基于双掺杂倍增型有机光电探测器性能的研究

发布时间：2022-12-06 23:23

　　近年来,由于有机光电探测器具有造价低、易制备和可探测光谱范围广等优点而得到迅速的发展。为了适应在不同领域中的应用,已经研发出多种结构的有机光电探测器。其中,有机光电倍增探测器由于其高的外量子效率和探测能力而引起了人们的广泛研究。采用电子陷阱辅助空穴隧穿注入是提高有机光电器件外量子效率的主要方法之一。当活性层中掺入较高浓度的杂质时,存在杂质团聚现象,甚至使得掺杂失效。为解决上述问题,本文提出了在器件的活性层中掺入两种杂质材料,可有效减少杂质聚集,大幅度提高掺杂浓度和效率,从而活性层中获得高浓度陷阱掺杂。在本文中,制备了三组体异质结构的双掺杂倍增型有机光电器件,基本结构为ITO/PEDOT:PSS/活性层/Al,其活性层分别为P3HT:PC61BM:C60:C70、P3HT:PC61BM:C60:DDQ 和 P3HT:PC61BM:C0:F4TCNQ。当掺杂的质量比分别为0.2:0.1、0.2:0.1和0.2:0.05时,三组器件的光电性能达到最优。在-1V下和波长为460nm、光功率为0.21 mW·cm-2光照下,三组器件的EQE分别为984.96%、902.25%和843.72%,相... 

【文章页数】：60 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 倍增型有机光电探测器研究意义
        1.1.1 概述
        1.1.2 小分子型有机光电倍增探测器
        1.1.3 聚合物型有机光电倍增探测器
        1.1.4 钙钛矿型有机光电倍增探测器
    1.2 目前存在的问题与需求
    1.3 论文主要内容及章节安排
2 有机光电倍增探测器工作原理及性能参数
    2.1 有机光电倍增探测器的基本结构
    2.2 有机光电倍增探测器的工作原理
    2.3 有机光电倍增探测的性能参数
        2.3.1 光响应度
        2.3.2 量子效率
        2.3.3 噪声等效功率
        2.3.4 比探测率
        2.3.5 响应时间
        2.3.6 线性动态范围
    2.4 本章小结
3 器件的制备与表征
    3.1 器件材料及设备
        3.1.1 器件材料
        3.1.2 实验设备
    3.2 器件结构
    3.3 双掺杂倍增型有机光电探测器的工作原理
    3.4 器件制备的基本流程
        3.4.1 ITO玻璃衬底的刻蚀和清洗
        3.4.2 旋涂工艺
        3.4.3 蒸镀电极
    3.5 光电探测器的性能表征
    3.6 研究方案
    3.7 本章小结
4 实验结果与分析
    4.1 基于P3HT:PC_(61)BM双掺杂C_(60):C_(70)倍增型OPDs的研究
        4.1.1 基于P3HT:PC_(61)BM双掺杂C_(60):C_(70)倍增型OPDs的电学特性研究
        4.1.2 基于P3HT:PC_(61)BM双掺杂C_(60):C_(70)倍增型OPDs的光学特性研究
    4.2 基于P3HT:PC_(61)BM双掺杂C_(60):DDQ倍增型OPDs的研究
        4.2.1 基于P3HT:PC_(61)BM双掺杂C_(60):DDQ倍增型OPDs的光电特性研究
        4.2.2 两种基于P3HT:PC_(61)BM双掺杂电子陷阱型倍增OPDs的光电性能比较
    4.3 基于P3HT:PC_(61)BM双掺杂C_(60):F4TCNQ倍增型OPDs的研究
        4.3.1 基于P3HT:PC_(61)BM双掺杂C_(60):F4TCNQ倍增型OPDs的光电特性研究
        4.3.2 三种基于P3HT:PC_(61)BM双掺杂电子陷阱型倍增OPDs的光电性能比较
    4.4 本章小结
5 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
致谢
参考文献
攻读学位期间主要研究成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]有机光电倍增探测器研究进展[J]. 高秀云,张叶,崔艳霞,刘艳珍,李国辉,石林林,郝玉英.  激光与光电子学进展. 2018(07)

硕士论文
[1]基于三相体异质结有机光电倍增型探测器的研究[D]. 龚伟.西安理工大学 2019
[2]基于P3HT:PC70BM体系的有机光电倍增探测器光电响应性能的改善[D]. 高秀云.太原理工大学 2018
[3]基于P3HT：PC71BM体系光电倍增型探测器性能提升及响应范围拓展的研究[D]. 高米勒.北京交通大学 2017



本文编号：3711816