技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及光敏電阻技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及用于制備低成本寬譜帶光敏電阻的光敏材料。
背景技術(shù)：
能夠同時(shí)在可見(jiàn)光和近紅外光照射條件下工作的寬譜帶光敏電阻廣泛應(yīng)用于光電檢測(cè)控制系統(tǒng)，特別是近紅外光檢測(cè)控制系統(tǒng)，如紅外成像，紅外感應(yīng)等。目前，寬譜帶光敏電阻通常由附在陶瓷基體表面的光敏材料層電聯(lián)兩個(gè)電極組成，光敏電阻材料對(duì)寬譜帶光敏電阻的性能起決定性作用。寬譜帶光敏電阻材料多采用在對(duì)可見(jiàn)光敏感的CdS、CdSe、CdCl2混合物中摻雜CdTe量子點(diǎn)，利用CdTe量子點(diǎn)的量子限域效應(yīng)產(chǎn)生紅移特性，把光譜響應(yīng)譜帶擴(kuò)展到近紅外光光譜。但是，現(xiàn)有寬譜帶光敏電阻材料主要存在的問(wèn)題之一是：靈敏度低，難以滿足現(xiàn)代光電檢測(cè)控制系統(tǒng)對(duì)寬譜帶光敏電阻靈敏度的要求。國(guó)內(nèi)外主要通過(guò)添加稀土硝酸鹽材料來(lái)提高寬譜帶光敏電阻的靈敏度。雖然稀土硝酸鹽材料大幅提高了寬譜帶光敏電阻的靈敏度，但是稀土硝酸鹽材料價(jià)格昂貴，導(dǎo)致寬譜帶光敏電阻生產(chǎn)成本高，成為寬譜帶光敏電阻推廣應(yīng)用的難題。因此需要提供一種靈敏度高、價(jià)格便宜的寬譜帶光敏電阻，以滿足光電檢測(cè)控制系統(tǒng)對(duì)寬譜帶光敏電阻高靈敏度和廉價(jià)的雙項(xiàng)要求。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于，針對(duì)上述問(wèn)題，提出用于制備低成本寬譜帶光敏電阻的光敏材料及該光敏電阻制備方法，以滿足光電檢測(cè)控制系統(tǒng)對(duì)寬譜帶光敏電阻高靈敏度和廉價(jià)的雙項(xiàng)要求。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：用于制備低成本寬譜帶光敏電阻的光敏材料，所述光敏材料由低成本寬譜帶光敏溶液噴涂在光敏電阻的陶瓷基體的表面形成，所述低成本寬譜帶光敏溶液包括混合物和離子水，所述混合物由以下重量百分比的各組分組成：
CdTe 37%-57%，CdS 20%-40%，CdSe 10%-30%，余量為過(guò)渡金屬硝酸鹽；
將混合物溶解在離子水中得到低成本寬譜帶光敏材料溶液，所述光敏溶液中混合物與離子水的質(zhì)量百分比為，混合物25%-45%，離子水55%-75%。
進(jìn)一步地，所述過(guò)渡金屬硝酸鹽為硝酸鈧、硝酸釔或硝酸鋯中的任一種。
進(jìn)一步地，所述混合物各組分的重量百分比CdTe為47%，CdS 30%，CdSe 20%，過(guò)渡金屬硝酸鹽3%；
所述光敏材料溶液中混合物與離子水的質(zhì)量百分比為，混合物35%，離子水65%。
制備低成本寬譜帶光敏電阻的方法，包括以下步驟：
步驟1：制備陶瓷基體；
步驟2：配置低成本寬譜帶光敏溶液；
步驟3：將低成本寬譜帶光敏溶液噴涂在陶瓷基體的表面，形成低成本寬譜帶光敏材料層；
步驟4：將步驟3噴涂后的陶瓷基體靜置10-30分鐘后，放入900℃-1100℃恒溫烘箱中烘烤10-30分鐘；
步驟5：將兩個(gè)電極安裝在步驟4形成的低成本寬譜帶光敏材料層兩端，得到低成本寬譜帶光敏電阻主體；
步驟6：在低成本寬譜帶電阻主體表面噴涂隔離層，得到低成本寬譜帶光敏電阻。
進(jìn)一步地，步驟2中，所述低成本寬譜帶光敏溶液，包括混合物和離子水，所述混合物由以下重量百分比的各組分組成：
CdTe 37%-57%，CdS 20%-40%，CdSe 10%-30%，余量為過(guò)渡金屬硝酸鹽；
將混合物溶解在離子水中得到低成本寬譜帶光敏材料溶液，所述光敏溶液中混合物與離子水的質(zhì)量百分比為，混合物25%-45%，離子水55%-75%。
進(jìn)一步地，所述步驟4具體為，將步驟3噴涂后的陶瓷基體靜置20分鐘后，放入1000℃恒溫烘箱中烘烤20分鐘
進(jìn)一步地，所述陶瓷基體由純度為90%以上的三氧化二鋁材料制成。
進(jìn)一步地，步驟3具體為，將步驟S2所得的低成本寬譜帶光敏材料溶液噴涂在陶瓷基體表面，噴涂5次，所述低成本寬譜帶光敏材料層厚度為4微米。
進(jìn)一步地，步驟6具體為，利用環(huán)氧樹(shù)脂在光敏電阻主體表面，形成隔離層，所述隔離層厚度為4微米。
進(jìn)一步地，混合物各組分的重量百分比CdTe為47%，CdS 30%，CdSe 20%，過(guò)渡金屬硝酸鹽3%；
所述光敏材料溶液中混合物與離子水的質(zhì)量百分比為，混合物35%，離子水65%。
本發(fā)明各實(shí)施例的用于制備低成本寬譜帶光敏電阻的光敏材料及該光敏電阻制備方法，利用廉價(jià)的過(guò)渡金屬硝酸鹽具有同稀土硝酸鹽類似的化學(xué)特性，采用過(guò)渡金屬硝酸鹽替代稀土硝酸鹽，通過(guò)在寬譜帶光敏電阻材料CdTe、CdS、CdSe中摻雜質(zhì)量百分比為1%的過(guò)渡金屬硝酸鹽，在降低寬譜帶光敏電阻生產(chǎn)成本的同時(shí)保證寬譜帶光敏電阻靈敏度損失較小，使寬譜帶光敏電阻靈敏度在可接受的范圍內(nèi)，利用本發(fā)明提供的制備方法所得廉價(jià)寬譜帶光敏電阻具有價(jià)格低廉、靈敏度有保障的優(yōu)點(diǎn)。
本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的說(shuō)明書(shū)中闡述，并且，部分地從說(shuō)明書(shū)中變得顯而易見(jiàn)，或者通過(guò)實(shí)施本發(fā)明而了解。
下面通過(guò)附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
附圖說(shuō)明
附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說(shuō)明書(shū)的一部分，與本發(fā)明的實(shí)施例一起用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。在附圖中：
圖1為本發(fā)明實(shí)施例所述的光敏電阻結(jié)構(gòu)圖。
結(jié)合附圖，本發(fā)明實(shí)施例中附圖標(biāo)記如下：
1-陶瓷基體；2-光敏材料層；3-電極。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明，應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的優(yōu)選實(shí)施例僅用于說(shuō)明和解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
結(jié)合圖1的結(jié)構(gòu)，具體地，用于制備低成本寬譜帶光敏電阻的光，所述光敏材料由低成本寬譜帶光敏溶液噴涂在光敏電阻的陶瓷基體的表面形成，所述低成本寬譜帶光敏溶液包括混合物和離子水，所述混合物由以下重量百分比的各組分組成：
CdTe 37%-57%，CdS 20%-40%，CdSe 10%-30%，余量為過(guò)渡金屬硝酸鹽；
將混合物溶解在離子水中得到低成本寬譜帶光敏材料溶液，所述光敏溶液中混合物與離子水的質(zhì)量百分比為，混合物25%-45%，離子水55%-75%。
進(jìn)一步地，所述過(guò)渡金屬硝酸鹽為硝酸鈧、硝酸釔或硝酸鋯中的任一種。
進(jìn)一步地，所述混合物各組分的重量百分比CdTe為47%，CdS 30%，CdSe 20%，過(guò)渡金屬硝酸鹽3%；
所述光敏材料溶液中混合物與離子水的質(zhì)量百分比為，混合物35%，離子水65%。
所述方法包括以下操作步驟：
S1，制備陶瓷基體；
S2，配置廉價(jià)寬譜帶光敏溶液；
S3，將廉價(jià)寬譜帶光敏溶液噴涂在陶瓷基體的表面，形成廉價(jià)寬譜帶光敏材料層；
S4，將噴涂后的陶瓷基體靜置20分鐘后，放入1000℃恒溫烘箱中烘烤20分鐘；
S5，將兩個(gè)電極安裝在形成廉價(jià)寬譜帶光敏材料層兩端，得到廉價(jià)寬譜帶光敏電阻主體。
S6，在廉價(jià)寬譜帶電阻主體表面噴涂隔離層，得到廉價(jià)寬譜帶光敏電阻。
優(yōu)選地，所述步驟S1具體為：用純度為90%以上的三氧化二鋁材料制備所需形狀的陶瓷基體。
優(yōu)選地，所述步驟S2具體為：
首先，按照以下配比配置紅外光光敏溶液并將各原料混合均勻后得到紅外光光敏材料層混合物：
CdTe 47%（重量百分比）
CdS 30%（重量百分比）
CdSe 20%（重量百分比）
過(guò)渡金屬硝酸鹽 3%（重量百分比）
所述的過(guò)渡金屬硝酸鹽為硝酸鈧、硝酸釔和硝酸鋯中的一種。
然后，將廉價(jià)寬譜帶光敏材料層混合物溶解在離子水中得到廉價(jià)寬譜帶光敏材料溶液，其中廉價(jià)寬譜帶光敏材料溶液中，廉價(jià)寬譜帶光敏材料層混合物的質(zhì)量百分比為35%，離子水的質(zhì)量百分比為65%。
優(yōu)選地，所述步驟S3具體為：將步驟S2所得的廉價(jià)寬譜帶光敏材料溶液噴涂在陶瓷基體表面，噴涂5次，所述廉價(jià)寬譜帶光敏材料層厚度為4微米。
優(yōu)選地，所述步驟S6具體為：將環(huán)氧樹(shù)脂在步驟S2所得的光敏電阻主體表面，形成隔離層，所述隔離層厚度為4微米。
當(dāng)在上述取值范圍內(nèi)取值時(shí)，利用上述給出的百分比制備的電阻靈敏度是最優(yōu)的。而范圍內(nèi)的其他數(shù)值（包括端點(diǎn)值）的靈敏度僅次于上述公開(kāi)的具體數(shù)值。
實(shí)際應(yīng)用表明：
提供一種廉價(jià)寬譜帶光敏電阻及其制備方法，利用廉價(jià)的過(guò)渡金屬硝酸鹽具有同稀土硝酸鹽類似的化學(xué)特性，采用過(guò)渡金屬硝酸鹽替代稀土硝酸鹽，通過(guò)在寬譜帶光敏電阻材料CdTe、CdS、CdSe中摻雜質(zhì)量百分比為1%的過(guò)渡金屬硝酸鹽，在降低寬譜帶光敏電阻生產(chǎn)成本的同時(shí)保證寬譜帶光敏電阻靈敏度損失較小，使寬譜帶光敏電阻靈敏度在可接受的范圍內(nèi)，利用本發(fā)明提供的制備方法所得廉價(jià)寬譜帶光敏電阻具有價(jià)格低廉、靈敏度有保障的優(yōu)點(diǎn)。至少可以達(dá)到以下有益效果：
最后應(yīng)說(shuō)明的是：以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。