[发明专利]一种基于光学微腔效应的有机光电探测器及其制备方法

说明书

本发明公开了一种基于光学微腔效应的有机光电探测器及其制备方法,属于属于光电探测器件领域。所述光电探测器从下到上依次设置为：玻璃基板、半透明导电电极层、双窄带调制层、有机功能层、空穴传输层、金属电极层。所述半透明导电电极层、双窄带调制层、有机功能层、空穴传输层、金属电极层所构成的光学微腔结构能够实现对不同波段的双窄带响应，从而具有有双波段窄带探测能力。本发明有效地解决了有机光电探测器的半波峰宽大，在近红外波段探测性能不佳且只具有单一波段探测能力的问题。

技术领域

本发明涉及光电探测器件技术领域，尤其涉及一种基于光学微腔效应的有机光电探测器及其制备方法。

背景技术

由于有机光伏器件与无机光伏器件相比有着制作工艺简单，成本低，可大面积制作在不同的衬底上等特点，加之有机光伏器件迅猛的发展，已广泛应用于有机太阳能电池和有机光探测器等领域。有机光电探测器具有易于集成等特点，在众多消费类电子产品，卫生保健，资源探测，环境保护等方面有着广泛的应用。为了满足实际应用的要求，有机光电探测器应该具有较高的探测率和较窄的光谱响应范围以实现较为精准的探测。

传统的有机光电探测器由于长波段激子较难分离，因此器件在近红外波段的外量子效率较低，进而导致探测率也较低。因此，如何在实现较为精准探测的同时具有双波段窄带探测成为了有机光电探测器研究的重点和难点。

发明内容

本发明采用的技术方案如下：

一种基于光学微腔效应的有机光电探测器，包括自下而上依次设置的玻璃基板、半透明导电电极层、双窄带调制层、有机功能层、空穴传输层、金属电极层。

优选地，所述半透明导电电极层的原料组成为氧化铟锡(ITO)、金、银、铝电极、银纳米线和导电高分子薄膜中的任意一种，且其厚度为2～30nm。

优选地，所述双窄带调制层的原料组成为PEIE、PC₆₁BM、TiO₂和ZnO中的任意一种和苯并噻唑菁染料(3-(2-(((1l2-二碘烷基)氧基)乙基)-2-((E)-2-((E)-3-((Z)-2-(3-(2-羟乙基)苯并[d]]噻唑-2(3H)-亚烷基)亚乙基)-2-(碘-1-2-甲基)环己-1-烯-1-基)乙烯基)苯并[d]噻唑-3-鎓)的混合物。其中近红外光吸收剂对特定波段的光线具有选择性吸收作用，可实现对特定波长光线的有效利用或防护，并且不受入射光角度的影响。

优选地，所述有机功能层为有机给受体材料体异质结PBTTT:PCBM,TPDP:C60,P3HT:PCBM,C60:CuPc厚度为100nm-200nm，其能带差为1.1-1.2eV。

优选地，所述空穴传输层的原料组成为MnO₃、PEDOT:PSS、CuSCN、CuI和NiO_m(m＝2或4)中的任意一种。

优选地，所述金属电极层的原料组成为金、银、铝电极、银纳米线和导电高分子薄膜的任意一种，且其厚度为50～150nm。

一种基于光学微腔效应的有机光电探测器的制备方法，包括以下步骤：

步骤1：对玻璃基板进行清洗，吹干。

步骤1：在高真空环境下，玻璃基板上蒸镀一层透明导电电极层；

步骤2：将电子传输材料和近红外吸收剂混合物旋涂在在透明导电电极层上，旋涂转速为4000rpm，旋涂时间为20s，然后进行退火处理，退火温度为150℃，退火时间为15min，制得双窄带调制层；

步骤3：将有机给受体溶液溶液旋涂于双窄带调制层上，然后进行退火处理退火温度为110℃，退火时间为60min，制得有机功能层；

步骤4：在高真空环境下，在有机功能层上蒸镀空穴传输层的原料，制得空穴传输层；