[發明專利]一種雙注入倍增型有機光電探測器及其制備方法

有效

• 申請號: 202010614343.2
• 申請日: 2020-06-30
• 公開（公告）號: CN111883664B
• 公開（公告）日: 2022-09-23
• 發明（設計）人: 安濤;張俊
• 申請（專利權）人: 西安理工大學
• 主分類號: H01L51/46
• 分類號: H01L51/46;H01L51/42;H01L51/44;H01L51/48
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 王丹

本發明公開了一種雙注入倍增型有機光電探測器及其制備方法，包括玻璃基片，玻璃基片表面上鍍有ITO電極層，ITO電極層由下而上依次涂覆有陽極緩沖層、活性層、Al電極層；陽極緩沖層的材料為C₆₀，活性層的材料為P3HT、PC₆₁BM及C₇₀的混合物，P3HT、PC₆₁BM及C₇₀形成體異質結。在器件中添加C₆₀作為空穴阻擋層，同時在活性層采用摻入少量C₇₀材料作為電子陷阱，增加空穴的隧穿注入，提高外量子效率，降低光電流，提高探測器光電性能；工作電壓小，在?1V的小偏壓下即可工作；本發明的雙注入倍增型有機光電探測器的制備方法，操作簡單，易于實現。

技術領域

本發明屬于有機半導體技術領域，涉及一種雙注入倍增型有機光電探測器，還涉及上述有機光電探測器的制備方法。

背景技術

隨著有機半導體材料的發展，由于其量子效率高、制備工藝簡單、易于加工成大面積、污染小、成本低等優點，可廣泛應用于光電探測器。而對于光電探測器等光電轉換器件，制備具有良好光電特性的活性層是關鍵技術之一。

常規結構的光電探測器雖具有較低的工作電壓和電流噪聲，然而，由于外量子效率小于100％，響應度也不會太高，因此，通過增強有機光電探測器(OPDs)的光響應度來提高比探測率至關重要，近幾年已有多篇文獻報道通過陷阱輔助載流子隧穿注入實現光電倍增(PM)，目前已報道的有機光電探測器的最大比探率約為10¹⁴Jones，已報道的幾種光電倍增型探測器盡管EQE有了較大的突破，但仍然存在著工作電壓過高(-19V)、暗電流較大(10^-7A)、結構復雜等問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種雙注入倍增型有機光電探測器，解決了現有技術中存在的暗電流過低的問題。

本發明所采用的技術方案是，一種雙注入倍增型有機光電探測器，包括玻璃基片，玻璃基片表面上鍍有ITO電極層，ITO電極層由下而上依次涂覆有陽極緩沖層、活性層、Al電極層；

陽極緩沖層的材料為C₆₀，活性層的材料為P3HT、PC₆₁BM及C₇₀的混合物，P3HT、PC₆₁BM及C₇₀形成體異質結。

本發明的特點還在于：

P3HT、PC₆₁BM及C₇₀的質量比為10：10：0.3。

陽極緩沖層的厚度為10nm～20nm，活性層厚度為150nm～200nm，Al電極層的厚度為75nm～100nm。

本發明的另一目的是提供一種雙注入倍增型有機光電探測器的制備方法。

本發明所采用的另一技術方案是，一種雙注入倍增型有機光電探測器的制備方法，包括以下步驟：

步驟1、先在玻璃基片上鍍ITO電極層，再對玻璃基片進行清潔處理；

步驟2、在經步驟1處理后的玻璃基片上蒸鍍C₆₀，形成陽極緩沖層；

步驟3、先將P3HT、PC₆₁BM、C₇₀溶于二氯苯中形成混合溶液，將混合溶液旋涂在陽極緩沖層表面上，形成活性層；

步驟4、將經步驟3所得到的玻璃基片放入真空蒸鍍機中蒸鍍Al電極層；

步驟5、對經步驟4所得的玻璃基片依次進行加熱、降溫，得到有機光電探測器。