基于氧化物半导体的透明紫外探测器，可实时监测穿戴式皮肤防晒

紫外线A（UVA）辐射能深层穿透皮肤，长期暴露会产生活性氧，导致氧化应激，加速皮肤老化甚至增加癌症风险，因此实时监测UVA暴露对预防皮肤损伤至关重要。有效的UV监测需要传感器具备快速响应、长期稳定和低功耗等特性，而传统UV光电二极管常用不透明金属电极，即使活性层透明，整体器件透明度也大幅降低，限制了其在可穿戴设备等场景的应用。

本研究开发了一种基于全透明氧化物半导体的p-n结光电二极管，旨在实现高可见光透射率和对UVA（340-350 nm）的选择性检测。该器件结构以ITO为阳极，依次沉积CoOx和HfOx作为p型半导体层，SnO2和ZnO作为n型半导体层，顶部采用ITO作为透明阴极（为对比，也制备了铝阴极器件）。所有功能层通过溶液法制备，多层结构清晰，最终器件在可见光范围（380-780 nm）的平均透射率约75%，肉眼几乎不可见。

性能测试显示，该透明光电探测器在340-350 nm（UVA中段）波长下表现出优异的光电性能：响应度达80.1 mA/W，比探测率为2.55×10¹¹ Jones，外量子效率29.3%，噪声等效功率9.86×10⁻¹³ W·Hz⁻¹/²，信噪比74.5。与传统铝阴极器件相比，透明ITO阴极器件性能相当，且透明度显著提升，优于以往报道的全透明氧化物基p-n结光电探测器。时间响应测试表明，其上升时间约80-100 ms，下降时间约110 ms，光电流随光照强度呈良好线性关系（指数α=0.909），电荷分离与传输效率高。

为验证实际应用价值，研究团队将该探测器集成到可穿戴UV健康监测系统中。该系统通过运算放大器放大电信号，经蓝牙模块无线传输至智能手机APP，可实时显示UV强度。在阳光下测试显示，器件能准确检测自然UVA辐射，且透明特性减少视觉干扰，适合皮肤佩戴。进一步研究表明，该系统可累计UV暴露剂量，当达到皮肤最小红斑剂量（MED）的80%时发出预警，为户外UV防护和健康管理提供实用工具。