一種對(duì)紫外/可見/紅外響應(yīng)的寬光譜有機(jī)探測器件的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種對(duì)紫外/可見/紅外光響應(yīng)的寬光譜有機(jī)探測器件，屬于有機(jī)光探測器的材料和器件領(lǐng)域。該器件由透明襯底，導(dǎo)電陽極，陽極緩沖層，光敏感層，陰極緩沖層，金屬陰極構(gòu)成。其中，光敏感層由吸收波段在300?400nm的紫外光敏感材料，吸收波段在400?700nm的可見光敏感材料和吸收波段在700?1000nm的紅外光敏感材料混合而成，三種材料的吸收光譜互補(bǔ)，且混合質(zhì)量百分比分別為30％～35％，40％～45％和20％～30％。本發(fā)明提及的一種對(duì)紫外?可見?紅外響應(yīng)的寬光譜有機(jī)探測器件對(duì)300?1000nm波段的光敏感，實(shí)現(xiàn)了寬波段光的探測，在科學(xué)、工業(yè)和日常生活等領(lǐng)域有著很大的應(yīng)用前景。
【專利說明】
一種對(duì)紫外/可見/紅外響應(yīng)的寬光譜有機(jī)探測器件
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及有機(jī)光電子領(lǐng)域，具體涉及分別采用紫外光敏感材料，可見光敏感材料和紅外光敏感材料混合組成光敏感層的一種對(duì)紫外/可見/紅外響應(yīng)的寬光譜有機(jī)探測器件。
【背景技術(shù)】
[0002]有機(jī)光探測器屬于光電轉(zhuǎn)換器件，是利用具有光電效應(yīng)的材料制成的能夠?qū)崿F(xiàn)光電轉(zhuǎn)換的傳感器。傳統(tǒng)的光探測器是用無機(jī)半導(dǎo)體材料制成，其制作工藝復(fù)雜，成本高，且不適于做大面積器件。由于有機(jī)材料具有高效的光敏感，質(zhì)輕，價(jià)廉，加工性能優(yōu)異等特點(diǎn)，更易制備小體積，低功耗，低成本的探測器件，彌補(bǔ)了無機(jī)光探測器中普遍存在的設(shè)備昂貴、工藝復(fù)雜等不足。種類繁多的有機(jī)半導(dǎo)體材料也為有機(jī)光探測器件的發(fā)展和創(chuàng)新提供了很大的可選擇性，根據(jù)需要合成出具有相應(yīng)光電特性的新材料，因此有機(jī)光探測器將具有更大的研究空間和商業(yè)價(jià)值，比如在天文學(xué)，環(huán)境監(jiān)測，分光和醫(yī)學(xué)檢測儀器等。
[0003]另外，大部分光電探測器由于光電材料具有特定的帶隙，具有較強(qiáng)的光譜選擇性，即不同的光探測器對(duì)不同波長的光有響應(yīng)，例如，響應(yīng)在紫外區(qū)的紫外探測器、響應(yīng)在可見光的可見光探測器、響應(yīng)在紅外區(qū)的紅外傳感器等等。這些光探測器適用的光譜范圍有限，光譜響應(yīng)范圍不可調(diào)節(jié)，限制了其應(yīng)用范圍。例如用于圖像傳感的探測器，就需要同時(shí)使用各個(gè)譜段的眾多光探測器，導(dǎo)致操作繁瑣，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。雖然無機(jī)硅光探測器適用的光譜范圍寬，但其制備設(shè)備昂貴，且通常需要經(jīng)過多道高耗能的復(fù)雜生產(chǎn)過程，使其使用成本很高。因此，如何提供一種響應(yīng)度高，響應(yīng)光譜寬，制備簡單的紫外/可見/紅外寬光譜探測器是其需要解決的主要問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的問題是如何提供一種對(duì)紫外/可見/紅外響應(yīng)的寬光譜有機(jī)探測器件，目的是通過將紫外光敏感材料，可見光敏感材料和紅外光敏感材料混合組成光敏感層，以實(shí)現(xiàn)對(duì)紫外-可見-紅外響應(yīng)的寬光譜有機(jī)探測器件。
[0005]為解決上述問題，本發(fā)明的技術(shù)方案為:
[0006]—種對(duì)紫外/可見/紅外響應(yīng)的寬光譜有機(jī)探測器件，器件結(jié)構(gòu)包括依次設(shè)置的透明襯底，導(dǎo)電陽極，陽極緩沖層，光敏感層，陰極緩沖層，金屬陰極，光敏感層由吸收波段在300-400nm的紫外光敏感材料，吸收波段在400-700nm的可見光敏感材料和吸收波段在700-1OOOnm的紅外光敏感材料混合而成。
[0007]進(jìn)一步地，光敏感層的三種混合材料的吸收光譜互補(bǔ)，且質(zhì)量百分比組成為:紫外光敏感材料為30%?35%，可見光敏感材料為40%?45%，紅外光敏感材料為20%?30%。
[0008]進(jìn)一步地，所述光敏感層中，紫外光敏感材料為聚乙烯基咔唑(PVK)、氧化鋅(ZnO),二氧化鈦(Ti02)或4，4 ’，4” -三(N-3-甲基苯基-N-苯基-氨基)三苯胺(m-MTDATA)中的一種或多種。
[0009]進(jìn)一步地，所述光敏感層中，可見光敏感材料為富勒烯衍生物PC61BM或PC71BM中的一種或兩種。
[0010]進(jìn)一步地，所述光敏感層中，紅外光敏感材料為硫化鉛(PbS)、方酸小分子(SQ)、噻吩類材料或酞菁染料中的一種或多種，其中噻吩類材料為聚(4，4 ’ -雙(2-乙基己基)二噻吩并[3，2-b: 2’，3’-d]噻咯)-2，6-聯(lián)苯-ALT-(2,1,3_苯并噻二唑)_4，7-聯(lián)苯(PSBTBT)、[2，6-(4，4-二-(2-乙基己基)-4!1-環(huán)戊烯[2，1-13;3，4-13’]-二噻吩)-交替-4，7-(2，1，3-苯并噻二唑)]共聚物(PCPDTBT)或噻吩(3，4-b)并噻吩和苯并二噻吩的共聚物(PTB)，酞菁染料為氯代亞-2，3-萘酞菁硼(SubNc)、氯代酞菁鋁(ClAlPc)或萘酞菁銅(CuNc)中的一種或多種。
[0011]進(jìn)一步地，所述透明襯底的材料為玻璃、透明聚合物柔性材料或生物可降解的柔性材料中的任意一種或多種;其中，透明聚合物柔性材料為聚乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚氨基甲酸酯、聚酰亞胺、氯醋樹脂或聚丙烯酸中的任意一種或多種。
[0012]進(jìn)一步地，所述導(dǎo)電陽極材料為氧化銦錫(ITO)、導(dǎo)電聚合物聚3，4_乙撐二氧噻吩/聚苯乙稀磺酸鹽(PED0T:PSS)、石墨稀(Graphene)或碳納米管(Carbon Nanotube)中的任意一種或多種。
[0013]進(jìn)一步地，所述陽極緩沖層材料為三氧化鉬(MoO3)、五氧化二釩(V2O5)、三氧化鎢(抑3)川少’-雙(3-甲基苯基)-(1，1’-聯(lián)苯)-4’-二胺0?0)，4，4’-雙[^(萘基)4-苯基-氨基]聯(lián)苯(a-NPD)、3,4-乙撐二氧噻吩混合聚苯乙烯磺酸鹽(PED0T:PSS)或聚苯胺(PANI)類，陽極緩沖層厚度為1nm0
[0014]進(jìn)一步地，所述陰極緩沖層材料為碳酸銫(Cs2C03)、氟化鋰(LiF)、氧化鈣(Ca0)、2，9-二甲基-4，7-聯(lián)苯-1，10-鄰二氮雜菲(BCP)、4，7_聯(lián)苯-1，10-鄰二氮雜菲(BPhen)、2_(4_二苯基)-5-(4-叔丁苯基)_1，3，4-噁二唑(PBD)、I，3-二[ (4-三元胺-丁基苯基)_1，3，4_重氮基酸-5-yl]苯(0XD-7)或1，3，5_三(N-苯基-苯并咪唑-2)苯(ITBi)，陰極緩沖層厚度為1nm0
[0015]進(jìn)一步地，所述金屬陰極層的材料為鋰、鎂、鈣、鍶、鋁或銦或它們與銅或金或銀的合金，金屬陰極厚度為I OOnm O
[0016]進(jìn)一步地，所述陽極緩沖層、光敏感層、陰極緩沖層總厚度不超過500nm。
[0017]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:
[0018](I)本申請(qǐng)中所涉及的光敏感層由具有較強(qiáng)的紫外光吸收，可見光吸收和紅外光吸收的三種材料混合而成，器件對(duì)300-1000nm波段光有高的響應(yīng)度和靈敏度。
[0019](2)本發(fā)明采用的器件結(jié)構(gòu)是“三明治”式的結(jié)構(gòu)，所有功能層材料采用蒸鍍和旋涂成膜，器件制備方法較基于無機(jī)材料的寬光譜光探測器件的制備方法簡單，且易操作。
【附圖說明】
[0020]圖1是本發(fā)明所涉及的一種對(duì)紫外/可見/紅外響應(yīng)的寬光譜有機(jī)探測器件的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖2是本發(fā)明所提供的實(shí)施例2中所述器件在紫外光(波長為300nm，強(qiáng)度為0.6mW/cm2)照射和無紫外光照射條件下的電流密度-電壓特性曲線；
[0022]圖3是本發(fā)明所提供的實(shí)施例4中所述器件在可見光(波長為550nm，強(qiáng)度為2mW/cm2)照射和無可見光照射條件下的響應(yīng)曲線；
[0023]圖4是本發(fā)明所提供的實(shí)施例4中所述器件在紅外光(波長為lOOOnm，強(qiáng)度為15mW/cm2)照射和無紅外光照射條件下的響應(yīng)曲線；
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述:
[0025]本發(fā)明的技術(shù)方案是一種紫外/可見/紅外響應(yīng)的寬光譜有機(jī)探測器件，如圖1所示，器件的結(jié)構(gòu)包括1、透明襯底，2、導(dǎo)電陽極，3、陽極緩沖層，5、光敏感層，6、陰極緩沖層，
7、金屬陰極。
[0026]本發(fā)明中所述襯底材料為玻璃或透明聚合物，所述透明聚合物材料為聚乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚氨基甲酸酯、聚酰亞胺、氯醋樹脂或聚丙烯酸的一種或多種。所述陰極層通常采用氧化銦錫(ITO)、導(dǎo)電聚合物聚3，4_乙撐二氧噻吩/聚苯乙烯磺酸鹽(PED0T:PSS)、石墨稀(Graphene)、碳納米管(Carbon Nanotube)中的任意一種或多種。所述陽極緩沖層材料為MoO3、V2O5、WO3，TPD、α-NPD，PEDOT: PSS,PANI，陽極緩沖層厚度為10nm。陰極緩沖層材料為Cs2CO3、LiF、CaO，BCP、BPhen，PBD、0XD-7，ITBi，陰極緩沖層厚度為1nm。所述金屬陽極材料為Ag、Al或Cu中的一種或多種，金屬陽極厚度為100nm。
[0027]光敏感層的重量百分比組成為:紫外光敏感材料為30%?35%，可見光敏感材料為40 %?45 %，紅外光敏感材料為20 %?30 %。紫外敏感材料PVK，ZnO，T12，m_MTDATA中的一種或多種?？梢娒舾胁牧蠟镻C61BM或PC71BM中的一種。紅外敏感材料為PbS，SQ，PSBTBT，PCPDTBT，PTB，SubNc，ClAlPc，CuNc 中的一種或多種。
[0028]以下是本發(fā)明的具體實(shí)施例:
[0029]實(shí)施例1:
[0030]對(duì)由襯底及透明導(dǎo)電陽極ITO所組成的基板進(jìn)行清洗，清洗后用氮?dú)獯蹈?在透明導(dǎo)電陽極ITO表面旋轉(zhuǎn)涂覆PED0T:PSS(2000rpm，10nm)制備陽極緩沖層，并將所形成的薄膜進(jìn)行烘烤(150°C，30min);在陽極緩沖層上采用旋涂制備PVK:PC61BM:SQ(30%:40%:30%)光敏感層(1000rpm，200nm)，并進(jìn)行烘烤(130°C，15min);在光敏感層表面蒸鍍制備陰極緩沖層Bphen 10nm，在空穴阻擋層上蒸鍍金屬陽極Ag( 10nm)。在標(biāo)準(zhǔn)測試條件下:器件對(duì)300-1000nm波段有響應(yīng)，探測率為?1012Jones。其中，在-2V條件下，350nm，0.6mW/cm2紫外光下，測得器件的響應(yīng)度1.5A/W，550nm，2mW/cm2可見光下，測得器件的響應(yīng)度3.4A/W，100nm，15mW/cm2紅外光下，測得器件的響應(yīng)度0.4A/W。
[0031]實(shí)施例2:
[0032]對(duì)由襯底及透明導(dǎo)電陽極ITO所組成的基板進(jìn)行清洗，清洗后用氮?dú)獯蹈?在透明導(dǎo)電陽極ITO表面旋轉(zhuǎn)涂覆PED0T:PSS(2000rpm，10nm)制備陽極緩沖層，并將所形成的薄膜進(jìn)行烘烤(150°C，30min);在陽極緩沖層上采用旋涂制備PvK = PC71BM=SQUO^:40%:30%)光敏感層(1000印111，20011111)，并進(jìn)行烘烤(100°(:，151^11);在光敏感層表面蒸鍍制備陰極緩沖層Bphen 10nm，在空穴阻擋層上蒸鍍金屬陽極Ag( 10nm)。在標(biāo)準(zhǔn)測試條件下:器件對(duì)300-1000nm波段有響應(yīng)，探測率為?1013Jones。其中，在-2V條件下，350nm，0.6mW/cm2紫外光下，測得器件的響應(yīng)度1.9A/W，550nm，2mW/cm2可見光下，測得器件的響應(yīng)度4.5A/W，lOOOnm，15mW/cm2紅外光下，測得器件的響應(yīng)度1.4A/W。
[0033]實(shí)施例3:
[0034]對(duì)由襯底及透明導(dǎo)電陽極ITO所組成的基板進(jìn)行清洗，清洗后用氮?dú)獯蹈?在透明導(dǎo)電陽極ITO表面蒸鍍MoO3制備陽極緩沖層，并將所形成的薄膜進(jìn)行烘烤(150°C，30min);在陽極緩沖層上采用旋涂制備ZnO: PC61BM: PbS(30%:45%:25%)光敏感層(100rpm，200nm)，并進(jìn)行烘烤(100°C，15min);在光敏感層表面蒸鍍制備陰極緩沖層BCP 1nm，在空穴阻擋層上蒸鍍金屬陽極Ag(10nm)。在標(biāo)準(zhǔn)測試條件下:器件對(duì)300-1000nm波段有響應(yīng)，探測器為?101\101^8。其中，在-2￥條件下，35011111，0.6111￥/0112紫外光下，測得器件的響應(yīng)度0.8A/W，550nm，2mW/cm2可見光下，測得器件的響應(yīng)度2.5A/W，lOOOnm，15mW/cm2紅外光下，測得器件的響應(yīng)度1.1A/W。
[0035]實(shí)施例4:
[0036]對(duì)由襯底及透明導(dǎo)電陽極ITO所組成的基板進(jìn)行清洗，清洗后用氮?dú)獯蹈?在透明導(dǎo)電陽極ITO表面蒸鍍MoO3制備陽極緩沖層，并將所形成的薄膜進(jìn)行烘烤(150°C，30min);在陽極緩沖層上采用旋涂制備ZnO: PCtiBM: PbS( 30 %: 42 %: 28 % )光敏感層(100rpm，200nm)，并進(jìn)行烘烤(100°C，15min);在光敏感層表面蒸鍍制備陰極緩沖層BCP 1nm，在空穴阻擋層上蒸鍍金屬陽極Ag(10nm)。在標(biāo)準(zhǔn)測試條件下:器件對(duì)300-1000nm波段有響應(yīng)，探測率為?101\101^8。其中，在-2￥條件下，35011111，0.6111￥/0112紫外光下，測得器件的響應(yīng)度0.9A/W，550nm，2mW/cm2可見光下，測得器件的響應(yīng)度1.3A/W，lOOOnm，15mW/cm2紅外光下，測得器件的響應(yīng)度0.7A/W。
[0037]實(shí)施例5:
[0038]對(duì)由襯底及透明導(dǎo)電陽極ITO所組成的基板進(jìn)行清洗，清洗后用氮?dú)獯蹈?在透明導(dǎo)電陽極ITO表面蒸鍍MoO3制備陽極緩沖層，并將所形成的薄膜進(jìn)行烘烤(150°C，30min);在陽極緩沖層上采用旋涂制備ZnO: PC61BM: PCPDTBT (35%:45%:20% )光敏感層(100rpm，200nm)，并進(jìn)行烘烤(100°C，15min);在光敏感層表面蒸鍍制備陰極緩沖層BCP 1nm，在空穴阻擋層上蒸鍍金屬陽極Ag(10nm)。在標(biāo)準(zhǔn)測試條件下:器件對(duì)300-1000nm波段有響應(yīng)，探測率為?101:1101^8。其中，在-2￥條件下，35011111，0.6111￥/0112紫外光下，測得器件的響應(yīng)度3.2A/W，550nm，2mW/cm2可見光下，測得器件的響應(yīng)度7.5A/W，lOOOnm，15mW/cm2紅外光下，測得器件的響應(yīng)度3.7A/W。
[0039]實(shí)施例6:
[0040]對(duì)由襯底及透明導(dǎo)電陽極ITO所組成的基板進(jìn)行清洗，清洗后用氮?dú)獯蹈?在透明導(dǎo)電陽極ITO表面蒸鍍MoO3制備陽極緩沖層，并將所形成的薄膜進(jìn)行烘烤(150°C，30min);在陽極緩沖層上采用旋涂制備ZnO: PC71BM: PCPDTBT (35%:40%:25% )光敏感層(100rpm，200nm)，并進(jìn)行烘烤(100°C，15min);在光敏感層表面蒸鍍制備陰極緩沖層BCP 1nm，在空穴阻擋層上蒸鍍金屬陽極Ag(10nm)。在標(biāo)準(zhǔn)測試條件下:器件對(duì)300-1000nm波段有響應(yīng)，探測率為?1013如1^8。其中，在-2￥條件下，35011111，0.6111￥/0112紫外光下，測得器件的響應(yīng)度3.4A/W，550nm，2mW/cm2可見光下，測得器件的響應(yīng)度5.5A/W，lOOOnm，15mW/cm2紅外光下，測得器件的響應(yīng)度3.9A/W。
[0041 ] 實(shí)施例7:
[0042]對(duì)由襯底及透明導(dǎo)電陽極ITO所組成的基板進(jìn)行清洗，清洗后用氮?dú)獯蹈?在透明導(dǎo)電陽極ITO表面蒸鍍MoO3制備陽極緩沖層，并將所形成的薄膜進(jìn)行烘烤(150°C，30min);在陽極緩沖層上采用旋涂制備卩￥1(:?0^1:?0?0了81'(35%:42%:23%)光敏感層(1000印111，200nm)，并進(jìn)行烘烤(100°C，15min);在光敏感層表面蒸鍍制備陰極緩沖層BCP 1nm，在空穴阻擋層上蒸鍍金屬陽極Ag(10nm)。在標(biāo)準(zhǔn)測試條件下:器件對(duì)300-1000nm波段有響應(yīng)，探測率為?1013如1^8。其中，在-2￥條件下，35011111，0.6111￥/0112紫外光下，測得器件的響應(yīng)度3.9A/W，550nm，2mW/cm2可見光下，測得器件的響應(yīng)度7.8A/W，lOOOnm，15mW/cm2紅外光下，測得器件的響應(yīng)度3.3A/W。
[0043]實(shí)施例8:
[0044]對(duì)由襯底及透明導(dǎo)電陽極ITO所組成的基板進(jìn)行清洗，清洗后用氮?dú)獯蹈?在透明導(dǎo)電陽極ITO表面蒸鍍MoO3制備陽極緩沖層，并將所形成的薄膜進(jìn)行烘烤(150°C，30min);在陽極緩沖層上采用旋涂制備?￥1(:?07181:?0?0了81'(32%:40%:28%)光敏感層(1000印111，200nm)，并進(jìn)行烘烤(100°C，15min);在光敏感層表面蒸鍍制備陰極緩沖層BCP 1nm，在空穴阻擋層上蒸鍍金屬陽極Ag(10nm)。在標(biāo)準(zhǔn)測試條件下:器件對(duì)300-1000nm波段有響應(yīng)，探測率為?1013如1^8。其中，在-2￥條件下，35011111，0.6111￥/0112紫外光下，測得器件的響應(yīng)度3.2A/W，550nm，2mW/cm2可見光下，測得器件的響應(yīng)度5.8A/W，lOOOnm，15mW/cm2紅外光下，測得器件的響應(yīng)度3.4A/W。
[0045]實(shí)施例9:
[0046]對(duì)由襯底及透明導(dǎo)電陽極ITO所組成的基板進(jìn)行清洗，清洗后用氮?dú)獯蹈?在透明導(dǎo)電陽極ITO表面旋轉(zhuǎn)涂覆PED0T:PSS(2000rpm，10nm)制備陽極緩沖層，并將所形成的薄膜進(jìn)行烘烤(150°C，30min);在陽極緩沖層上采用旋涂制備PVK:PC61BM:SubNc(32%:45%:23%)光敏感層(1000rpm，200nm)，并進(jìn)行烘烤(100°C，15min);在光敏感層表面蒸鍍制備陰極緩沖層TPBi 10nm，在空穴阻擋層上蒸鍍金屬陽極Ag(10nm)。在標(biāo)準(zhǔn)測試條件下:器件對(duì)300-1000nm波段有響應(yīng)，探測率為?1013Jones。其中，在-2V條件下，350nm，0.6mW/cm2紫外光下，測得器件的響應(yīng)度1.8A/W，550nm，2mW/cm2可見光下，測得器件的響應(yīng)度6.7A/W，lOOOnm，15mW/cm2紅外光下，測得器件的響應(yīng)度4.9A/W。
[0047]實(shí)施例10:
[0048]對(duì)由襯底及透明導(dǎo)電陽極ITO所組成的基板進(jìn)行清洗，清洗后用氮?dú)獯蹈?在透明導(dǎo)電陽極ITO表面旋轉(zhuǎn)涂覆PED0T:PSS(2000rpm，10nm)制備陽極緩沖層，并將所形成的薄膜進(jìn)行烘烤(150°C，30min);在陽極緩沖層上采用旋涂制備PVK:PC71BM:SubNc(33%:43%:24%)光敏感層(1000印111，20011111)，并進(jìn)行烘烤(100°(:，151^11);在光敏感層表面蒸鍍制備陰極緩沖層TPBi 10nm，在空穴阻擋層上蒸鍍金屬陽極Ag(10nm)。在標(biāo)準(zhǔn)測試條件下:器件對(duì)300-1000nm波段有響應(yīng)，探測率為?1013Jones。其中，在-2V條件下，350nm，0.6mW/cm2紫外光下，測得器件的響應(yīng)度1.9A/W，550nm，2mW/cm2可見光下，測得器件的響應(yīng)度6.4A/W，lOOOnm，15mW/cm2紅外光下，測得器件的響應(yīng)度5.3A/W.
[0049]實(shí)施例11:
[0050]對(duì)由襯底及透明導(dǎo)電陽極ITO所組成的基板進(jìn)行清洗，清洗后用氮?dú)獯蹈?在透明導(dǎo)電陽極ITO表面旋轉(zhuǎn)涂覆PED0T:PSS(2000rpm，10nm)制備陽極緩沖層，并將所形成的薄膜進(jìn)行烘烤(150°C，30min);在陽極緩沖層上采用旋涂制備ZnO:PC61BM:SubNc(33%:45%:22%)光敏感層(1000rpm，200nm)，并進(jìn)行烘烤(100°C，15min);在光敏感層表面蒸鍍制備陰極緩沖層TPBi 10nm，在空穴阻擋層上蒸鍍金屬陽極Ag(10nm)。在標(biāo)準(zhǔn)測試條件下:器件對(duì)300-1000nm波段有響應(yīng)，探測率為?1013Jones。其中，在-2V條件下，350nm，0.6mW/cm2紫外光下，測得器件的響應(yīng)度5.8A/W，550nm，2mW/cm2可見光下，測得器件的響應(yīng)度9.3A/W，lOOOnm，15mW/cm2紅外光下，測得器件的響應(yīng)度1.6A/W
[0051]實(shí)施例12:
[0052]對(duì)由襯底及透明導(dǎo)電陽極ITO所組成的基板進(jìn)行清洗，清洗后用氮?dú)獯蹈?在透明導(dǎo)電陽極ITO表面旋轉(zhuǎn)涂覆PED0T:PSS(2000rpm，10nm)制備陽極緩沖層，并將所形成的薄膜進(jìn)行烘烤(150°C，30min);在陽極緩沖層上采用旋涂制備ZnO = PC71BM = SubNcUS^:40%:27%)光敏感層(1000印111，20011111)，并進(jìn)行烘烤(100°(:，151^11);在光敏感層表面蒸鍍制備陰極緩沖層TPBi 10nm，在空穴阻擋層上蒸鍍金屬陽極Ag(10nm)。在標(biāo)準(zhǔn)測試條件下:器件對(duì)300-1000nm波段有響應(yīng)，探測率為?1013Jones。其中，在-2V條件下，350nm，0.6mW/cm2紫外光下，測得器件的響應(yīng)度3.8A/W，550nm，2mW/cm2可見光下，測得器件的響應(yīng)度5.3A/W，lOOOnm，15mW/cm2紅外光下，測得器件的響應(yīng)度2.6A/W。
[0053]實(shí)施例13:
[0054]對(duì)由襯底及透明導(dǎo)電陽極ITO所組成的基板進(jìn)行清洗，清洗后用氮?dú)獯蹈?在透明導(dǎo)電陽極ITO表面旋轉(zhuǎn)涂覆PED0T:PSS(2000rpm，10nm)制備陽極緩沖層，并將所形成的薄膜進(jìn)行烘烤(150°C，30min);在陽極緩沖層上采用旋涂制備Ti02:PC61BM:SubNc(35%:45%:20%)光敏感層(1000印111，20011111)，并進(jìn)行烘烤(100°(:，151^11);在光敏感層表面蒸鍍制備陰極緩沖層TPBi 10nm，在空穴阻擋層上蒸鍍金屬陽極Ag(10nm)。在標(biāo)準(zhǔn)測試條件下:器件對(duì)300-1000nm波段有響應(yīng)，探測率為?1013Jones。其中，在-2V條件下，350nm，0.6mW/cm2紫外光下，測得器件的響應(yīng)度3.3A/W，550nm，2mW/cm2可見光下，測得器件的響應(yīng)度5.5A/W，lOOOnm，15mW/cm2紅外光下，測得器件的響應(yīng)度5.6A/W。
[0055]實(shí)施例14:
[0056]對(duì)由襯底及透明導(dǎo)電陽極ITO所組成的基板進(jìn)行清洗，清洗后用氮?dú)獯蹈?在透明導(dǎo)電陽極ITO表面旋轉(zhuǎn)涂覆PED0T:PSS(2000rpm，10nm)制備陽極緩沖層，并將所形成的薄膜進(jìn)行烘烤(150°C，30min);在陽極緩沖層上采用旋涂制備T12 = PC71BM=SubNcUS^:40%:25%)光敏感層(1000印111，20011111)，并進(jìn)行烘烤(100°(:，151^11);在光敏感層表面蒸鍍制備陰極緩沖層TPBi 10nm，在空穴阻擋層上蒸鍍金屬陽極Ag(10nm)。在標(biāo)準(zhǔn)測試條件下:器件對(duì)300-1000nm波段有響應(yīng)，探測率為?1013Jones。其中，在-2V條件下，350nm，0.6mW/cm2紫外光下，測得器件的響應(yīng)度3.2A/W，550nm，2mW/cm2可見光下，測得器件的響應(yīng)度8.3A/W，1000nm，15mW/cm2紅外光下，測得器件的響應(yīng)度1.1A/W。
[0057]實(shí)施例15:
[0058]對(duì)由襯底及透明導(dǎo)電陽極ITO所組成的基板進(jìn)行清洗，清洗后用氮?dú)獯蹈?在透明導(dǎo)電陽極ITO表面旋轉(zhuǎn)涂覆PED0T:PSS(2000rpm，10nm)制備陽極緩沖層，并將所形成的薄膜進(jìn)行烘烤(150°C，30min);在陽極緩沖層上采用旋涂制備Ti02:PC7iBM:PbS(31%:41%:28%)光敏感層(1000印111，20011111)，并進(jìn)行烘烤(100°(:，151^11);在光敏感層表面蒸鍍制備陰極緩沖層TPBi 10nm，在空穴阻擋層上蒸鍍金屬陽極Ag(10nm)。在標(biāo)準(zhǔn)測試條件下:器件對(duì)300-1000nm波段有響應(yīng)，探測率為?1013Jones。其中，在-2V條件下，350nm，0.6mW/cm2紫外光下，測得器件的響應(yīng)度3.5A/W，550nm，2mW/cm2可見光下，測得器件的響應(yīng)度1.3A/W，lOOOnm，15mW/cm2紅外光下，測得器件的響應(yīng)度6.6A/W。
[0059]實(shí)施例16:
[0060]對(duì)由襯底及透明導(dǎo)電陽極ITO所組成的基板進(jìn)行清洗，清洗后用氮?dú)獯蹈?在透明導(dǎo)電陽極ITO表面旋轉(zhuǎn)涂覆PED0T:PSS(2000rpm，10nm)制備陽極緩沖層，并將所形成的薄膜進(jìn)行烘烤(150°C，30min);在陽極緩沖層上采用旋涂制備T12:PC7iBM: SQ(34%: 44%: 22% )光敏感層(1000rpm，200nm)，并進(jìn)行烘烤(100°C，15min);在光敏感層表面蒸鍍制備陰極緩沖層TPBi 10nm，在空穴阻擋層上蒸鍍金屬陽極Ag(10nm)。在標(biāo)準(zhǔn)測試條件下:器件對(duì)300-1OOOnm波段有響應(yīng)，探測率為?113Jones。其中，在-2V條件下，350nm，0.6mW/cm2紫外光下，測得器件的響應(yīng)度1.8A/W，550nm，2mW/cm2可見光下，測得器件的響應(yīng)度2.2A/W，100nm，15mW/cm2紅外光下，測得器件的響應(yīng)度2.4A/W。
[0061]實(shí)施例17:
[0062]對(duì)由襯底及透明導(dǎo)電陽極ITO所組成的基板進(jìn)行清洗，清洗后用氮?dú)獯蹈?在透明導(dǎo)電陽極ITO表面旋轉(zhuǎn)涂覆PED0T:PSS(2000rpm，10nm)制備陽極緩沖層，并將所形成的薄膜進(jìn)行烘烤(150°C，30min);在陽極緩沖層上采用旋涂制備m-MTDATA:PC7iBM:PbS(35%:43%:22%)光敏感層(1000印111，20011111)，并進(jìn)行烘烤(100°(:，151^11);在光敏感層表面蒸鍍制備陰極緩沖層TPBi 10nm，在空穴阻擋層上蒸鍍金屬陽極Ag(10nm)。在標(biāo)準(zhǔn)測試條件下:器件對(duì)300-1000nm波段有響應(yīng)，探測率為?1013Jones。其中，在-2V條件下，350nm，0.6mW/cm2紫外光下，測得器件的響應(yīng)度0.8A/W，550nm，2mW/cm2可見光下，測得器件的響應(yīng)度1.3A/W，lOOOnm，15mW/cm2紅外光下，測得器件的響應(yīng)度0.6A/W。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種對(duì)紫外/可見/紅外響應(yīng)的寬光譜有機(jī)探測器件，器件結(jié)構(gòu)包括依次設(shè)置的透明襯底，導(dǎo)電陽極，陽極緩沖層，光敏感層，陰極緩沖層，金屬陰極，其特征在于，光敏感層由吸收波段在300-400nm的紫外光敏感材料，吸收波段在400_700nm的可見光敏感材料和吸收波段在700-1000nm的紅外光敏感材料混合而成。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種對(duì)紫外/可見/紅外響應(yīng)的寬光譜有機(jī)探測器件，其特征在于，光敏感層的三種混合材料的吸收光譜互補(bǔ)，且質(zhì)量百分比組成為:紫外光敏感材料為30 %?35 %，可見光敏感材料為40 %?45 %，紅外光敏感材料為20 %?30 %。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種對(duì)紫外/可見/紅外響應(yīng)的寬光譜有機(jī)探測器件，其特征在于，所述光敏感層中，紫外光敏感材料為聚乙烯基咔唑(PVK)、氧化鋅(ZnO)、二氧化鈦(T12)或4，4 ’，4”-三(N-3-甲基苯基-N-苯基-氨基)三苯胺(m_MTDATA)中的一種或多種。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種對(duì)紫外/可見/紅外響應(yīng)的寬光譜有機(jī)探測器件，其特征在于，所述光敏感層中，可見光敏感材料為富勒烯衍生物PC6IBM或PC71BM中的一種或兩種。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種對(duì)紫外/可見/紅外響應(yīng)的寬光譜有機(jī)探測器件，其特征在于，所述光敏感層中，紅外光敏感材料為硫化鉛(PbS)、方酸小分子(SQ)、噻吩類材料或酞菁染料中的一種或多種，其中噻吩類材料為聚(4，4，-雙(2-乙基己基)二噻吩并[3，2-b: 2 ’，3’-d]噻咯)-2,6-聯(lián)苯-ALT-(2,1,3-苯并噻二唑)-4，7_聯(lián)苯(PSBTBT)、[2,6-(4,4-二-(2-乙基己基)-4!1-環(huán)戊烯[2，1-13;3，4-13’]-二噻吩)-交替-4，7-(2，1，3-苯并噻二唑)]共聚物(PCroTBT)或噻吩(3，4-b)并噻吩和苯并二噻吩的共聚物(PTB)，酞菁染料為氯代亞-2，3_萘酞菁硼(SubNc)、氯代酞菁鋁(ClAlPc)或萘酞菁銅(CuNc)中的一種或多種。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種對(duì)紫外/可見/紅外響應(yīng)的寬光譜有機(jī)探測器件，其特征在于，所述透明襯底的材料為玻璃、透明聚合物柔性材料或生物可降解的柔性材料中的任意一種或多種;其中，透明聚合物柔性材料為聚乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚氨基甲酸酯、聚酰亞胺、氯醋樹脂或聚丙烯酸中的任意一種或多種。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種對(duì)紫外/可見/紅外響應(yīng)的寬光譜有機(jī)探測器件，其特征在于，所述導(dǎo)電陽極材料為氧化銦錫(ΙΤ0)、導(dǎo)電聚合物聚3，4_乙撐二氧噻吩/聚苯乙烯磺酸鹽(PEDOT:PSS)、石墨稀(Graphene)或碳納米管(Carbon Nanotube)中的任意一種或多種。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種對(duì)紫外/可見/紅外響應(yīng)的寬光譜有機(jī)探測器件，其特征在于，所述陽極緩沖層材料為三氧化鉬(MoO3)、五氧化二釩(V2O5)、三氧化鎢(WO3)、N，N’_雙(3-甲基苯基)-(1，1’_聯(lián)苯)-4’_ 二胺(TPD)，4，4’-雙[N-(萘基)-N-苯基-氨基]聯(lián)苯(α-NPD)、3，4-乙撐二氧噻吩混合聚苯乙烯磺酸鹽(PED0T:PSS)或聚苯胺(PANI)類，陽極緩沖層厚度為1nm09.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種對(duì)紫外/可見/紅外響應(yīng)的寬光譜有機(jī)探測器件，其特征在于，所述陰極緩沖層材料為碳酸銫(Cs2CO3)、氟化鋰(LiF)、氧化鈣(Ca0)、2，9-二甲基-4，7-聯(lián)苯-1，10-鄰二氮雜菲(BCP)、4，7_聯(lián)苯-1，10-鄰二氮雜菲(BPhen)、2_(4_二苯基)_5_(4-叔丁苯基)-1，3，4-噁二唑(PBD)、I，3-二 [ (4-三元胺-丁基苯基)-1，3，4-重氮基酸-5-yl]苯(0XD-7)或1，3，5_三(N-苯基-苯并咪唑-2)苯(TPBi)，陰極緩沖層厚度為10nm。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種對(duì)紫外/可見/紅外響應(yīng)的寬光譜有機(jī)探測器件，其特征在于，所述金屬陰極層的材料為鋰、鎂、鈣、鍶、鋁或銦或它們與銅或金或銀的合金，金屬陰 極厚度為I OOnm O
【文檔編號(hào)】H01L51/46GK106025080SQ201610547672
【公開日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年7月13日
【發(fā)明人】于軍勝, 王曉, 邢珅, 鐘建
【申請(qǐng)人】電子科技大學(xué)