基于分子间电荷转移效应的P3HT:Y6基可近红外响应有机光电倍增探测器

作者：胡依凡; 滑羽璐; 冀婷^*; 石林林; 崔艳霞; 李国辉^*

来源：光学学报, 2023, 1-16.

• 分子间电荷转移
• 近红外
• 有机光电倍增探测器
• 双向偏压
• 界面修饰

近红外有机光电探测器在柔性电子、生物医学成像等领域具有广泛的应用前景。目前报道的可近红外响应的有机光电倍增探测器大多采用成本较高的窄带隙有机给体及受体材料，且响应波段大多在1000 nm以下。分子间电荷转移是实现有机光电探测器近红外吸收的一种低成本方法，可以有效拓宽器件的响应波段，但存在吸收低、响应弱的问题。倍增型器件可以放大微弱的光电流信号，提升器件性能。因此，本文通过在成本较低的活性层P3HT中少量引入在近红外波段有吸光能力的有机受体Y6制成倍增器件，并与P3HT之间发生分子间电荷转移，使得器件的响应波段拓展至1310 nm，在目前所报道的近红外倍增型有机光电探测器中具有明显优势。在空穴传输层与活性层之间引入原子级厚度的Al2O3，极大降低了器件的暗电流，将器件由只能反向偏压响应改善到能够正反双向偏压响应。Al2O3修饰后器件在860 nm处的外量子效率为8.0×102%，比探测率为5.6×1011 Jones。1310 nm处器件的外量子效率为80.4%，比探测率为5.13×1010 Jones。本工作可促进低成本近红外有机光电倍增探测器的发展。

• 单位
  物理学院; 太原理工大学