[发明专利]一种用于宽光谱的有机光电探测器及其制备方法

说明书

本发明公开的一种用于宽光谱的有机光电探测器，包括玻璃基片，玻璃基片上表面镀有ITO(氧化铟锡)电极层，ITO电极层表面由下而上依次涂覆有阳极缓冲层、活性层、阴极缓冲层及Al电极层。阳极缓冲层和阴极缓冲层对活性层进行修饰，能够增强空穴或电子的收集，从而提高光生电流，并且阻挡电子或空穴减小暗电流，提高探测器的比探测率，同时也能避免活性层中SWCNT造成较高的漏电流。

技术领域

本发明属于光电探测装置技术领域，涉及一种用于宽光谱的有机光电探测器，本发明还涉及该用于宽光谱的有机光电探测器的制备方法。

背景技术

光电探测器是将光信号转换成电信号的器件，在军事和国民经济各个领域有着广泛的用途。目前，商业化的光电器件主要采用无机材料，但它们的生产成本高昂，加工工艺复杂，不利于大规模生产。相比之下，有机半导体材料则具有加工性能优异、成本低廉、可大面积制作等优点，但电子迁移率低，稳定性差。单纯的有机或无机的半导体材料虽然有各自的优点，但都存在其自身的不足，从而限制了它们的应用范围。有机/无机半导体异质结正是顺应这样的发展需求，充分利用有机组分优异的加工性能和无机组分高效的载流子迁移能力的优点，通过复合还可以产生一些新的优良性能。

现有的有机光电探测器和太阳能电池等光电转换器件的活性层大多数光谱响应范围窄，部分响应范围宽的有机光电探测器结构比较复杂，制备工艺要求高，光电特性差。

发明内容

本发明的目的是提供本发明一种用于宽光谱的有机光电探测器，能扩大有机光电探测器的光谱响应范围。

本发明的另一目的是提供上述用于宽光谱的有机光电探测器的制备方法，解决了现有制备方法存在工艺复杂的问题。

本发明所采用的技术方案是，一种用于宽光谱的有机光电探测器，包括玻璃基片，玻璃基片上表面镀有ITO(氧化铟锡)电极层，ITO电极层表面由下而上依次涂覆有阳极缓冲层、活性层、阴极缓冲层及Al电极层；

阳极缓冲层的材料为PEDOT(聚3,4-亚乙二氧基噻吩)和PSS(聚苯乙烯磺酸)的混合物，活性层(4)的材料为混合物PBDTTT-F((4,8-双-(2-乙基己氧基)-苯并[1.2-b:4,5-b]二噻吩)-(4-氟代噻并[3,4-b]噻吩)):P3HT(聚-3己基噻吩):PC₆₁BM([6,6]-苯基-碳61-丁酸甲酯):SWCNT(羧基化单壁碳纳米管)，阴极缓冲层的材料为LiF(氟化锂)。

本发明的特点还在于，

阳极缓冲层的厚度为30nm～50nm，活性层的厚度为150nm～200nm，阴极缓冲层的厚度为0.8nm～1.5nm，Al电极层的厚度为80nm～100nm。

活性层中：电子给体材料为PBDTTT-F，电子受体材料为PC₆₁BM，PBDTTT-F:P3HT:PC₆₁BM:SWCNT的质量比为12:8:3:0～12:8:3:2。

本发明所采用的另一技术方案是，一种用于宽光谱的有机光电探测器的制备方法，包括以下步骤：

步骤1、先在玻璃基片上镀ITO电极层，再采用湿法清洗镀有ITO电极层的玻璃基片，然后用纯氮气吹干或红外烘干；

步骤2：将经步骤1处理后的玻璃基片用紫外臭氧光清洗后，将其置于在氮气手套箱中，通过匀胶机在ITO电极层表面旋涂PEDOT:PSS混合物，旋涂完毕后将玻璃基片放在90℃～120℃的样品加热台上退火10min～15min，形成阳极缓冲层；

步骤3：先将PBDTTT-F、P3HT和PC₆₁BM溶于氯苯中形成混合溶液，然后使混合溶液包裹在SWCNT表面形成混合物，最后将混合物旋涂在阳极缓冲层上，旋涂完毕后将玻璃基片放在90℃～120℃的样品加热台上退火10min～15min，形成活性层；