液,然后将上清液以25kg的离心力离心0.51h,收集沉淀,烘干,得到sns量子点。

实施例7

一种基于纳米sns材料的光探测器的制备方法,包括以下步骤:

采用实施例1制得的二维sns纳米片;

取聚偏氟乙烯,将聚偏氟乙烯溶解在n-甲基吡咯烷酮中,然后加入实施例1制得的二维sns纳米片形成二维sns纳米片分散液,二维sns纳米片分散液中二维sns纳米片的浓度为5mg/ml,聚偏氟乙烯与二维sns纳米片的质量比为1:10;

将二维sns纳米片分散液均匀地涂在ito玻璃上,干燥后,在ito玻璃上形成半导体层,得到工作电极;

提供铂电极,组装工作电极和铂电极,使工作电极和对电极形成中间有空腔的三明治结构,然后向空腔中注入电解液,电解液为0.1mol/l的na2so4溶液,经封装后得到光探测器。

将实施例7制得的光探测器在不同光强(黑暗,i,ii,iii,iv以及vi)以及不同施加电压下(0,0.3,以及0.6v)的信号。白光源的i,ii,iii,iv以及vi光强分别对应30.2,57.0,85.2,120.0和126.3mw/cm2。测试结果如图6所示。根据图6可以看出,随着施加电压的增加,光强的增加,光电信号也在增加。此外,可以看到在长达600s的光电探测中,光电信号并未衰减,说明该二维sns纳米片以及光探测器具有很好的稳定性。

实施例8

一种基于纳米sns材料的光探测器的制备方法,包括以下步骤:

采用实施例2制得的二维sns纳米片;

取纤维素,将纤维素溶解在n-甲基吡咯烷酮中,然后加入实施例2制得的二维sns纳米片形成二维sns纳米片分散液,二维sns纳米片分散液中二维sns纳米片的浓度为10mg/ml,纤维素与二维sns纳米片的质量比为1:100;

将二维sns纳米片分散液均匀地涂在ito玻璃上,干燥后,在ito玻璃上形成半导体层,得到工作电极;

提供铂电极,组装工作电极和铂电极,使工作电极和对电极形成中间有空腔的三明治结构,然后向空腔中注入电解液,电解液为1mol/l的氯化钠溶液,经封装后得到光探测器。

实施例9

一种基于纳米sns材料的光探测器的制备方法,包括以下步骤:

采用实施例3制得的二维sns纳米片;

取聚偏氟乙烯,将聚偏氟乙烯溶解在n-甲基吡咯烷酮中,然后加入实施例3制得的二维sns纳米片形成二维sns纳米片分散液,二维sns纳米片分散液中二维sns纳米片的浓度为8mg/ml,聚偏氟乙烯与二维sns纳米片的质量比为1:50;

将二维sns纳米片分散液均匀地涂在ito玻璃上,干燥后,在ito玻璃上形成半导体层,得到工作电极;

提供铂电极,组装工作电极和铂电极,使工作电极和对电极形成中间有空腔的三明治结构,然后向空腔中注入电解液,电解液为0.5mol/l的硫酸钾溶液,经封装后得到光探测器。

实施例10

一种基于纳米sns材料的光探测器的制备方法,包括以下步骤:

采用实施例1制得的二维sns纳米片;

取聚偏氟乙烯,将聚偏氟乙烯溶解在n-甲基吡咯烷酮中,然后加入实施例1制得的二维sns纳米片形成二维sns纳米片分散液,二维sns纳米片分散液中二维sns纳米片的浓度为8mg/ml,聚偏氟乙烯与二维sns纳米片的质量比为1:50;

将二维sns纳米片分散液均匀地涂在ito玻璃上,干燥后,在ito玻璃上形成半导体层,得到工作电极;

提供铂电极,组装工作电极和铂电极,使工作电极和对电极形成中间有空腔的三明治结构,然后向空腔中注入电解液,电解液为浓度为0.1mol/l的氢氧化钾溶液,经封装后得到光探测器。

图7为实施例10制得的光探测器的循环稳定性图(在电压为0.6v情况下)。图7a为使用新制得的二维sns纳米片(新样品)的光探测器的循环稳定性,图7b为该新制得的二维sns纳米片在放置一个月后形成的光探测器的循环稳定性。从图中可以看出,二维sns纳米片性能稳定,即使放置一个月后,得到的光探测器的循环稳定性仍然优异。

实施例11

一种基于纳米sns材料的光探测器的制备方法,包括以下步骤:

采用实施例4制得的sns量子点;

取聚偏氟乙烯,将聚偏氟乙烯溶解在n-甲基吡咯烷酮中,然后加入实施例4制得的sns量子点形成sns量子点分散液,sns量子点分散液中sns量子点的浓度为5mg/ml,聚偏氟乙烯与sns量子点的质量比为1:10;

将sns量子点分散液均匀地涂在ito玻璃上,干燥后,在ito玻璃上形成半导体层,得到工作电极;

提供铂电极,组装工作电极和铂电极,使工作电极和对电极形成中间有空腔的三明治结构,然后向空腔中注入电解液,电解液为0.1mol/l的na2so4溶液,经封装后得到光探测器。

实施例12

一种基于纳米sns材料的光探测器的制备方法,包括以下步骤:

采用实施例5制得的sns量子点;

取聚偏氟乙烯,将聚偏氟乙烯溶解在n-甲基吡咯烷酮中,然后加入实施例5制得的sns量子点形成sns量子点分散液,sns量子点分散液中sns量子点的浓度为10mg/ml,聚偏氟乙烯与sns量子点的质量比为1:100;

将sns量子点分散液均匀地涂在ito玻璃上,干燥后,在ito玻璃上形成半导体层,得到工作电极;

提供铂电极,组装工作电极和铂电极,使工作电极和对电极形成中间有空腔的三明治结构,然后向空腔中注入电解液,电解液为10mol/l的氯化钠溶液,经封装后得到光探测器。

实施例13

一种基于纳米sns材料的光探测器的制备方法,包括以下步骤:

采用实施例6制得的sns量子点;

取聚偏氟乙烯,将聚偏氟乙烯溶解在n-甲基吡咯烷酮中,然后加入实施例6制得的sns量子点形成sns量子点分散液,sns量子点分散液中sns量子点的浓度为8mg/ml,聚偏氟乙烯与sns量子点的质量比为1:50;

将sns量子点分散液均匀地涂在ito玻璃上,干燥后,在ito玻璃上形成半导体层,得到工作电极;

提供铂电极,组装工作电极和铂电极,使工作电极和对电极形成中间有空腔的三明治结构,然后向空腔中注入电解液,电解液为0.5mol/l的硫酸钾溶液,经封装后得到光探测器。

本发明实施例制得的含有sns量子点的光探测器也具有很好的稳定性和光电性能。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

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