基于双给体三元体异质结的高性能倍增型有机光电探测器

作     者：李尧 王奋强 王爱玲 蓝俊 刘虎 刘良朋 张鹏杰 吴回州 牛瑞霞 张栩莹 LI Yao;WANG Fenqiang;WANG Ailing;LAN Jun;LIU Hu;LIU Liangpeng;ZHANG Pengjie;WU Huizhou;NIU Ruixia;ZHANG Xuying

作者机构：兰州交通大学电子与信息工程学院兰州730070 

出 版 物：《光子学报》 (Acta Photonica Sinica)

年 卷 期：2024年第53卷第3期

页      面：251-261页

核心收录：

学科分类：080903[工学-微电子学与固体电子学] 07[理学] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 070205[理学-凝聚态物理] 08[工学] 080501[工学-材料物理与化学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0702[理学-物理学] 

基　　金：国家自然科学基金(Nos.61905102 62264008) 

主　　题：倍增型有机光电探测器 三元体异质结 溶液法 近红外 激子解离 

摘      要：为了拓展光谱响应范围至近红外,采用双给体单受体的三元体异质结策略,基于溶液法制备了以ITO/PEDOT∶PSS/活性层/Al为基本结构的倍增型有机光电探测器,活性层由P3HT∶PTB7-Th∶IEICO-4F(100-x∶x∶1,wt/wt/wt)组成,研究了不同质量比的PTB7-Th对器件光电特性的影响。优化后的三元倍增型有机光电探测器以P3HT∶PTB7-Th∶IEICO-4F(60∶40∶1,wt/wt/wt)为活性层,在-15 V偏压下,在450、520、655和850 nm处的外量子效率分别为2 666.40%、1 752.11%、1 894.26%和938.22%,响应度分别为965.80、733.35、998.68和641.91 A/W,比探测率均超过10^(13)Jones,在850 nm处的响应度与比探测率分别是相同条件下二元器件P3HT∶IEICO-4F(100∶1,wt/wt)的2.23倍和7.08倍。结果表明,在二元体系P3HT∶IEICO-4F中掺入适量的PTB7-Th,不仅能拓展光谱响应范围至近红外,还能改变活性层中激子解离界面、电子陷阱类型和空穴注入势垒高度,优化器件的电学性能。