【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于紫外光探测领域。
技术介绍
1、紫外光探测器(ultraviolet phtotdetectors,pds)是基于光电效应将入射光(λ<400nm)转化为电信号的电子信息器件，紫外光电探测器通过其在特定紫外波长范围内高效、灵敏的光信号探测能力，在海洋水质检测、生物监测、海洋探索与通讯、环境监测、安全搜索等海洋工程方面有着广泛的应用。宽带隙半导体材料(tio2、gan、sno2、zno等)由于具有准连续的能带结构，是一种十分理想的紫外光探测器活性层。zno等半导体材料具有宽带隙、高的电子迁移率以及无毒性、环境友好等特点，近年来已经在紫外光探测器中有较多的应用。但是这些材料单独作为光电探测器极易发生电子空穴对的非辐射复合，造成光电探测效率的下降。为了解决探测效率低的问题，通常采用制备低维zno纳米材料，如0d zno量子点、1d zno纳米材料(纳米线、纳米棒、纳米管等)。低维的zno纳米材料具有较高的表面体积比与较小的导电通道尺寸，能有效提高入射光的利用率，限制光生载流子的复合面积并减少传输时间。此外，也可以通过构建半导体异质结来提升器件中电子-空穴对的分离，如p-n结、金属-半导体-金属(metal-semiconductor-metal，msm)结构以及肖特基结。目前，有机-无机生物杂化光电探测器(bio-hybrid photodetectors,bio-hpds)由于生物质材料易获得与成本低廉等特点，在柔性器件或透明器件领域受到了广泛关注。然而如何提高低维纳米材料与有机生物材料的材料性能，尤其是能带结构
技术实现思路
1、本专利技术要解决现有无法提高低维纳米材料与有机生物材料的能带结构、电学性质以及光学性质的匹配程度，导致有机-无机生物杂化光电探测器的性能较低，且有机生物材料的改性方法复杂，成本高的问题，进而提供一种紫外光电探测器及其制备方法。
2、一种紫外光电探测器，它由金属au电极、金属in电极、细菌色素层、zno纳米棒阵列层及fto导电玻璃组成；所述的金属in电极呈框形结构设置于fto导电玻璃表面外围，金属in电极内部由fto导电玻璃表面至上依次为zno纳米棒阵列层、细菌色素层及金属au电极。
3、一种紫外光电探测器的制备方法，它是按以下步骤进行的：
4、一、通过水热法在fto导电玻璃表面制备zno纳米棒阵列层，然后将细菌色素均匀旋涂在zno纳米棒阵列层表面，再在空气氛围下退火，得到fto/zno纳米棒阵列层/细菌色素层器件；
5、二、在fto/zno纳米棒阵列层/细菌色素层器件的细菌色素层表面制备金属au层，形成金属au电极，然后在器件周围刮除宽度为1mm～2mm的涂覆层，再将金属in焊接于fto玻璃表面，形成金属in电极，即完成紫外光电探测器的制备方法。
6、本专利技术的有益效果是：
7、本专利技术提供的一种紫外光电探测器及其制备方法，其由金属au电极、金属in电极、细菌色素、zno纳米棒阵列、fto导电玻璃构筑了msm垂直结构的光电探测器，将获得的紫外光电探测器连接至回路中，金属au电极连接负极，金属电极in连接正极，在整个回路中施加-1v～-5v的偏压，可对0.80mw·cm-2～60mw·cm-2功率的365nm紫外波段紫外光进行检测。其中细菌色素与zno纳米棒阵列由于功函数差异，在接触时形成欧姆接触的异质结，细菌色素作为电子传输层，能快速传输电子，提高电子/空穴对的分离效果。在探测紫外光时，紫外入射光激发zno纳米棒阵列价带中的电子，发生跃迁，转移至细菌色素中。细菌色素中的含酚、醌基团，能在电子作用下发生氧化-还原循环反应，光生电子将细菌色素中含醌基团还原成含酚基团，在zno与细菌色素的界面处避免了与空穴的复合。经过还原的含酚基团在外接偏压的作用下失去电子，氧化为含醌基团，电子转移至电路中形成光生电流。经过如此循环，细菌色素通过其氧化还原循环在异质结成为电子快速传输的中间体，使得器件中的电子快速转移，进而提高了紫外光电探测器的光电探测效率。相比于其他无机或合成有机物的异质结合材料，细菌色素的分离、提取以及应用方面具有成本低、使用方便、提取简单、无毒、耐环境光热分解性强，生物友好等特点，是一种应用潜力较好的生物有机材料。
8、本专利技术所获的紫外光电探测器，具有较强的光电探测效果。能对紫外波段的弱光有很强的探测效果。在对0.80mw·cm-2～60mw·cm-2的365nm紫外光进行探测时，能获得0.14×105ma·w-1～4.35×105ma·w-1的光响应度，以及2.6×1012jones～1.01×1014jones的探测率。显示出了优秀的紫外光探测效果。
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1.一种紫外光电探测器，其特征在于它由金属Au电极、金属In电极、细菌色素层、ZnO纳米棒阵列层及FTO导电玻璃组成；所述的金属In电极呈框形结构设置于FTO导电玻璃表面外围，金属In电极内部由FTO导电玻璃表面至上依次为ZnO纳米棒阵列层、细菌色素层及金属Au电极。
2.根据权利要求1所述的一种紫外光电探测器，其特征在于所述的金属Au电极的厚度为40nm～60nm；所述的金属In电极的厚度为50μm～150μm，宽度为1mm～2mm；所述的细菌色素层的厚度为500nm～800nm；所述的ZnO纳米棒阵列层的厚度为500nm～1000nm。
3.根据权利要求2所述的一种紫外光电探测器，其特征在于所述的紫外光电探测器的尺寸为2cm×2cm×(0.20～0.22)cm。
4.根据权利要求1所述的一种紫外光电探测器，其特征在于所述的细菌色素层由脓黑素制备而成，所述的脓黑素分子量为12000Da～120000Da。
5.如权利要求1所述的一种紫外光电探测器的制备方法，其特征在于它是按以下步骤进行的：
6.根据权利要求5所述的一种
7.根据权利要求5所述的一种紫外光电探测器的制备方法，其特征在于步骤一中所述的通过水热法在FTO导电玻璃表面制备ZnO纳米棒阵列层具体是按以下步骤进行的：
8.根据权利要求7所述的一种紫外光电探测器的制备方法，其特征在于步骤①中所述的加热溶解具体是在温度为50℃～80℃的条件下搅拌溶解为透明溶液。
9.根据权利要求7所述的一种紫外光电探测器的制备方法，其特征在于步骤②及④所述的退火具体是在空气气氛及温度为300℃～350℃的条件下，退火0.5h～1h。
10.根据权利要求7所述的一种紫外光电探测器的制备方法，其特征在于步骤④中制备的ZnO纳米棒阵列层中ZnO纳米棒的长度为500nm～1000nm，直径为50nm～120nm。
...【技术特征摘要】
1.一种紫外光电探测器，其特征在于它由金属au电极、金属in电极、细菌色素层、zno纳米棒阵列层及fto导电玻璃组成；所述的金属in电极呈框形结构设置于fto导电玻璃表面外围，金属in电极内部由fto导电玻璃表面至上依次为zno纳米棒阵列层、细菌色素层及金属au电极。
2.根据权利要求1所述的一种紫外光电探测器，其特征在于所述的金属au电极的厚度为40nm～60nm；所述的金属in电极的厚度为50μm～150μm，宽度为1mm～2mm；所述的细菌色素层的厚度为500nm～800nm；所述的zno纳米棒阵列层的厚度为500nm～1000nm。
3.根据权利要求2所述的一种紫外光电探测器，其特征在于所述的紫外光电探测器的尺寸为2cm×2cm×(0.20～0.22)cm。
4.根据权利要求1所述的一种紫外光电探测器，其特征在于所述的细菌色素层由脓黑素制备而成，所述的脓黑素分子量为12000da～120000da。
5.如权利要求1所述的一种紫外光电探测器的制备方法，其特征在于它是按以下步骤进行...
【专利技术属性】
技术研发人员：李庆宏，孙万海，郭章伟，曾迪，姜林，毕向辉，刘涛，郭娜，张晶，王腾飞，罗光灿，柳凯祥，罗胜耘，王长城，
申请(专利权)人：贵州民族大学，
类型：发明
国别省市：
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