本发明属于压电子技术领域,公开了一种光电探测器及其制备方法和应用。所述光电探测器依次包括衬底、聚酰亚胺层、二碲化钼单层和聚(偏氟乙烯-三氟乙烯)层,在所述二碲化钼单层的边缘制作源电极和漏电极,在聚(偏氟乙烯-三氟乙烯)层上制作栅极电极制得。本发明利用了有机铁电材料薄层和二维半导体材料之间光电性质的互补,极大地拓宽了光电探测器的响应范围,在响应速度、电流增益和探测灵敏度上有很大优势,能够在室温条件下工作。