[發(fā)明專利]一種基于電荷轉(zhuǎn)移復(fù)合物的新型有機(jī)近紅外光電探測器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710587303.1
• 申請(qǐng)日: 2017-07-18
• 公開（公告）號(hào): CN107331776B
• 公開（公告）日: 2019-12-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳雙紅;楊俊杰;吳家尊;毛盛;魏雄邦;陳志
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 電子科技大學(xué)
• 主分類號(hào): H01L51/42
• 分類號(hào): H01L51/42;H01L51/46;H01L51/48
• 代理公司: 51230 成都弘毅天承知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 徐金瓊;劉東<國際申請(qǐng)>=<國際公布>=

本發(fā)明涉及有機(jī)光電探測器領(lǐng)域，特別涉及一種基于電荷轉(zhuǎn)移復(fù)合物的新型有機(jī)近紅外光電探測器，即利用兩種材料或者多種材料形成的電荷轉(zhuǎn)移復(fù)合物在近紅外區(qū)域強(qiáng)的吸收制備近紅外光電探測器，該結(jié)構(gòu)從下到上依次包括襯底陽極、空穴傳輸層、近紅外吸收有源層、電子傳輸層、陰極；所述近紅外吸收有源層由兩種或兩種以上易產(chǎn)生電荷轉(zhuǎn)移復(fù)合物的材料構(gòu)成。本發(fā)明采用旋涂法制備有機(jī)活性層，工藝簡單，材料無毒，成本低，可實(shí)現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及有機(jī)光電探測器領(lǐng)域，特別涉及一種基于電荷轉(zhuǎn)移復(fù)合物的新型有機(jī)近紅外光電探測器。

背景技術(shù)

有機(jī)近紅外光電探測器在紅外探測、生物探測、成像、光通訊等領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景。目前的有機(jī)近紅外光電探測器的研究多偏向于開發(fā)研制具有遷移率高、穩(wěn)定性好、近紅外吸收效率高的新型有機(jī)近紅外材料，如過渡金屬配合物，以菁系染料為代表的有機(jī)近紅外離子染料，具有窄帶寬和高摩爾吸光系數(shù)的給體-受體型窄帶隙化合物等等。

然而新材料的研制過程漫長且失敗率極高，合成好的新材料大多又出現(xiàn)難提純、穩(wěn)定性低等問題，有的化合物還具有一定的毒性，從而限制了其在器件上的應(yīng)用及擴(kuò)展。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)目前有機(jī)近紅外材料稀缺和制備困難，導(dǎo)致的有機(jī)近紅外探測器工藝復(fù)雜、材料有毒、成本高、效率低、無法大規(guī)模生產(chǎn)的問題，提供一種基于電荷轉(zhuǎn)移復(fù)合物的新型有機(jī)近紅外光電探測器，即利用現(xiàn)有的兩種或多種有機(jī)材料形成的電荷轉(zhuǎn)移復(fù)合物的近紅外吸收設(shè)計(jì)新型的有機(jī)近紅外光電探測器。

為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供了以下技術(shù)方案：

一種基于電荷轉(zhuǎn)移復(fù)合物的新型有機(jī)近紅外光電探測器，從下到上依次包括襯底陽極、空穴傳輸層、近紅外吸收有源層、電子傳輸層、陰極；所述近紅外吸收有源層由兩種或兩種以上易產(chǎn)生電荷轉(zhuǎn)移而形成電荷轉(zhuǎn)移復(fù)合物的材料構(gòu)成。

優(yōu)選的，所述近紅外吸收有源層為體異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)或者混合平面體異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)，該層使用旋涂法或真空蒸發(fā)鍍膜制備。

優(yōu)選的，所述襯底陽極為ITO玻璃層，所述ITO玻璃層作為透光面，其對(duì)近紅外光的透射波長范圍廣，且透過率高。

優(yōu)選的，所述空穴傳輸層由具有高空穴遷移率并且具有較高HOMO能級(jí)的材料構(gòu)成，能夠有效地起到空穴傳輸以及電子阻擋的作用，如PEDOT:PSS、MoO₃；

進(jìn)一步，所述空穴傳輸層傳輸空穴的同時(shí)阻擋電子，符合要求的材料均可使用，比如NiO_x、PVK等。

優(yōu)選的，所述電子傳輸層由具有高電子遷移率的材料構(gòu)成，能夠有效地傳輸電子以及阻擋空穴，如C₆₀、PC₆₁BM。

進(jìn)一步，所述電子傳輸層傳輸電子的同時(shí)阻擋空穴，符合要求的材料均可使用，比如Bphen、BAlq、ZnO、SnO₂等。

優(yōu)選的，所述近紅外吸收有源層的材料為PVK:DCJTB或者PVK:DCJTB:C₆₀。

進(jìn)一步，所述近紅外吸收有源層，具有電荷轉(zhuǎn)移復(fù)合物吸收的材料均可使用，不同材料同時(shí)可以調(diào)節(jié)器件的響應(yīng)光譜。

優(yōu)選的，所述陰極為金屬電極，金屬電極為鋁、銀、鎂銀合金、金等，金屬電極采用真空蒸發(fā)鍍膜、電子束蒸發(fā)或磁控濺射等方法制備。

優(yōu)選的，所述空穴傳輸層的厚度為10-40nm。

優(yōu)選的，所述近紅外吸收有源層的厚度為30-120nm。

優(yōu)選的，所述電子傳輸層的厚度為20-50nm。

優(yōu)選的，所述陰極的厚度為80-150nm。