[发明专利]双向偏压响应的有机光电倍增探测器及其制备方法

说明书

本发明属于有机光电倍增探测器制作领域，公开了一种双向偏压响应的有机光电倍增探测器及其制备方法。包括依次设置的阳极层、阳极修饰层、界面修饰层、活性层和阴极层（5），所述界面修饰层为三氧化二铝。所述阳极层材质为氧化铟锡层，阳极修饰层材质为聚(3,4‑乙烯二氧噻吩)‑聚苯乙烯磺酸，即PEDOT:PSS，活性层材质为聚3‑己基噻吩:苯基‑C₇₀‑丁酸甲酯，即P3HT:PC₇₀BM，阴极层材质为铝、银或者金层。本发明克服了传统器件插入较厚界面修饰层或阳极修饰层实现双向偏压响应的缺点，实现了可双向偏压响应的有机光电倍增探测器，并且具有较高的外量子效率EQE、响应率R，扩大了器件的应用范围。有潜在的应用价值。

技术领域

本发明属于有机光电倍增探测器制作领域，具体是一种双向偏压响应的有机光电倍增探测器及其制备方法。

背景技术

陷阱辅助的载流子隧穿有机光电倍增探测器因质量轻、可溶液制备、柔性、环境友好、成本低、取材广泛及高的灵敏度等诸多优点而备受关注。在有机光电倍增探测器的研究中，PEDOT:PSS因其优良的空穴传输特性被广泛应用于阳极修饰层，但基于PEDOT:PSS阳极修饰层的有机光电倍增探测器只能在单向偏压下工作，无法实现在双向偏压下的响应，这在一定程度限制了其在某些特定场景的应用。因此，探寻一种可实现双向偏压响应的有机光电倍增探测器是当前最为紧要的任务。诸多研究表明利用聚芴类阳极修饰层代替PEDOT:PSS或者在PEDOT:PSS与活性层之间插入数十纳米厚的界面修饰层可以实现双向偏压响应，但会导致器件外量子效率EQE以及响应率R的降低。

为了实现双向偏压响应且高性能的有机光电倍增探测器，我们在PEDOT:PSS与活性层之间插入超薄0.8± 0.02 nm厚的Al₂O₃界面修饰层，利用活性层中电子陷阱辅助外电路空穴大量隧穿注入功能，器件在实现双向偏压响应的同时，保持很高的外量子效率EQE和响应率R，实现了一种基于超薄三氧化二铝界面修饰双向偏压响应的高性能有机光电倍增探测器。

发明内容

本发明克服现有技术存在的不足，所要解决的技术问题为：提供一种双向偏压响应的有机光电倍增探测器及其制备方法，以实现双向偏压响应的同时，保持高的外量子效率EQE和响应率R。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种双向偏压响应的有机光电倍增探测器，包括依次设置的阳极层、阳极修饰层、界面修饰层、活性层和阴极层，所述界面修饰层为三氧化二铝。

所述的一种双向偏压响应的有机光电倍增探测器，所述阳极层材质为氧化铟锡层，阳极修饰层材质为聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸，即PEDOT:PSS，活性层材质为聚3 -己基噻吩:苯基-C₇₀-丁酸甲酯，即P3HT:PC₇₀BM，阴极层材质为铝、银或者金层。

所述阳极修饰层厚度为25 ± 0.2 nm，活性层厚度为270± 0.2nm，阴极层厚度为100± 20 nm。

所述界面修饰层厚度为0.8± 0.02 nm。

本发明还提供了所述的一种双向偏压响应的有机光电倍增探测器的制备方法，包括以下步骤：

S1、活性层溶液配制；

S2、把ITO导电玻璃片清洗干净并用等离子清洗机进一步处理后，作为阳极层，在阳极层上旋涂PEDOT:PSS层作为阳极修饰层；

S3、在阳极修饰层上原子层沉积三氧化二铝作为界面修饰层；

S4、在界面修饰层上旋涂P3HT:PC₇₀BM层作为活性层；

S5、在活性层上热蒸镀厚度为铝、银或金作为阴极层。

所述步骤S1中，活性层溶液配制的方法为：