一种二维石墨烯基光电转化器件及其制备方法与流程

1.本发明涉及石墨烯材料技术领域，尤其涉及一种二维石墨烯基光电转化器件及其制备方法。


背景技术：

2.微型能源系统是电子器件的重要组成部分，与传统新能系统相比，微型能源系统具有小尺寸、高效能的特点，可持续地将机械能、光能、热能等能量转化为电能，是电子器件理想的功能系统。电子器件特别是微纳器件往往对能源系统的结构尺寸及重量具有极其严苛的要求，这也是传统储能系统基本无法作为微型器件供能系统的主要原因，小尺寸、低质量的严苛要求杜绝了绝大多数3d材料作为微型器件的供能系统功能材料的可能。使用低维材料作为微型供能系统供能材料是一种可能的策略，但低维材料通常较为脆弱，抗疲劳强度较弱，且许多低维材料稳定性较差，很难满足将机械能、热能转化为电能的材料要求。
3.光电转化是一种为数不多的对材料物化性能要求不高的电能转化方式，光电转化的微型能源系统是一种对材料温和且无损的能源系统，通过低维材料实现可持续的将太阳能转化为器件所需的电能，光电转化型低维材料是既能够满足小尺寸、低质量的要求又能够满足材料物化要求，还可以保证长寿命工作的诸多能量转化方式的理想方案。石墨烯是一种具有理想导电和导热性能、物化性能稳定的二维碳材料，兼具低维度尺寸和轻质量的双重标准，是微型器件供能系统的功能材料的候选者。中国专利cn112133777a公开了一种核壳结构量子点宽光谱光电探测器及其制备方法，包括从下到上依次层叠的单晶硅衬底层、氧化硅绝缘层和石墨烯沟道层，然而在实际中探测器的尺寸和厚度均无法满足需求，因此，开发一款尺寸更小、质量更轻、实用性更强的光电转化器件十分具有应用前景。


技术实现要素：

4.本发明的第一个方面提供了一种二维石墨烯基光电转化器件的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
5.s1.镍箔预处理；
6.s2.将预处理后的镍箔置于石墨平板表面，在镍箔表面进行遮盖后，将石墨平板-镍箔-遮盖物共同放入冷壁cvd炉(化学气相沉积炉)内，惰性气体氛围下，通入乙基硼酸，反应结束后获得生长有b掺杂的p型石墨烯-镍箔膜；
7.s3.将生长有b掺杂的p型石墨烯-镍箔膜表面的遮盖物取下并置于镍箔表面有b掺杂的p型石墨烯的区域，将石墨平板-生长有b掺杂的p型石墨烯-镍箔膜-遮盖物共同放入冷壁cvd炉内，惰性气体氛围下，通入五氯吡啶和磷源，反应结束后获得生长有p掺杂的n型石墨烯-镍箔膜；取下遮盖物，获得表面生长有b、p、n共掺杂石墨烯-镍箔膜，p型石墨烯区域与n型石墨烯间隔生长，p、n共掺杂区域为n型石墨烯，b掺杂区域为p型石墨烯，在p型石墨烯和n型石墨烯的交接区域形成有pn结；
8.s4.将表面生长有b、p、n共掺杂石墨烯-镍箔膜进行喷金处理，获得au量子点修饰
的b、p、n共掺杂石墨烯-镍箔膜；
9.s5.将au量子点修饰的b、p、n共掺杂石墨烯-镍箔膜进行切割得到样条，确保pn结位于样条的中心位置，将样条依次进行蚀刻、硅片转印、烘干、电极建立，得到二维石墨烯基光电转化器件。
10.本发明选用石墨烯作为基材，通过掺杂获得n型石墨烯和p型石墨烯，并形成pn结，在光辐照条件下pn结内的电子获得能量形成电子-空穴对，并在pn结内电场内形成微电流和电势差，用于驱动外电路负载工作，此外，通过金量子点修饰，增大光生载流子密度以提高微电流的电流密度。
11.在一些实施方式中，所述镍箔预处理包括：将裁剪后的镍箔浸泡在0.5-1m的盐酸水溶液中1-5min，首先使用去离子水喷洗，去除镍箔表面毛刺与突点；将清洗后的镍箔与电化学工作站的正极连接，负极与镍棒或碳棒连接，置于0.1-1m的正磷酸电解液中，在2-6v电压和0.1-0.6a的电流下进行化学抛光处理1-10min，最后使用去离子水再次喷洗后用氮气流吹干备用。
12.在一些实施方式中，所述遮盖物为石墨板材，长度和石墨平板相同，宽为2-6cm。
13.盖压有石墨板材的区域属于限制生长的遮挡区域，没有石墨板材的区域为空白区域，空白区域作为b掺杂石墨烯的生长区域。
14.为了获得表明平整干净的光电转化器件，在一些实施方式中，s2中，所述冷壁cvd炉升温至900-1000℃，惰性气体氛围下，使用h2/ar混合气体作为载气将气态乙基硼酸送入cvd炉腔内。
15.在一些实施方式中，所述h2/ar混合气体的流量为20-100sccm，通入时间为10-60min。
16.进一步地，所述h2/ar的体积比为1:10。
17.在一些实施方式中，s3中，所述冷壁cvd炉升温至900-1000℃，惰性气体氛围下，使用ar气体作为载气将气态五氯吡啶送入cvd炉腔内，同时载入磷源，磷源以ph3/ar混合气体形式载入cvd炉腔内。
18.在一些实施方式中，所述ar混合气体的流量为20-100sccm，ph3/ar混合气体的流量为10-50sccm，通入时间为10-60min。
19.进一步地，所述ph3/ar的体积比为1:10。
20.在一些实施方式中，s3中，将遮盖物取下并置于镍箔表面有b掺杂的p型石墨烯的区域后，使用石墨烯薄膜在遮盖物的边缘区域支撑遮盖物，石墨烯薄膜的厚度＜100μm，遮盖物与镍箔之间的间隔小于1mm。
21.进一步地，所述喷金处理具体包括：将表面生长有b、p、n共掺杂石墨烯-镍箔膜置于喷金仪中，使用au靶作为靶材，样品与靶材距离设置为5-10cm，工作电流设置为10ma，时间设置为5-10s，抽真空后进行喷金处理，喷金位置为n型掺杂和p型掺杂的边界区域，获得au量子点修饰的b、p、n共掺杂石墨烯-镍箔膜。
22.在一些实施方式中，s5中，所述蚀刻具体包括：将样条清洗干净后转移至过硫酸钾水溶液中，蚀刻至镍箔呈半透光态立刻注入去离子水，稀释过硫酸钾水溶液并停止蚀刻。
23.进一步地，所述样条清洗包括将样条放在1m的过硫酸钾水溶液中，此时，样条飘在溶液表面上；1-5min后使用陶瓷镊子夹取样条边缘将样条取出，并使用去离子水将样条背
部的石墨烯膜冲洗干净，便于后续的蚀刻。
24.为了保证蚀刻后的石墨烯膜不被损坏，以及解决现有技术中用胶转印后有残胶的缺陷，在一些实施方式中，s5中，所述硅片转印具体包括：将蚀刻后的样条用清洗干净的硅片捞起并平铺于硅片表面，捞起过程中在过硫酸钾水溶液中不断滴加乙醇。
25.进一步地，所述硅片的清洗步骤为：依次使用丙酮、异丙醇、去离子水超声清洗并烘干。
26.进一步地，所述电极建立的步骤为：通过掩模喷金方式，使用遮挡物将样条中间位置遮挡(pn结位置)，遮挡长度为1-5mm，并在样条两端通过喷金镀10nm-30μm的au层，两端的喷金层与中间的功能层需出现明显色差。
27.本发明的第二个方面提供了一种二维石墨烯基光电转化器件，由所述的制备方法获得。
28.与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
29.1.本发明提供的二维石墨烯基光电转化器件是一种将光能转化为电能的微型供能系统，可作为微型器件提供能量来源的供能部件。
30.2.本发明提供的一种二维石墨烯基光电转化器件，是一种超薄的二维光电转化器件，其厚度即为b、p、n共掺杂石墨烯及电极厚度的总和，仅为10nm-30微米，可将光能转化为电能，还能够作为微型器件的供能系统；通过cvd掺杂实现石墨烯生长阶段原位掺杂，通过掩模的方法实现在同一石墨烯膜上两种掺杂，获得n型掺杂石墨烯和p型掺杂石墨烯和超薄且稳定的二维石墨烯基pn结。
31.3.本发明通过cvd炉的预留窗口和载气辅助，实现液相或固相生长源载入，使石墨烯的生长源不再局限于气体源；通过化学抛光的前驱处理，获得表面非常平整的金属生长衬底，有利于减少石墨烯本征缺陷。
32.4.本发明使用乙基硼酸作为唯一碳源和硼源，实现石墨烯硼掺杂的原位生长，有别于高能粒子轰击和蚀刻等手段获得的杂原子掺杂石墨烯策略，相对缺陷更少；外部载气方式使多种杂原子同步掺杂变得简单，并与传统cvd生长工艺高度兼容。
33.5.本发明使用了一种全新的无胶转移工艺，摒除了高分子支撑膜，使转移后的石墨烯表面更加干净；金纳米离子的额外修饰，可在一定程度上降低自由电子的能量势垒，使pn结中的光生电子-空穴对更容易产生；为石墨烯器件的实际运用和类似研究提供重要的参考和借鉴。
附图说明
34.图1为实施例1制备的光电转化器件在光照和遮光条件下的光响应电压。
35.图2为实施例1制备的光电转化器件的pn结的sem图。
36.图3为实施例4制备的光电转化器件的sem图。
具体实施方式
37.实施例1
38.一种二维石墨烯基光电转化器件的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
39.s1.镍箔预处理：将厚度为10μm，长度为20cm，宽度为6cm的镍箔浸泡在0.5m的盐酸
水溶液中2min，首先使用去离子水喷洗，去除镍箔表面毛刺与突点；将清洗后的镍箔与电化学工作站的正极连接，负极与碳棒连接，置于0.2m的正磷酸电解液中，在4v电压和0.4a的电流下进行化学抛光处理8min，最后使用去离子水再次喷洗后用氮气流吹干备用；
40.s2.将预处理后的镍箔置于石墨平板表面，使用2个宽为5cm的石墨板材作为遮盖物以横向间隔5cm压在镍箔表面进行遮盖，将石墨平板-镍箔-遮盖物共同放入冷壁cvd炉内，以流量为500sccm通30min的高纯氩气进行洗机，以5℃/min的升温速率将cvd炉升温至980℃，期间使用高纯ar气作为保护气体；使用h2/ar混合气体(体积比为1:10)作为载气将气态乙基硼酸送入cvd炉腔内，流量为60sccm，反应时间为30min，反应结束后停止反应气体载入，使用ar作为保护气体，停止加热使炉子自然冷却至室温(25℃)，反应结束后获得生长有b掺杂的p型石墨烯-镍箔膜；
41.s3.将生长有b掺杂的p型石墨烯-镍箔膜表面的遮盖物取下并置于镍箔表面有b掺杂的p型石墨烯的区域后，使用石墨烯薄膜在遮盖物的边缘区域支撑遮盖物，石墨烯薄膜的厚度为50μm，遮盖物与镍箔之间的间隔小于1mm，将石墨平板-生长有b掺杂的p型石墨烯-镍箔膜-遮盖物共同放入冷壁cvd炉内，以500sccm流量的高纯氩气洗机30min，将炉内的空气排出，以5℃/min的升温速率将cvd炉升温至980℃，使用ar气作为保护气体，同时使用ar气体作为载气将气态五氯吡啶送入cvd炉腔内，流量为50sccm，同时将ph3/ar混合气体(体积比1：10)送入cvd炉腔内，流量为20sccm，反应时间为30min，反应结束后获得生长有p掺杂的n型石墨烯-镍箔膜；取下遮盖物，获得表面生长有b、p、n共掺杂石墨烯-镍箔膜，p型石墨烯区域与n型石墨烯间隔生长，p、n共掺杂区域为n型石墨烯，b掺杂区域为p型石墨烯，在p型石墨烯和n型石墨烯的交接区域形成有pn结；
42.s4.将表面生长有b、p、n共掺杂石墨烯-镍箔膜置于jec-3000fc喷金仪中，使用au靶作为靶材，上述样品与靶材距离设置为10cm，工作电流设置为10ma，时间设置为5s，抽真空后进行喷金处理，喷金位置为n型掺杂和p型掺杂的边界区域，获得au量子点修饰的b、p、n共掺杂石墨烯-镍箔膜；
43.s5.将au量子点修饰的b、p、n共掺杂石墨烯-镍箔膜进行切割得到长度为10cm，宽度为1cm，厚度为10μm的样条，确保pn结位于样条的中心位置，将样条放在1m的过硫酸钾水溶液中，此时，样条飘在溶液表面上；2min后使用陶瓷镊子夹取样条边缘将样条取出，并使用去离子水将样条背部的石墨烯膜冲洗干净，便于后续的蚀刻。将样条转移至0.5m的过硫酸钾水溶液中，蚀刻至镍箔呈半透光态立刻注入去离子水至过硫酸钾稀释至0.05m，稀释过硫酸钾水溶液并停止蚀刻。将蚀刻后的样条用丙酮、异丙醇、去离子水依次超声清洗并烘干后的硅片捞起并平铺于硅片表面，烘干，得到带有石墨烯膜的超薄金属箔，其中有石墨烯膜的一面朝上，镍箔一面与硅片表面接触。捞起过程中在过硫酸钾水溶液中不断滴加乙醇。在镍箔边缘滴注1m的过硫酸钾溶剂，将剩余镍箔溶解后，使用无尘纸从边缘位置将过硫酸钾溶剂吸附干净，然后将薄膜放置在80℃加热平台上烘干。将薄膜缓慢的浸泡在去离子水中30min，然后取出在80℃的加热平台再次烘干后获得具有镍箔轮廓的半透明薄膜，使用万能电表在薄膜两端距离为3cm处轻轻点测，测出电阻为3.45mω，表明薄膜已经完整的转移到硅片上。最后，通过掩模喷金方式，使用遮挡物将样品中间位置遮挡(pn结位置)，遮挡长度为2cm，即距离中间位置各1cm的位置建立接触电极，电极构建通过喷金镀上一次厚au层，两端的喷金层与中间的功能层需出现明显色差，喷金仪设置参数为：样品与靶材距离为4cm，
电流为40ma，时间为60s。
44.实施例2
45.一种二维石墨烯基光电转化器件的制备方法，具体实施方式同实施例1，不同之处在于，不含有s4，即将表面生长有b、p、n共掺杂石墨烯-镍箔膜直接进行清洗和蚀刻。
46.实施例3
47.一种二维石墨烯基光电转化器件的制备方法，具体实施方式同实施例1，不同之处在于，步骤s4中喷金处理的时间设置为8s。
48.实施例4
49.一种二维石墨烯基光电转化器件的制备方法，具体实施方式同实施例1，不同之处在于，使用传统的液相转移工艺，即包括如下步骤：
50.s1.具体实施方式同实施例1；
51.s2.具体实施方式同实施例1；
52.s3.具体实施方式同实施例1；
53.s4.具体实施方式同实施例1；
54.s5.将au量子点修饰的b、p、n共掺杂石墨烯-镍箔膜进行切割得到长度为10cm，宽度为1cm，厚度为10μm的样品，确保pn结位于样条的中心位置，将样条放在1m的过硫酸钾水溶液中，此时，样条飘在溶液表面上；2min后使用陶瓷镊子夹取样条边缘将样条取出，并使用去离子水将样条背部的石墨烯膜冲洗干净，便于后续的蚀刻。将样条转移至0.5m的过硫酸钾水溶液中，蚀刻至镍箔呈半透光态立刻注入去离子水，稀释过硫酸钾水溶液并停止蚀刻。
55.将蚀刻后的样条使用传统的液相转移工艺进行转印，具体包括：先在样条表面旋涂2层pmma试剂获得pmma支撑膜，所述pmma试剂由pmma母粒溶于苯甲醚溶液获得，pmma母粒及苯甲醚溶液均购于麦克林试剂网，然后在过硫酸钾水溶液中蚀刻掉镍箔基底，将薄膜转移至硅片后使用丙酮浸泡除胶。
56.实施例5
57.一种二维石墨烯基光电转化器件的制备方法，具体实施方式同实施例1，不同之处在于，整个生长过程没有使用石墨平板压盖遮挡，即包括如下步骤：
58.s1.具体实施方式同实施例1；
59.s2.将预处理后的镍箔置于石墨平板表面，将石墨平板-镍箔共同放入冷壁cvd炉内，以流量为500sccm通30min的高纯氩气进行洗机，以5℃/min的升温速率将cvd炉升温至980℃，期间使用高纯ar气作为保护气体；使用h2/ar混合气体(体积比为1:10)作为载气将气态乙基硼酸送入cvd炉腔内，流量为60sccm，反应时间为30min，反应结束后停止反应气体载入，使用ar作为保护气体，停止加热使炉子自然冷却至室温(25℃)，反应结束后获得生长有b掺杂的p型石墨烯-镍箔膜；
60.s3.将生长有b掺杂的p型石墨烯-镍箔膜放入冷壁cvd炉内，以500sccm流量的高纯氩气洗机30min，将炉内的空气排出，以5℃/min的升温速率将cvd炉升温至980℃，使用ar气作为保护气体，同时使用ar气体作为载气将气态五氯吡啶送入cvd炉腔内，流量为50sccm，同时将ph3/ar混合气体(体积比1：10)送入cvd炉腔内，流量为20sccm，反应时间为30min，反应结束后获得生长有p掺杂的n型石墨烯-镍箔膜；
61.s4.具体实施方式同实施例1；
62.s5.具体实施方式同实施例1。
63.实施例6
64.一种二维石墨烯基光电转化器件的制备方法，具体实施方式同实施例1，不同之处在于，步骤s3、s4中cvd炉内温度为940℃。
65.实施例7
66.一种二维石墨烯基光电转化器件的制备方法，具体实施方式同实施例1，不同之处在于，步骤s3中支遮盖物的石墨烯膜厚度为30μm。
67.实施例8
68.一种二维石墨烯基光电转化器件的制备方法，具体实施方式同实施例1，不同之处在于，步骤s3中支遮盖物的石墨烯膜厚度为80μm。
69.对比例1
70.一种二维石墨烯基光电转化器件的制备方法，具体实施方式同实施例1，不同之处在于，使用转移的cvd法制备的石墨烯作为光电转化器件的功能材料，在石墨烯膜两端制备电极进行相同的光电转化测试，即包括如下步骤：
71.s1.具体实施方式同实施例1；
72.s2.将预处理后的镍箔置于石墨平板表面，将石墨平板-镍箔共同放入冷壁cvd炉内，以流量为500sccm通30min的高纯氩气进行洗机，以5℃/min的升温速率将cvd炉升温至980℃，期间使用高纯ar气作为保护气体；使用h2/ar混合气体(体积比为1:10)作为载气将碳源ch4送入cvd炉腔内，流量为60sccm，反应时间为30min，反应结束后停止反应气体载入，使用ar作为保护气体，停止加热使炉子自然冷却至室温(25℃)，反应结束后获得生长有石墨烯的镍箔膜；
73.s3.具体实施方式同实施例1的s4步骤；
74.s4.将au量子点修饰的石墨烯-镍箔膜进行切割得到长度为10cm，宽度为1cm，厚度为10μm的样条，将样条进行同实施例1的s5步骤一致的转移，并以与同实施例1的s5步骤中所述方法及条件，在样条距离中间位置各1cm的位置建立接触电极。
75.对比例2
76.一种二维石墨烯基光电转化器件的制备方法，具体实施方式同实施例1，不同之处在于，步骤s4中喷金处理的时间设置为15s。
77.对比例3
78.一种二维石墨烯基光电转化器件的制备方法，具体实施方式同实施例1，不同之处在于，步骤s3中cvd炉内温度为800℃。
79.对比例4
80.一种二维石墨烯基光电转化器件的制备方法，具体实施方式同实施例1，不同之处在于，步骤s4中cvd炉内温度为1020℃。
81.对比例5
82.一种二维石墨烯基光电转化器件的制备方法，具体实施方式同实施例1，不同之处在于，步骤s3中支撑遮盖物的石墨烯膜厚度为120μm。
83.性能测试
84.将实施例和对比例所制备的光电转化器件作为样品进行下列测试：
85.光响应测试：使用氙灯模拟太阳光，光源与样品距离为10cm，使用不透光的黑纸板间断式遮挡光源，测试电化学工作站测试器件的电极两端光响应电压，详见表1。
86.表1
[0087][0088]
由表1可知，实施例1制备的石墨烯基光电转化器件具有稳定的光电转化效能；实施例2中没有金量子点修饰，光源辐照的电压显著下降，表明金量子点修饰具有增强石墨烯基光电转化器件光电转化的效应；实施例4中没有使用本发明的无胶转印，石墨烯膜破损且表面出现残胶，进而导致严重影响石墨烯器件的光电转化效能，光源辐照的电压显著下降，表明石墨烯膜的表面洁净度是影响其石墨烯光电转化器件的光电转化效能的主要因素；实施例4中使用传统的液相转移工艺，光源辐照的电压显著下降，表明无胶转移技术能够进一步增强石墨烯基光电转化器件光电转化；实施例5中没有使用石墨平板压盖遮挡，石墨烯膜没有光电转化现象，表明没有石墨烯平板压盖分段生长无法获得正常的pn结，无法实现光电响应；对比例1中使用转移的cvd法制备的石墨烯作为光电转化器件的功能材料，石墨烯膜没有光电转化现象，表明纯的石墨烯膜不具有光电转化的效果；对比例2-5中调整了相关的工艺参数，光响应电压均显著下降或无法产生光电转化现象，表明本发明所限定的相关参数有利于石墨烯基光电转化器件光电转化。

技术特征：
1.一种二维石墨烯基光电转化器件的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：s1.镍箔预处理；s2.将预处理后的镍箔置于石墨平板表面，在镍箔表面进行遮盖后，将石墨平板-镍箔-遮盖物共同放入冷壁cvd炉内，惰性气体氛围下，通入乙基硼酸，反应结束后获得生长有b掺杂的p型石墨烯-镍箔膜；s3.将生长有b掺杂的p型石墨烯-镍箔膜表面的遮盖物取下并置于镍箔表面有b掺杂的p型石墨烯的区域，将石墨平板-生长有b掺杂的p型石墨烯-镍箔膜-遮盖物共同放入冷壁cvd炉内，惰性气体氛围下，通入五氯吡啶和磷源，反应结束后获得生长有p掺杂的n型石墨烯-镍箔膜；取下遮盖物，获得表面生长有b、p、n共掺杂石墨烯-镍箔膜，p型石墨烯区域与n型石墨烯间隔生长，p、n共掺杂区域为n型石墨烯，b掺杂区域为p型石墨烯，在p型石墨烯和n型石墨烯的交接区域形成有pn结；s4.将表面生长有b、p、n共掺杂石墨烯-镍箔膜进行喷金处理，获得au量子点修饰的b、p、n共掺杂石墨烯-镍箔膜；s5.将au量子点修饰的b、p、n共掺杂石墨烯-镍箔膜进行切割得到样条，确保pn结位于样条的中心位置，将样条依次进行蚀刻、硅片转印、烘干、电极建立，得到二维石墨烯基光电转化器件。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述遮盖物为石墨板材，长度和石墨平板相同，宽度为2-6cm。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，s2中，所述冷壁cvd炉升温至900-1000℃，惰性气体氛围下，使用h2/ar混合气体作为载气将气态乙基硼酸送入cvd炉腔内。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述h2/ar混合气体的流量为20-100sccm，通入时间为10-60min。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，s3中，所述冷壁cvd炉升温至900-1000℃，惰性气体氛围下，使用ar气体作为载气将气态五氯吡啶送入cvd炉腔内，同时载入磷源，磷源以ph3/ar混合气体形式载入cvd炉腔内。6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述ar混合气体的流量为20-100sccm，ph3/ar混合气体的流量为10-50sccm，通入时间为10-60min。7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，s3中，将遮盖物取下并置于镍箔表面有b掺杂的p型石墨烯的区域后，使用石墨烯薄膜在遮盖物的边缘区域支撑遮盖物，石墨烯薄膜的厚度＜100μm，遮盖物与镍箔之间的间隔小于1mm。8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，s5中，所述蚀刻具体包括：将样条清洗干净后转移至过硫酸钾水溶液中，蚀刻至镍箔呈半透光态立刻注入去离子水，稀释过硫酸钾水溶液并停止蚀刻。9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，s5中，所述硅片转印具体包括：将蚀刻后的样条用清洗干净的硅片捞起并平铺于硅片表面，捞起过程中在过硫酸钾水溶液中不断滴加乙醇。10.一种二维石墨烯基光电转化器件，其特征在于，由权利要求1-9任一项所述的制备
方法获得。

技术总结
本发明涉及石墨烯材料技术领域，尤其涉及一种二维石墨烯基光电转化器件及其制备方法，所述制备方法包括如下步骤：S1.镍箔预处理、S2获得生长有B掺杂的P型石墨烯-镍箔膜、S3获得表面生长有B、P、N共掺杂石墨烯-镍箔膜、S4金量子点负载、S5蚀刻、硅片转印、烘干、电极建立，本发明提供的一种二维石墨烯基光电转化器件是一种超薄的二维光电转化器件，可将光能转化为电能，还能够作为微型器件的供能系统；通过CVD掺杂实现石墨烯生长阶段原位掺杂，通过掩模的方法实现在同一石墨烯膜上两种掺杂，获得N型掺杂石墨烯和P型掺杂石墨烯和超薄且稳定的二维石墨烯基PN结。维石墨烯基PN结。维石墨烯基PN结。


技术研发人员：蔡金明 陈其赞 汤小辉
受保护的技术使用者：广东墨睿科技有限公司
技术研发日：2023.06.30
技术公布日：2023/10/15