一种含非富勒烯受体的近红外光谱响应聚合物光探测器件.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111682110A(43)申请公布日2020.09.18(21)申请号202010402890.4(22)申请日2020.05.13(71)申请人华南理工大学地址510640广东省广州市天河区五山路381号(72)发明人陈军武陈文鑫(74)专利代理机构广州粤高专利商标代理有限公司44102代理人何淑珍江裕强(51)Int.Cl.H01L51/42(2006.01)H01L51/46(2006.01)权利要求书2页说明书8页附图5页(54)发明名称一种含非富勒烯受体的近红外光谱响应聚合物光探测器件(57)摘要本发明公开了一种含非富勒烯受体的近红外光谱响应聚合物光探测器件。该器件由衬底、底电极、底电极修饰层、有机光活性层、顶电极修饰层及顶电极构成。有机光活性层是由高空穴迁移率共轭聚合物Si25和非富勒烯受体小分子IEICO-4F共混形成的本体异质结薄膜。基于两种材料良好的吸收光谱互补，器件对300-1020nm光谱范围表现出响应特征。通过增加光活性层厚度，器件在反向偏压下的暗电流密度低至4.4×10-9Acm-2。对于波长为940nm的近红外入射光，该器件在反向偏压下的探测率可达到1.0×1013cmHz1/2W-1，并且在超过6个数量级的光功率范围，光电流密度与光强保持良好的线性关系。CN111682110ACN111682110A权利要求书1/2页1.一种含非富勒烯受体的近红外光谱响应聚合物光探测器件，其特征在于，从下往上包括衬底、底电极、底电极修饰层、有机光活性层、顶电极修饰层及顶电极；各层结构紧密堆叠；所述有机光活性层是由共轭聚合物Si25和非富勒烯受体小分子IEICO-4F共混形成的本体异质结薄膜。2.根据权利要求1所述的含非富勒烯受体的近红外光谱响应聚合物光探测器件，其特征在于，所述共轭聚合物Si25的结构式如下所示：；其中n为整数，n的取值范围为10-300。3.根据权利要求1所述的含非富勒烯受体的近红外光谱响应聚合物光探测器件，其特征在于，所述非富勒烯受体小分子IEICO-4F的结构式如下所示：4.根据权利要求1所述的含非富勒烯受体的近红外光谱响应聚合物光探测器件，其特征在于，所述共轭聚合物Si25与非富勒烯受体小分子IEICO-4F的质量比为1:0.5至1:3。5.根据权利要求1所述的含非富勒烯受体的近红外光谱响应聚合物光探测器件，其特征在于，所述有机光活性层的厚度为150-800nm；所述有机光活性层通过旋涂法构筑而成。6.根据权利要求1所述的含非富勒烯受体的近红外光谱响应聚合物光探测器件，其特征在于，所述衬底为玻璃、PET薄膜或聚酰亚胺薄膜中的一种；所述底电极为氧化铟锡。7.根据权利要求1所述的含非富勒烯受体的近红外光谱响应聚合物光探测器件，其特征在于，所述顶电极为不透光的铝、银及金中的一种；所述顶电极的厚度为60-130nm。8.根据权利要求1所述的含非富勒烯受体的近红外光谱响应聚合物光探测器件，其特征在于，该器件由衬底、阳极底电极、阳极底电极修饰层、有机光活性层、阴极顶电极修饰层及阴极金属顶电极从下至上堆叠而成，此为正装器件结构；所述阳极底电极修饰层为聚(3,4-乙撑二氧噻吩)混合聚苯乙烯磺酸盐薄膜，阳极底电极修饰层的厚度为20-60nm；所述阴极顶电极修饰层为水醇溶性聚合物材料溴代[9,9-二辛基芴-9,9-双(N,N-二甲基胺丙基)芴]，阴极顶电极修饰层的厚度为3-15nm。9.根据权利要求1所述的含非富勒烯受体的近红外光谱响应聚合物光探测器件，其特征在于，该器件由衬底、阴极底电极、阴极底电极修饰层、有机光活性层、阳极顶电极修饰2CN111682110A权利要求书2/2页层、阳极金属顶电极从下至上堆叠，此为倒装结构器件；所述阴极底电极修饰层为金属氧化物氧化锌或水醇溶性聚合物材料溴代[9,9-二辛基芴-9,9-双(N,N-二甲基胺丙基)芴]中的至少一种；氧化锌的厚度为10-50nm，溴代[9,9-二辛基芴-9,9-双(N,N-二甲基胺丙基)芴]厚度为3-15nm；所述阳极顶电极修饰层为金属氧化物三氧化钼，阳极顶电极修饰层的厚度为3-20nm。10.根据权利要求7-9任一项所述的含非富勒烯受体的近红外光谱响应聚合物光探测器件，其特征在于，所述聚(3,4-乙撑二氧噻吩)混合聚苯乙烯磺酸盐薄膜、溴代[9,9-二辛基芴-9,9-双(N,N-二甲基胺丙基)芴]薄膜、氧化锌薄膜均通过旋涂法构筑；所述三氧化钼和铝电极通过真空热沉积法构筑。3CN111682110A说明书1/8页一种含非富勒烯受体的近红外光谱响应聚合物光探测器件技术领域[0001]本发明属于有机光电材料和器件领域，具体涉及一种含非富勒烯受体的近红外光谱响应聚合物光探测器件。