技术领域
[0001] 本发明属于传感器技术领域，具体涉及一种柔性光电传感器及其制备方法。
相关背景技术
[0002] 光电传感器是采用光电元件作为检测元件的传感器，其能够将光信号转换为电信号。柔性光电传感器是当前应用前景最为广阔的光电传感器之一，其在生物医学、可穿戴设备、环境监测等领域均有应用。在生物医学领域，柔性光电传感器可以用于实时监测患者的生理参数，如心率、血压、血糖等；在可穿戴设备领域，柔性光电传感器可以用于制造智能手环、智能手表等设备，实现健康监测和运动监测等功能；在环境监测领域，柔性集成光电传感器可以用于实时监测空气质量、水质等环境参数，为环境保护提供有力支持。
[0003] 柔性光电传感器具有易弯曲、检测距离长、响应时间短、分辨率高且可实现对颜色的判别等优点，但也存在如下不足：易破损，耐用度和寿命相对较短；受环境影响较大，对温度和湿度敏感，特别是在较高湿度环境下，性能会很快大幅下降甚至无法使用；膜表面易积尘、积污及起水雾，透光性不足，影响光电传感器的正常使用。
具体实施方式
[0027] 以下结合附图及具体实施例对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
[0028] 以下实施例中用到的药品原料若无特别说明则均为市售产品，用到的方法若无特别说明则均为本领域的常规方法。
[0029] 本发明提供如图1和2所示的一种柔性光电传感器，其包括由下至上依次层叠设置的柔性基底1、阳极层2、空穴传输层3、光电活性层4、电子传输层5和阴极层6，其还包括柔性密封层7和柔性透光疏水层8，所述柔性密封层7覆盖于所述阴极层6上表面及所述阳极层2、空穴传输层3、光电活性层4、电子传输层5和阴极层6的周边，所述柔性透光疏水层8成形于所述柔性基底1的下表面。在制备时，柔性基底1上表面中间区域上下层叠设置各功能层，上表面中间区域的周边预留有通过胶粘剂10连接柔性密封层7周边以形成封装结构的密封区10。需要说明的是，阳极层和阴极层在被柔性密封层封装前可以引出导电触点。
[0030] 上述的柔性光电传感器的具体制备过程通过如下实施例进行说明。其中，所述光电活性层为在所述空穴传输层上表面沉积形成的钙钛矿膜层；所述电子传输层为Mg掺杂的ZnO薄膜；所述阴极层为成形于所述电子传输层上表面的铝膜。钙钛矿膜层、Mg掺杂的ZnO薄膜及铝膜的成形为本领域技术人员熟知，在此不赘述。
[0031] 实施例1
[0032] 一种柔性光电传感器，其制备包括如下步骤：
[0033] S1.对透明柔性基底(PET膜)的上表面进行氧等离子体清洁处理，处理完成后，在上表面的中间区域使用2.5mg/mL的碳化钛MXene薄层分散液进行旋涂成膜，加热后退火处理得阳极层,透明柔性基底在阳极层周边预留有密封区,密封区的宽度为3mm；
[0034] S2.先在阳极层上表面由下至上依次形成空穴传输层、光电活性层、电子传输层和阴极层，然后再形成覆盖于所述阴极层及密封区且从四周密封所述阳极层、空穴传输层、光电活性层、电子传输层和阴极层的柔性密封层；
[0035] 所述空穴传输层成形时，先将固含量为1.2wt％的PEDOT:PSS(AL 4083)水溶液分成两份，其中一份掺入1％质量的N,N‑二甲基甲酰胺混匀得溶液一，另一份掺入3.5％质量的乙二醇混匀得溶液二，先使用溶液一在阳极层上表面涂覆成膜，置于100‑102℃的真空干燥箱中，烘烤5min，取出自然冷至室温后，先使用氧等离子体处理新形成膜层2‑3min,然后再使用溶液二在已有膜层的上表面进行喷涂成膜，先后两次成膜溶液一和溶液二的用量相当，随后置于135‑138℃的真空干燥箱中，烘烤40min,即形成空穴传输层；
[0036] 所述柔性密封层为周边通过胶粘剂(柔性UV光固化胶水)与密封区密封连接的柔性防水膜(PET膜)；
[0037] S3.对透明柔性基底的下表面进行等离子体处理，处理完成后，在透明柔性基底的下表面成形柔性透光疏水层，即得。该柔性透光疏水层为厚度为6‑10nm的dyn‑PDMS薄膜：初始时将PDMS与硼酸按照1.4：1的计量比混合，充分混合后，加热蒸发浓缩至原本体积的30％以下，然后将浓缩液旋涂于透明柔性基底的下表面，于98‑100℃的真空环境下干燥12‑13h,即得稳定粘附于透明柔性基底的下表面的dyn‑PDMS，经检测其接触角为156°，具有较好的超疏水性，同时透光性与PET膜相当，透光性好、不易积污及起雾，可保证柔性光电传感器长时间的保持性能稳定，降低清洁频次。
[0038] 实施例2
[0039] 一种柔性光电传感器，其制备包括如下步骤：
[0040] S1.对透明柔性基底(PET膜)的上表面进行氧等离子体清洁处理，处理完成后，在上表面的中间区域使用4.2mg/mL的碳化钛MXene薄层分散液进行旋涂成膜，加热后退火处理得阳极层,透明柔性基底在阳极层周边预留有密封区,密封区的宽度为5mm；
[0041] S2.先在阳极层上表面由下至上依次形成空穴传输层、光电活性层、电子传输层和阴极层，然后再形成覆盖于所述阴极层及密封区且从四周密封所述阳极层、空穴传输层、光电活性层、电子传输层和阴极层的柔性密封层；
[0042] 所述空穴传输层成形时,先将固含量为1.5wt％的PEDOT:PSS(AL 4083)水溶液分成两份，其中一份掺入1.3％质量的N,N‑二甲基甲酰胺混匀得溶液一，另一份掺入3％质量的乙二醇混匀得溶液二，先使用溶液一在阳极层上表面涂覆成膜，置于110‑112℃的真空干燥箱中，烘烤4min，取出自然冷至室温后，先使用氧等离子体处理新形成膜层2‑3min,然后再使用溶液二在已有膜层的上表面进行喷涂成膜，先后两次成膜溶液一和溶液二的用量相当，随后置于140‑142℃的真空干燥箱中，烘烤35min,即形成空穴传输层；
[0043] 所述柔性密封层为周边通过胶粘剂(柔性UV光固化胶水)与密封区密封连接的柔性防水膜(PVC膜)；
[0044] S3.对透明柔性基底的下表面进行等离子体处理，处理完成后，在透明柔性基底的下表面成形柔性透光疏水层，即得。该柔性透光疏水层为厚度为15‑20nm的dyn‑PDMS薄膜：初始时将PDMS与硼酸按照1.6：1的计量比混合，充分混合后，加热蒸发浓缩至原本体积的
30％以下，然后将浓缩液旋涂于透明柔性基底的下表面，于85‑90℃的真空环境下干燥8‑
10h,即得稳定粘附于透明柔性基底的下表面的dyn‑PDMS，经检测其接触角为154°，具有较好的超疏水性，同时透光性与PET膜相当，透光性好、不易积污及起雾，可保证柔性光电传感器长时间的保持性能稳定，降低清洁频次。
[0045] 实施例3
[0046] 一种柔性光电传感器，其制备包括如下步骤：
[0047] S1.对透明柔性基底(PET膜)的上表面进行氧等离子体清洁处理，处理完成后，在上表面的中间区域使用5.5mg/mL的碳化钛MXene薄层分散液进行旋涂成膜，加热后退火处理得阳极层,透明柔性基底在阳极层周边预留有密封区,密封区的宽度为8mm；
[0048] S2.先在阳极层上表面由下至上依次形成空穴传输层、光电活性层、电子传输层和阴极层，然后再形成覆盖于所述阴极层及密封区且从四周密封所述阳极层、空穴传输层、光电活性层、电子传输层和阴极层的柔性密封层；
[0049] 所述空穴传输层成形时，先将固含量为1.8wt％的PEDOT:PSS(AL 4083)水溶液分成两份，其中一份掺入1.5％质量的N,N‑二甲基甲酰胺混匀得溶液一，另一份掺入2.5％质量的乙二醇混匀得溶液二，先使用溶液一在阳极层上表面涂覆成膜，置于118‑120℃的真空干燥箱中，烘烤3min，取出自然冷至室温后，先使用氧等离子体处理新形成膜层2‑3min,然后再使用溶液二在已有膜层的上表面进行喷涂成膜，先后两次成膜溶液一和溶液二的用量相当，随后置于143‑145℃的真空干燥箱中，烘烤30min,即形成空穴传输层；
[0050] 所述柔性密封层为周边通过胶粘剂(柔性UV光固化胶水)与密封区密封连接的柔性防水膜(PE膜)；
[0051] S3.对透明柔性基底的下表面进行等离子体处理，处理完成后，在透明柔性基底的下表面成形柔性透光疏水层，即得。该柔性透光疏水层为厚度为25‑30nm的dyn‑PDMS薄膜：初始时将PDMS与硼酸按照1.8：1的计量比混合，充分混合后，加热蒸发浓缩至原本体积的
30％以下，然后将浓缩液旋涂于透明柔性基底的下表面，于75℃的真空环境下干燥15‑16h,即得稳定粘附于透明柔性基底的下表面的dyn‑PDMS，经检测其接触角为151°，具有较好的超疏水性，同时透光性与PET膜相当，透光性好、不易积污及起雾，可保证柔性光电传感器长时间的保持性能稳定，降低清洁频次。
[0052] 以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
