低压驱动高增益体异质结有机光电探测器的研究

发布时间：2023-04-19 01:18

　　有机光电探测器具有轻便、制作工艺简单、低工作电压、溶液低温大面积制备等优点,目前已广泛应用于传感、环境监测、国防建设、航天、消防等邻域。高增益有机光电探测器对提高器件的响应度和探测率有重要作用。目前传统高增益有机光电探测器的工作机制主要基于光导模型和利用有机材料内部缺陷导致的多重激子激发,但是光导模型器件主要在高压强电场下工作,而多重激子激发被证明在有机材料中很难实现,并且相应高增益效果有限,因此对低工作电压高增益有机光电探测器的研究成为人们研究热点。本论文则通过于体异质结活性层引入富含缺陷有机HL2材料,采用新颖倒装器件结构,将电子给体材料与MoO₃修饰材料形成异质结制备低工作电压高增益有机光电探测器。本文通过使用氨基酸修饰阴极,MoO₃材料修饰阳极,即降低活性层与两侧电极之间的能级势垒,又可提高光生电荷传输与被收集效率。以PCE-10和PCBM共混作为活性层材料,改变有机缺陷HL2材料掺杂比例,采用慢速旋涂工艺,最终制备高增益体异质结有机光电探测器件在1.5 V低外加偏压下,其外量子效率最终达到2552%,从而响应度也大幅提升,并且得益于...

【文章页数】：76 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究的背景和意义
    1.2 有机光电探测器简介
        1.2.1 有机光电探测器工作原理
        1.2.2 有机光电探测器的主要性能参数
    1.3 国内外研究现状及分析
        1.3.1 国外研究现状
        1.3.2 国内研究现状
        1.3.3 国内外文献综述及简析
    1.4 本课题的主要研究内容及创新性
第2章 实验方法
    2.1 实验材料
    2.2 实验设备
    2.3 高增益异质结光电探测器的制备
    2.4 薄膜材料表征
        2.4.1 薄膜表面形貌与膜厚表征
        2.4.2 材料吸收光谱与功函数表征
    2.5 有机光电探测器的表征
        2.5.1 电流-电压曲线测试
        2.5.2 外量子效率的测试
        2.5.3 响应强度和速度表征
        2.5.4 探测率的表征
        2.5.5 线性度的表征
第3章 有机缺陷材料掺杂高增益器件制备
    3.1 引言
    3.2 有机材料的紫外可见吸收光谱
    3.3 掺杂共轭缺陷材料的光电特性
    3.4 缺陷材料掺杂对成膜质量的影响
    3.5 基于PCE-10材料制备高增益器件
        3.5.1 电子给受体比例
        3.5.2 掺杂形式对器件高增益效果的影响
        3.5.3 旋涂工艺对器件高增益效果的影响
        3.5.4 氨基酸修饰对器件高增益的影响
        3.5.5 缺陷材料掺杂比例对器件增益影响
        3.5.6 电子受体比例对器件高增益的影响
    3.6 其余活性层材料制备高增益器件
        3.6.1 基于PDPP3T材料制备高增益器件
        3.6.2 基于MEH-PPV材料制备高增益器件
        3.6.3 基于有机-无机杂化体系制备增益器件
    3.7 本章小结
第4章 缺陷对性能影响及高增益工作机理
    4.1 引言
    4.2 有机缺陷材料掺杂对器件性能影响
        4.2.1 线性度
        4.2.2 稳定性
        4.2.3 响应度
        4.2.4 响应时间
    4.3 器件高增益的工作机理
        4.3.1 活化能
        4.3.2 偏压对高增益影响
        4.3.3 器件结构对高增益的影响
        4.3.4 异质结对器件高增益影响
        4.3.5 工作机理
    4.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的学术论文及其它成果
致谢



本文编号：3793424