本發(fā)明屬于光電探測傳感器領(lǐng)域,涉及一種全印刷氧化鋅納米晶基紫外光電探測器制備方法。

背景技術(shù)：

光電探測器，尤其是紫外光探測器，在導(dǎo)彈預(yù)警與跟蹤、導(dǎo)彈制導(dǎo)、紫外通信、環(huán)境監(jiān)測、火災(zāi)探測、生物醫(yī)學(xué)檢測等軍民兩用領(lǐng)域有重要應(yīng)用，正成為各國競爭激烈的研究熱點。基于寬帶隙半導(dǎo)體納米材料的光電探測器可獲得更高的靈敏度、可見/紫外抑制比等關(guān)鍵性能，以及體積小、功耗小、低成本等特點。

基于溶液法制備的寬帶隙半導(dǎo)體納米材料優(yōu)勢明顯，其合成的納米材料可以分散在溶劑中形成納米墨水，適用于噴涂、旋涂、roll-to-roll、噴墨印刷等溶液工藝，成本低。其中噴墨印刷工藝具有明顯的優(yōu)勢，該方法可以根據(jù)需要進行圖案化，易于實現(xiàn)工業(yè)化，對襯底無要求，因此在光電器件領(lǐng)域被廣泛研究，如在太陽能電池、發(fā)光二極管、薄膜晶體管等。然而全印刷的實現(xiàn)依然有很多問題，尤其是多層薄膜的組裝，層與層的材料選擇，每一層的后處理工藝等，因此多數(shù)器件只對某一層采用印刷工藝。

因此，需要一種新的全印刷氧化鋅納米晶基紫外光電探測器制備方法以解決上述問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，提供一種全印刷氧化鋅納米晶基紫外光電探測器制備方法。

為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明的全印刷氧化鋅納米晶基紫外光電探測器制備方法可采用如下技術(shù)方案：

一種全印刷氧化鋅納米晶基紫外光電探測器制備方法，包括以下步驟：

1)、清洗襯底并對襯底進行預(yù)處理；

2)、取ZnO量子點分散液，與乙二醇和丙三醇混合均勻，得到量子點墨水；

3)、利用噴墨打印機將步驟2)得到的量子點墨水在步驟1)的襯底上打印光電探測器的主體，打印次數(shù)為1次以上，得到帶ZnO薄膜的襯底；

4)、將步驟3)的帶ZnO薄膜的襯底進行UV處理，處理時間為15分鐘以上，得到帶光電探測器主體的襯底；

5)、利用噴墨打印機將帶Ag納米顆粒的墨水在步驟4)得到的帶光電探測器主體的襯底上打印光電探測器的電極，對打印好的電極進行熱處理燒結(jié)，得到全印刷氧化鋅納米晶基紫外光電探測器。

更進一步的，步驟1)中預(yù)處理為熱處理或UV處理，處理時間為15分鐘及以上。襯底可為玻璃、硅片、柔性PET、PI等，種類不限,進行預(yù)處理后更方便進行打印。

更進一步的，步驟2)中ZnO量子點分散液、乙二醇和丙三醇的體積比為10:9:1。量子點墨水的粘度適中，適于打印，量子點打印效果較好。

更進一步的，步驟5)中熱處理溫度為100℃～130℃，熱處理時間為10分鐘及以上。

更進一步的，步驟2)中ZnO量子點分散液為量子點乙醇分散液。

更進一步的，步驟3)中將步驟2)得到的量子點墨水注入墨盒中利用噴墨打印機進行打印。噴墨印刷器件的重復(fù)性高。

更進一步的，步驟5)中將帶Ag納米顆粒的墨水注入墨盒中利用噴墨打印機進行打印。噴墨印刷器件的重復(fù)性高。

更進一步的，步驟5)中熱處理采用吹風(fēng)機進行燒結(jié)處理。對不適于熱處理的襯底效果較好。

更進一步的，步驟4)中UV處理為熱處理，熱處理溫度為100℃-450℃。

更進一步的，步驟3)中量子點墨水的溫度為30～50℃。

有益效果：本發(fā)明的全印刷氧化鋅納米晶基紫外光電探測器制備方法采用全溶液法組裝器件，通過噴墨印刷的低成本溶液方式進行，利于工業(yè)化推進；其次，采用噴墨打印方式可進行圖案化，易于實現(xiàn)復(fù)雜結(jié)構(gòu)器件的精確構(gòu)筑；該全印刷探測器后處理采用UV處理，對襯底無要求，且ZnO薄膜經(jīng)過UV處理后性能得到大幅提高，與高溫?zé)崽幚硐噫敲?，大大減少了后處理的成本和操作。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例1的ZnO墨水；

圖2為本發(fā)明實施例1的器件照片；

圖3為本發(fā)明實施例1的ZnO薄膜掃描電鏡圖；

圖4為本發(fā)明實施例1的ZnO薄膜原子力顯微鏡圖；

圖5為本發(fā)明實施例1、2、3器件的響應(yīng)度對比圖；

圖6為本發(fā)明實施例1、2、3器件的光響應(yīng)開關(guān)的對比圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施例，進一步闡明本發(fā)明，應(yīng)理解這些實施例僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，在閱讀了本發(fā)明之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員對本發(fā)明的各種不脫離本發(fā)明原理的修改均落于本申請所附權(quán)利要求所限定的范圍。

實施例1

步驟1：清洗襯底并對其進行預(yù)處理待用。襯底為柔性PET，預(yù)處理方法為UV處理，時間為15分鐘。

步驟2：取5mL的ZnO量子點分散液，與4.5mL的乙二醇以及0.5mL的丙三醇混合均勻，制成噴墨打印的墨水，墨水的照片如圖1。

步驟3：將適量的量子點墨水注入噴墨打印機的墨盒，調(diào)整噴墨打印的參數(shù)設(shè)置，使得墨滴噴射順暢。其中，注墨量約為10mL，墨水加熱溫度為40℃。

步驟4：選擇合適的噴孔及印刷圖片進行噴墨打印，打印次數(shù)為1次，打印面積為2cm*2cm，打印完成后清洗墨盒。打印薄膜的表面形貌及厚度均已表征，見圖3和圖4。

步驟5：將步驟4打印好的ZnO薄膜進行UV處理，時間為60分鐘。

步驟6：將5mL的Ag納米墨水注入墨盒，重復(fù)步驟3、4，其中墨水加熱溫度為50℃，對打印好的Ag電極進行熱處理燒結(jié)。熱處理溫度為100℃，熱處理時間為10分鐘。印刷好的器件如圖2，探測器性能已測試，見圖5及圖6。

實施例2

相較于實施例1，將步驟5的UV處理改為無處理，其余條件不變。

實施例3

相較于實施例1，將步驟1的襯底改為玻璃，步驟5的UV處理改為450℃加熱，其余條件不變。