本發(fā)明屬于光電功能材料技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種工藝簡單、產(chǎn)量高、成本低的柔性錫氧化物光電探測器的制備方法。

背景技術(shù)：

錫氧化物由于其在氣敏、光電等領(lǐng)域有著廣泛的應用前景而引起人們極大的研究興趣。但是由于sno和sno2具有較大的能帶寬帶，其在光電領(lǐng)域有所限制。而混合價態(tài)的錫氧化物具有比單價態(tài)sno和sno2更小的能帶寬度，有望實現(xiàn)在可見光下的高的光電響應，例如：sn2o3,sn3o4等。

現(xiàn)有技術(shù)中，改善光電特性的方法有：提高光敏性，提高對不同波長光的響應，提高光響應速率，誘導光響應，改變光電導方向。以上主流的幾種方法雖然在一定程度上提高了半導體的光電性能，但仍然存在諸如步驟繁瑣、所得產(chǎn)物量小、成本昂貴問題，因而也限制了其在工業(yè)領(lǐng)域的應用。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種柔性錫氧化物光電探測器的制備方法,工藝簡單、產(chǎn)量高、成本低。

實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案為：

一種柔性錫氧化物光電探測器的制備方法，包括如下步驟：

(10)襯底清洗：將碳紙裁成所需尺寸，用丙酮、無水乙醇、去離子水清洗后超聲清洗；

(20)混合溶液制備：按配比將na3c6h5o7·2h2o粉末、sncl2·2h2o粉末溶于去離子水和無水乙醇中，攪拌均勻，得到混合溶液；

(30)納米片組裝：將碳紙放入盛有混合溶的反應釜中，水熱反應，然后將反應釜取出自然冷卻至室溫；

(40)成品干燥：將碳紙從反應釜取出，用去離子水或無水乙醇超聲清洗，干燥，得到柔性襯底上組裝sn3o4納米片的光電探測器。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點為：

1、工藝簡單：采用簡單的水熱法一步合成樣品，工藝簡單；

2、產(chǎn)量高：僅需少量的藥品即可制備大量的樣品，產(chǎn)量高；

3、成本低：制備過程中所涉及的材料價格低廉，生產(chǎn)成本低。

下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明作進一步的詳細描述。

附圖說明

圖1為本發(fā)明柔性錫氧化物光電探測器的制備方法的流程圖。

圖2為實例所制備的柔性襯底上組裝sn3o4納米片的可見光電探測器的x-射線衍射圖。

圖3為實例所制備的柔性襯底上組裝sn3o4納米片的可見光電探測器的掃描電鏡照片圖。

圖4為實例所制備的柔性襯底上組裝sn3o4納米片的可見光電探測器的透射電鏡和選區(qū)電子衍射圖。

圖5為實例所制備的柔性襯底上組裝sn3o4納米片的可見光電探測器的紫外吸收圖

圖6為實例所制備的柔性襯底上組裝sn3o4納米片的可見光電探測器的光電性能圖。

具體實施方式

如圖1所示，本發(fā)明柔性錫氧化物光電探測器的制備方法，包括如下步驟：

(10)襯底清洗：將碳紙裁成所需尺寸，用丙酮、無水乙醇、去離子水清洗后超聲清洗；

所述(10)襯底清洗步驟中，超聲清洗時間為10min。

(20)混合溶液制備：按配比將na3c6h5o7·2h2o粉末、sncl2·2h2o粉末溶于去離子水和無水乙醇中，攪拌均勻，得到混合溶液；

所述(20)混合溶液制備步驟中，混合溶液的配比為：

na3c6h5o7·2h2o粉末，2.94g，

sncl2·2h2o粉末，1.073g，

去離子水，20ml，

無水乙醇，20ml。

所述(20)混合溶液制備步驟中，攪拌時間1小時。

(30)納米片組裝：將碳紙放入盛有混合溶的反應釜中，水熱反應，然后將反應釜取出自然冷卻至室溫；

所述(30)納米片組裝步驟中，水熱反應的溫度為180℃，反應時間12小

(40)成品干燥：將碳紙從反應釜取出，用去離子水或無水乙醇超聲清洗，干燥，得到柔性襯底上組裝sn3o4納米片的光電探測器。

所述((40)成品干燥步驟中，清洗后的碳紙在60℃下干燥12小時。

試驗驗證：

為驗證本發(fā)明方法的有效性，實施例采用d8advance型xrd(cukαradiation,德國bruker-axs公司)測定所制備樣品的晶相結(jié)構(gòu)。采用日立公司(日本)的s4800ⅱ型fesem(fesem,s-4800ⅱ,hitachi)對所制備樣品的形貌進行觀察。采用荷蘭philips-fei公司的tecnaif30場發(fā)射透射電鏡(hrtem,tecnaif30,fei)對樣品的晶相結(jié)構(gòu)進行直觀的探測和表征。采用德國zanner公司的cimps-2可控強度調(diào)制光電化學譜儀對所制備的樣品進行光電測試。

圖2：本發(fā)明實例所制備的柔性的sn3o4在可見光下的光電探測器的x-射線衍射圖。如圖所示的所有的衍射峰從左到右分別對應于三斜晶系sn3o4的(101)，(111)，(-210)，(-121)，(210)，(130)，(102)，(-301),(-1-41)晶面，圖示xrd說明了所制備的樣品中sn3o4的存在。插圖為sn3o4的晶格示意圖。

圖3：本發(fā)明實例所制備的柔性的sn3o4在可見光下的光電探測器的掃描電鏡照片圖。從該圖可知，實例所制備的具有高的光電性能的sn3o4結(jié)構(gòu)具是有大比表面積的納米片狀結(jié)構(gòu)，片的厚度大約在30nm左右，此形貌更有利于光電性能的提高。

圖4：本發(fā)明實例所制備的柔性的sn3o4在可見光下的光電探測器的高倍透射電鏡和選區(qū)電子衍射圖。從高倍的透射電鏡和選區(qū)電子衍射可以看出實例所制備的柔性的sn3o4在可見光下的光電探測器由純的sn3o4構(gòu)成。其中0.369nm對應于sn3o4的(101)晶面。

圖5：本發(fā)明實例所制備的柔性襯底上組裝sn3o4納米片的可見光電探測器的紫外吸收圖。從圖中我們可以看到樣品的禁帶邊很窄，其寬度為2.7ev。

圖6：本發(fā)明實例所制備的柔性的sn3o4在可見光下的光電探測器的光電性能圖。光開關(guān)時間為10秒。從圖中我們可以看到，合成的sn3o4可見光電探測器的電流強度隨著光強的增加也隨之增加，光電流強度與光強存在著線性關(guān)系。

根據(jù)上述研究結(jié)果可知：我們制備的柔性的sn3o4在可見光下的光電探測器制備程序簡單，成本低廉，合成量大，在可見光下具備良好的光電響應性能且性能穩(wěn)定，因此可推廣并應用于工業(yè)領(lǐng)域。

因此，從上述實驗步驟、數(shù)據(jù)和圖表分析可以看出，本發(fā)明首次在柔性襯底上組裝了sn3o4納米片的可見光電探測器，并且制備過程簡單，成本低廉，在可見光下具備良好的光電響應性能且性能穩(wěn)定，適于工業(yè)應用。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開一種柔性錫氧化物光電探測器的制備方法，包括如下步驟：(10)襯底清洗：將碳紙裁成所需尺寸，用丙酮、無水乙醇、去離子水清洗后超聲清洗；(20)混合溶液制備：按配比將Na3C6H5O7·2H2O粉末、SnCl2·2H2O粉末溶于去離子水和無水乙醇中，攪拌均勻，得到混合溶液；(30)納米片組裝：將碳紙放入盛有混合溶的反應釜中，水熱反應，然后將反應釜取出自然冷卻至室溫；(40)成品干燥：將碳紙從反應釜取出，用去離子水或無水乙醇超聲清洗，干燥，得到柔性襯底上組裝Sn3O4納米片的光電探測器。本發(fā)明的柔性錫氧化物光電探測器的制備方法,工藝簡單、產(chǎn)量高、成本低。

技術(shù)研發(fā)人員：錢昊宇;蔣圓;史萬武;黃芬;夏煒煒;曾祥華
受保護的技術(shù)使用者：揚州大學
技術(shù)研發(fā)日：2017.05.19
技術(shù)公布日：2017.10.24