专利示意图

一、技术领域

光电探测技术领域

二、专利介绍

1.专利信息

专利类型：发明

专利权人：清华大学深圳国际研究生院

申请号：202210972688.4

发明人：韦国丹、高雨、赵聪

2.专利说明书摘要

本发明公开了一种光电探测器、光电探测装置及制备方法，光电探测器包括：可见光吸收层；近红外光吸收层，设置于可见光吸收层的一侧；第一电子传输层，设置于可见光吸收层的另一侧；第二电子传输层，设置于近红外光吸收层的一侧；第一电极层，设置于第一电子传输层的一侧；第二电极层，设置于第二电子传输层的一侧；其中，第一电极层、第二电极层分别与外部电压调节模块连接；外部电压调节模块提供第一电压信号或第二电压信号；光电探测器根据第一电压信号对可见光信号进行探测；还根据第二电压信号对近红外光信号进行探测。本发明的光电探测器能够实现电压可调的双波段探测，从而扩大光电探测器的使用范围，进而满足不同使用场景的需求。

3.创新点

（1）本发明涉及光电探测器领域，针对基于无机半导体材料的探测器功能单一，多色成像时需要透镜和额外的光学接口，这显著增加了成本并降低了像素密度。本提出一种完全基于偏压调制的可见/近红外双波段可切换的成像方法；

（2）该方法基于钙钛矿/有机异质结器件，通过充分利用钙钛矿与有机半导体之间载流子迁移速率差异形成的势垒，阻碍电子在钙钛矿/有机异质结界面处的转移，并通过偏置电压控制载流子向两侧的移动，从而实现器件在不同偏压下表现出对不同波段光的响应；

（3）本方法能够实现可见光/近红外波段可切换的成像。在正向偏压下，探测器仅对可见光有响应，无法实现近红外波段的探测；在反向偏压下，探测器仅对近红外有响应。在不需要透镜的情况下，实现了双波段的探测和成像。

4.痛点问题

基于无机半导体材料功能单一，无法进行多色成像现有单色探测器需集成不同波长的透镜和滤光片，成本较高；现有的电压调制的双波段探测器偏置电压过高，不利于应用到移动端；实现了近红外波段（900 nm）波段的窄带探测，窄带探测提供了更高的探测信噪比和探测选择性，且不受可见光的影响。这在近红外成像和自动驾驶等领域具有很大应用前景。

5.技术优势

（1）可溶液加工特性允许大规模可控的制备出大面积器件；

（2）可柔性加工特性：钙钛矿和有机薄膜均具有可柔性加工和集成的特性；

（3）通过调节偏压实现不同探测波段的响应模式相较于目前需要透镜才能实现波长选择性的无机探测器来说能够减少光学接口，提高成像阵列密度。

三、产业化信息

1.应用场景

（1）可以实现多色可切换的成像器件；

（2）近红外窄带探测可应用到自动驾驶领域，避免可见光的影响，提供更高的信噪比；

（3）双波段可切换特性允许加密通信领域的应用。

2.商业价值

此项技术拥有巨大的商业前景，对于探测器有以下市场价值：

（1）本器件可以在移动设备的感光元件中，实现近红外成像；

（2）本器件的调制特性可应用到光通信领域，适用于加密通信过程。

3.发展规划

该技术未来可应用至光电探测器，可通过与成像领域相关企业合作，开发商业化应用设备。

4.合作方式

面议

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