光电探测器与显示基板制造技术

本发明专利技术提供一种光电探测器与显示基板。所述光电探测器包括第一电极、吸收层、缓冲层及第二电极，所述缓冲层设置于所述吸收层与所述第二电极之间，所述吸收层的材料包括铜铟镓硒，所述吸收层用于吸收光并产生电信号。所述吸收层与所述缓冲层的晶格失配度不大于25％。采用铜铟镓硒作为吸收层的材料，有利于提高光电转换效率并增大可吸收光的光谱范围；同时，由于吸收层与缓冲层的晶格失配度较小，使得缓冲层与吸收层晶格匹配，有利于降低缓冲层与所述吸收层的界面缺陷态，降低暗电流，提高光电探测器的信噪比，进而提高检测性能。

【技术实现步骤摘要】
光电探测器与显示基板
本专利技术涉及光电转换领域，尤其涉及一种光电探测器与显示基板。
技术介绍
光电探测器在工业、国防、医学以及日常生活中都有着广泛的应用。常见的光电探测器包括PIN光电探测器、PN光电探测器及MSM(Metal-Semiconductor-Metal，金属-半导体-金属)光电探测器等。以PN光电探测器为例，现有的PN光电探测器的吸收层的光电转换效率较低，且可吸收光的光谱范围也较小，因而在一定程度上限制了PN光电探测器的应用范围。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术提供一种光电探测器，所述光电探测器包括第一电极、吸收层、缓冲层及第二电极，所述吸收层的材料包括铜铟镓硒，所述吸收层用于吸收光并产生电信号；所述吸收层与所述缓冲层的晶格失配度不大于25％。进一步的，所述吸收层与所述缓冲层的晶格失配度不大于5％。进一步的，所述缓冲层的材料包括氧化镓。进一步的，所述光电探测器包括设置于所述缓冲层和所述第二电极之间的阻挡层，所述阻挡层用于在形成第二电极时对所述缓冲层进行保护。进一步的，所述阻挡层包括氧化硅和氮化硅中的至少一种。进一步的，所述阻挡层的厚度不大于10nm，且所述阻挡层的厚度小于所述第一电极、吸收层、缓冲层、第二电极中的任一膜层的厚度。进一步的，所述光电探测器包括保护电极，所述保护电极形成于所述第二电极上且与所述第二电极电性连接，所述保护电极在所述吸收层上的正投影位于所述第二电极在所述吸收层上的正投影内。进一步的，所述吸收层形成于所述第一电极上，所述缓冲层形成于所述吸收层上，所述第二电极形成于所述缓冲层上。进一步的，所述缓冲层形成于所述第二电极上，所述吸收层形成于所述第一电极及缓冲层上。另一方面，本专利技术还提供一种显示基板，所述显示基板包括如前所述的光电探测器。本专利技术中，采用铜铟镓硒作为吸收层的材料，有利于提高光电转换效率并增大可吸收光的光谱范围；同时，由于吸收层与缓冲层的晶格失配度较小，使得缓冲层与吸收层晶格匹配，有利于降低缓冲层与所述吸收层的界面缺陷态，降低暗电流，提高光电探测器的信噪比，进而提高检测性能。附图说明图1是一种太阳能电池的局部结构示意图。图2是本专利技术第一实施方式的光电探测器的局部剖视示意图。图3是硫化镉退火前后的透射光谱，其中横坐标表示光的波长，纵坐标表示透射率。图4是在不同温度的基底上制备氧化镓薄膜的透射光谱，其中横坐标表示光的波长，纵坐标表示透射率。图5是图2所示的光电探测器偏压下的光电流的测试图，其中横坐标表示偏压(BiasVoltage)，纵坐标表示暗电流(Current)。图6是本专利技术第二实施方式的光电探测器的局部剖视示意图。图7是本专利技术第三实施方式的光电探测器的局部剖视示意图。图8是在基底上形成第一电极的结构示意图。图9是在第一电极上形成吸收层的结构示意图。图10是在吸收层上形成缓冲层的结构示意图。图11是在缓冲层上形成第二电极的结构示意图。具体实施方式这里将详细地对示例性实施方式进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施方式中所描述的实施方式并不代表与本专利技术相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本专利技术的一些方面相一致的装置的例子。在本专利技术使用的术语是仅仅出于描述特定实施方式的目的，而非旨在限制本专利技术。除非另作定义，本专利技术使用的技术术语或者科学术语应当为本专利技术所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本专利技术说明书以及权利要求书中使用的“第一”“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“多个”或者“若干”表示两个及两个以上。除非另行指出，“前部”、“后部”、“下部”和/或“上部”等类似词语只是为了便于说明，而并非限于一个位置或者一种空间定向。“包括”或者“包含”等类似词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而且可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。在本专利技术说明书和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。用于太阳能电池、作为吸收层的铜铟镓硒(CIGS)具有量子效率高、吸收系数大、单位尼特下光电流大、可吸收光的光谱宽(能够有效吸收可见光及近红外)、易于在基底上制备等优点。请结合图1，太阳能电池包括基底1、第一电极2、铜铟镓硒吸收层3、硫化镉缓冲层4、氧化锌层5、第二电极6及保护电极7，通过测试可知该结构的无光照时的暗电流密度为1.41E-04(1.41*10-4，下同)A/cm2，光照产生的光电流密度为1.73E-04(即，1.73*10-4)A/cm2，电流信噪比(光电流/暗电流*100％)约为122.7％，信噪比较低。较低的信噪比会直接影响检测性能，致使铜铟镓硒难以用于光电探测器。本专利技术提供一种光电探测器，光电探测器是在反向电压作用在工作的，没有光照时，反向电流极其微弱，称为暗电流；有光照时，反向电流迅速增大到几十微安，称为光电流。所述光电探测器包括第一电极、吸收层、缓冲层及第二电极，所述缓冲层设置于所述吸收层与所述第二电极之间，所述吸收层的材料包括铜铟镓硒，所述吸收层在受到光照时产生电信号；所述吸收层与所述缓冲层的晶格失配度不大于25％。其中，晶格失配度δ的计算公式如下：δ＝|as-ae|/ae，其中as表示下层膜层的晶格常数，ae表示上层膜层的晶格常数，晶格常数由晶胞的边长来表征。由于采用铜铟镓硒作为吸收层的材料，有利于提高光电转换效率并增大可吸收光的光谱范围；同时，由于吸收层与缓冲层的晶格失配度较小，使得缓冲层与吸收层晶格匹配，有利于降低缓冲层与所述吸收层的界面缺陷态，降低暗电流，提高光电探测器的信噪比，进而提高检测性能。请结合图2，本实施方式中，光电探测器包括依次设置的基底10、第一电极20、吸收层30、缓冲层40及第二电极50。可以理解的是，所述光电探测器包括沿阵列排布的多个单元，每个单元均包括所述第一电极20、吸收层30、缓冲层40(或缓冲层的一部分)及第二电极50，不同的单元之间彼此分开设置且由绝缘结构间隔开，绝缘结构例如为平坦化层。光线通过第二电极50及缓冲层40后到达吸收层30，吸收层30吸收光后产生光生载流子，载流子是一种可以自由移动且带有电荷的物质微粒，因而可视为一种电信号，例如带负电的自由电子和带正电的自由空穴；在反向电压的作用下，光生载流子参与导电，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光电探测器，其特征在于，所述光电探测器包括第一电极、吸收层、缓冲层及第二电极，所述缓冲层设置于所述吸收层与所述第二电极之间，所述吸收层的材料包括铜铟镓硒，所述吸收层用于吸收光并产生电信号；/n所述吸收层与所述缓冲层的晶格失配度不大于25％。/n

【技术特征摘要】
1.一种光电探测器，其特征在于，所述光电探测器包括第一电极、吸收层、缓冲层及第二电极，所述缓冲层设置于所述吸收层与所述第二电极之间，所述吸收层的材料包括铜铟镓硒，所述吸收层用于吸收光并产生电信号；
所述吸收层与所述缓冲层的晶格失配度不大于25％。


2.根据权利要求1所述的光电探测器，其特征在于，所述吸收层与所述缓冲层的晶格失配度不大于5％。


3.根据权利要求1所述的光电探测器，其特征在于，所述缓冲层的材料包括氧化镓。


4.根据权利要求1所述的光电探测器，其特征在于，所述光电探测器包括设置于所述缓冲层和所述第二电极之间的阻挡层，所述阻挡层用于在形成第二电极时对所述缓冲层进行保护。


5.根据权利要求4所述的光电探测器，其特征在于，所述阻挡层包括氧化硅和氮化硅中的至少一种。


6....

【专利技术属性】
技术研发人员：杜建华，曲峰，罗超，李超，强朝辉，王治，关峰，
申请(专利权)人：京东方科技集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11