用于自供电气体监测的柔性宽带光热电探测器

《Advanced Optical Materials》：Flexible Broadband Photothermoelectric Detector for Self-Powered Gas Monitoring

自供电超宽带光电探测器基于Bi2Te3薄膜及非对称电极结构，实现0.405-10.37 μm宽光谱响应和1.39×10^8 Jones检测灵敏度，可集成自供电气体传感系统检测CO2（LOD≈100 ppm）。

　　

摘要

基于光热电（PTE）效应的自供电超宽带光电探测器在多种应用中具有巨大潜力，包括夜视、环境监测和气体检测。然而，现有的PTE材料主要采用二维或块状材料，其在柔性应用和大面积阵列集成方面存在局限性。本文展示了一种由大面积碲化铋（Bi₂Te₃）薄膜制成的柔性PTE光电探测器，并结合了非对称电极结构。非对称电极配置产生的温度梯度促进了载流子扩散，从而在全局光照条件下通过PTE效应产生了光电压。该器件在室温下对0.405至10.37 μm的光谱范围表现出宽带光响应，在10.37 μm处的灵敏度达到1.39 × 10⁸ Jones。此外，该光电探测器被集成到气体检测系统中，在不使用外部电路的情况下，其对CO₂的检测限（LOD）约为100 ppm。这项工作为开发具有集成多功能性的柔性、与CMOS兼容且成本效益高的光学气体传感器奠定了基础。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。