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,涉及制備寬譜帶光敏電阻的光敏材料及該光敏電阻的制備方法。
背景技術(shù):
光電探測器中經(jīng)常使用光譜響應(yīng)范圍寬的光敏電阻,具有廣泛的應(yīng)用范圍,如紅外熱成像及紅外遙感等。目前,光敏電阻通常由附在陶瓷基體表面的紅外光光敏材料層電聯(lián)兩個電極引線組成,光敏電阻材料對光敏電阻的光譜響應(yīng)起決定性作用?,F(xiàn)有,光敏電阻材料多使用CdS、CdSe和CdCl2混合配置,并添加CuCl2提高其靈敏性。但是,現(xiàn)有光敏電阻材料主要存在的問題之一是:光譜響應(yīng)譜帶窄,對近紅外光不敏感。因此需要提供一種能夠把光譜響應(yīng)譜帶擴展到近紅外光光譜的寬光譜光敏電阻及其制備方法,以滿足光電探測器對光敏電阻光譜響應(yīng)范圍寬的要求。
經(jīng)文獻(xiàn)檢索,未發(fā)現(xiàn)與本發(fā)明技術(shù)方案相同的寬譜帶光敏電阻及其制備方法的有關(guān)公開報道。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的在于,針對上述問題,提出制備寬譜帶光敏電阻的光敏材料及該光敏電阻的制備方法,以克服現(xiàn)有光敏電阻材料主要存在的問題:光譜響應(yīng)譜帶窄,對近紅外光不敏感。
為實現(xiàn)上述目的,本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:制備寬譜帶光敏電阻的光敏材料及該光敏電阻的制備方法,所述光敏材料由紅外光光敏溶液噴涂在光敏電阻的陶瓷基體的表面形成,所述紅外光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 35%-55%,CdSe 25%-45%,CdCl2 9%-29%,余量為CuCl2;
將混合物溶解在離子水中得到紅外光光敏溶液,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20%-40%,離子水60%-80%。
進(jìn)一步地,所述混合物各組分的重量百分比CdTe 45%,CdSe 35%, CdCl2 19%, CuCl2 1% ;
所述紅外光光敏溶液中混合物與離子水的質(zhì)量百分比為,混合物30%,離子水70%。
寬譜帶光敏電阻的制備方法,包括以下步驟:
步驟1:制備陶瓷基體;
步驟2:配置紅外光光敏溶液;
步驟3:將紅外光光敏溶液噴涂在陶瓷基體的表面,形成紅外光光敏材料層;
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:將兩個電極安裝在步驟4形成的紅外光光敏材料層兩端,得到光敏電阻主體;
步驟6:在光敏電阻主體表面噴涂隔離層,得到光敏電阻。
進(jìn)一步地,步驟2中,所述紅外光光敏溶液,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 35%-55%,CdSe 25%-45%,CdCl2 9%-29%,余量為CuCl2;
將混合物溶解在離子水中得到紅外光光敏溶液,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20%-40%,離子水60%-80%。
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所得的紅外光光敏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6微米。
進(jìn)一步地,步驟6具體為,利用環(huán)氧樹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,所述混合物各組分的重量百分比CdTe 45%,CdSe 35%, CdCl2 19%, CuCl2 1% ;
所述紅外光光敏溶液中混合物與離子水的質(zhì)量百分比為,混合物30%,離子水70%。
本發(fā)明各實施例的用于制備寬譜帶光敏電阻的光敏材料及該光敏電阻的制備方法,通過向現(xiàn)有的對可見光敏感的光敏材料CdSe、CdCl2和CuCl2混合物中摻雜CdTe量子點,利用CdTe量子點的量子限域效應(yīng)產(chǎn)生紅移特性,把光譜響應(yīng)譜帶擴展到近紅外光光譜。所制備寬光譜光敏電阻對波長在450nm到900 nm之間的光敏感,具有光譜響應(yīng)譜帶寬的優(yōu)點。
本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點將在隨后的說明書中闡述,并且,部分地從說明書中變得顯而易見,或者通過實施本發(fā)明而了解。
下面通過附圖和實施例,對本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
附圖說明
附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解,并且構(gòu)成說明書的一部分,與本發(fā)明的實施例一起用于解釋本發(fā)明,并不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。在附圖中:
圖1為本發(fā)明實施例所述的光敏電阻結(jié)構(gòu)圖。
結(jié)合附圖,本發(fā)明實施例中附圖標(biāo)記如下:
1-陶瓷基體;2-光敏材料層;3-電極。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進(jìn)行說明,應(yīng)當(dāng)理解,此處所描述的優(yōu)選實施例僅用于說明和解釋本發(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,制備寬譜帶光敏電阻的光敏材料,所述光敏材料由紅外光光敏溶液噴涂在光敏電阻的陶瓷基體的表面形成,所述紅外光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 35%-55%,CdSe 25%-45%,CdCl2 9%-29%,余量為CuCl2;
將混合物溶解在離子水中得到紅外光光敏溶液,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20%-40%,離子水60%-80%。
進(jìn)一步地,所述混合物各組分的重量百分比CdTe 45%,CdSe 35%, CdCl2 19%, CuCl2 1% ;
所述紅外光光敏溶液中混合物與離子水的質(zhì)量百分比為,混合物30%,離子水70%。;
所述方法包括以下操作步驟:
S1,制備陶瓷基體;
S2,配置紅外光光敏溶液;
S3,將紅外光光敏溶液噴涂在陶瓷基體的表面,形成紅外光光敏材料層;
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,將兩個電極安裝在形成紅外光光敏材料層兩端,得到光敏電阻主體。
S6,在光敏電阻主體表面噴涂隔離層,得到光敏電阻。
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 45%(重量百分比)
CdSe 35%(重量百分比)
CdCl2 19%(重量百分比)
CuCl2 1%(重量百分比)
然后,將紅外光光敏材料層混合物溶解在離子水中得到紅外光光敏材料溶液,其中紅外光光敏材料溶液中,紅外光光敏材料層混合物的質(zhì)量百分比為30%,離子水的質(zhì)量百分比為70%。
優(yōu)選地,所述步驟S3具體為:將步驟S2所得的紅外光光敏材料溶液噴涂在陶瓷基體表面,噴涂5次,所述紅外光光敏材料層厚度為6微米。
優(yōu)選地,所述步驟S6具體為:將環(huán)氧樹脂在步驟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。
在上述取值范圍內(nèi)取值時,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(包括端點值)的靈敏度僅次于上述公開的具體數(shù)值。
實際應(yīng)用表明:
本發(fā)明提供的一種寬光譜光敏電阻及其制備方法,通過向現(xiàn)有的對可見光敏感的光敏材料CdSe、CdCl2和CuCl2混合物中摻雜CdTe量子點,利用CdTe量子點的量子限域效應(yīng)產(chǎn)生紅移特性,把光譜響應(yīng)譜帶擴展到近紅外光光譜。所制備寬光譜光敏電阻對波長在450nm到900 nm之間的光敏感,具有光譜響應(yīng)譜帶寬的優(yōu)點。
最后應(yīng)說明的是:以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已,并不用于限制本發(fā)明,盡管參照前述實施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明,對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說,其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改,或者對其中部分技術(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)明的保護范圍之內(nèi)。