[發明專利]基于雙電子陷阱輔助的有機光電倍增探測器及其制備方法

有效

• 申請號: 202110377085.5
• 申請日: 2021-04-08
• 公開（公告）號: CN113054111B
• 公開（公告）日: 2022-07-12
• 發明（設計）人: 石林林;崔艷霞;李國輝;張葉;王文艷;馮琳;郝玉英
• 申請（專利權）人: 太原理工大學
• 主分類號: H01L51/42
• 分類號: H01L51/42;H01L51/46;H01L51/48
• 代理公司: 太原晉科知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 14110
• 代理人: 趙江艷

本發明屬于有機光電倍增探測器技術領域，公開了一種基于雙電子陷阱輔助的有機光電倍增探測器及其制備方法，探測器包括依次設置的陽極層、陽極修飾層、活性層和陰極層，其中，活性層為材料為摻雜ZnO納米顆粒的聚3?己基噻吩:苯基?C₇₀?丁酸甲酯材料，即P3HT:PC₇₀BM:ZnO NPs。本發明將可作為電子陷阱的無機ZnO納米顆粒摻入含有電子受體有機光電倍增探測器的活性層溶液中，組成雙電子陷阱，在增加電子陷阱的同時，巧妙的克服了摻入無機ZnO納米顆粒溶液與原有P3HT:PC₇₀BM溶液不互溶的缺點，實現了雙電子陷阱輔助的高性能有機光電倍增探測器，提升了器件的性能。

技術領域

本發明屬于有機光電倍增探測器技術領域，具體涉及一種基于雙電子陷阱輔助的有機光電倍增探測器及其制備方法。

背景技術

有機光電倍增探測器近年來得到廣泛關注。基于陷阱輔助的載流子從外電路隧穿注入，可以實現有機光電倍增探測器的外量子效率遠大于100%。但是，目前在有機光電倍增探測器的研究中，活性層均采用單一陷阱，這在一定程度上限制了陷阱俘獲光生載流子的數量，影響相反載流子從外電路的注入量。有研究表明活性層中利用少量的單一受體PC₇₀BM作為單一電子陷阱，或摻雜一定量的無機ZnO 納米顆粒 (ZnOnanoparticles, ZnONPs) 作為單一電子陷阱可實現光電倍增效應，但在實際研究中發現，上述單一的陷阱類型由于其可產生陷阱數量有限，制約了器件性能的進一步提升。

因此，探尋一種新的活性層應用于有機光電倍增探測器中，增強載流子從外電路的注入，提升有機光電倍增探測器的性能是本領域當前最為緊要的任務。

發明內容

本發明克服現有技術存在的不足，所要解決的技術問題為：提供一種基于雙電子陷阱輔助的有機光電倍增探測器及其制備方法，以進一步提高有機光電倍增探測器的外量子效率EQE和響應率R。

為了解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為：一種基于雙電子陷阱輔助的有機光電倍增探測器，包括依次設置的陽極層、陽極修飾層、活性層和陰極層，活性層為材料為摻雜ZnO納米顆粒的聚3 -己基噻吩:苯基-C₇₀-丁酸甲酯材料，即P3HT:PC₇₀BM:ZnONPs。

活性層的質量比為：聚3-己基噻吩：苯基-C₇₀-丁酸甲酯材料：ZnO納米顆粒=100:1:1~20。

活性層的質量比為：聚3-己基噻吩：苯基-C₇₀-丁酸甲酯材料：ZnO納米顆粒=100:1:10~20。

所述陽極層為制備在玻璃襯底上的ITO透明電極，陽極修飾層為PEDOT:PSS層，陰極層為鋁、銀或者金膜。

所述活性層的厚度為270 ± 5nm，陽極修飾層的厚度為25±0.2 nm，陰極層的厚度為100 ± 20 nm。

本發明還提供了一種基于雙電子陷阱輔助的有機光電倍增探測器的制備方法，包括以下幾個步驟：

S1、對ITO導電玻璃片進行清洗；

S2、陽極修飾層旋涂：取陽極修飾層溶液滴加在清洗后的ITO導電玻璃片表面，在ITO導電玻璃片表面旋涂陽極修飾層；

S3、活性層的旋涂：在陽極修飾層表面旋涂活性層；

S4、通過蒸鍍法制備陰極層。

所述活性層溶液的制備方法為：