基于P3HT:PC 61 BM体系四元宽光谱有机光电探测器的特性研究

发布时间：2023-02-07 07:41

　　有机光电探测器(organic photodetectors,OPDs)具有生产成本低、容易大面积制备和工作范围广等优点广泛应用于光线传感,环境监测和人机交互等许多领域。但目前光敏二极管结构的OPDs普遍存在工作电压偏高、响应光谱范围较窄和器件性能较差的问题。为了解决上述问题,本论文提出采用多元体异质结(bulk heterojunction,BHJ)的方式制备低偏压下覆盖可见光波长范围的高探测率OPDs。首先制备了三种三元 BHJ 器件,其中活性层分别为 P3HT:PTB7:PC61BM、PTB7:PCPDTBT:PC61BM和P3HT:PCPDTBT:PC61BM。通过实验的方法分析了不同质量比的第三组分添加到活性层中对薄膜光学特性和OPDs电学特性的影响,研究发现以上三元OPDs虽然拓宽了响应光谱的范围,但器件在不同波段响应的均衡性较差。其次,对上述三元OPDs中不同给体材料之间的相互作用进行PL光谱分析,研究发现PTB7与P3HT、PTB7与PCPDTBT之间为激子解离作用,提高了活性层中的激子总数,P3HT与PCPDTBT之间为能量传递作用,提高了激子在活性层中的解离概率。最...

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 前言
    1.2 有机光电探测器的技术简介
        1.2.1 有机光电探测器的发展与现状
        1.2.2 有机光电探测器的应用前景
    1.3 目前存在的问题
    1.4 本论文主要内容
    1.5 本章小结
2 有机光电探测器工作原理与特性参数
    2.1 有机光电探测器的工作原理
        2.1.1 激子的产生
        2.1.2 激子的扩散
        2.1.3 激子的解离
        2.1.4 自由载流子的输运
        2.1.5 自由载流子的收集
    2.2 有机光电探测器的常用结构
        2.2.1 单活性层结构
        2.2.2 多元活性层平面异质结结构
        2.2.3 多元活性层体异质结结构
        2.2.4 多元活性层混合异质结结构
    2.3 有机光电探测器的特性参数
        2.3.1 光响应度
        2.3.2 比探测率
        2.3.3 外量子效率
        2.3.4 线性动态范围
        2.3.5 响应时间
    2.4 本章小结
3 四元宽光谱有机光电探测器的研究方案以及实验制备
    3.1 实验材料和器件结构
    3.2 研究方案
    3.3 器件的制备和测试表征
        3.3.1 实验设备
        3.3.2 实验工艺
        3.3.3 测试分析
    3.4 本章小结
4 实验结果与分析
    4.1 基于P3HT:PC₆₁BM三元有机光电探测器特性研究
        4.1.1 P3HT:PC₆₁BM中添加PTB7 对有机光电探测器光电特性的研究
        4.1.2 PTB7:PC₆₁BM中添加PCPDTBT对有机光电探测器光电特性的研究
        4.1.3 P3HT:PC₆₁BM中添加PCPDTBT有机光电探测器光电特性的研究
    4.2 P3HT:PBDT-TT-F:PBDT-TT-C:PC₆₁BM四元有机光电探测器的特性研究
        4.2.1 添加PBDT-TT-F的三元有机光电探测器的特性总结
        4.2.2 四元器件的制备
        4.2.3 添加PBDT-TT-F和 PBDT-TT-C对器件光学特性的影响
        4.2.4 添加PBDT-TT-F和 PBDT-TT-C对器件电学特性的影响
        4.2.5 本节小结
    4.3 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



本文编号：3736680