双注入高光电倍增有机探测器的特性研究

发布时间：2023-04-07 23:30

　　有机光电探测器(Organic photodetectors,OPDs)具有诸多优点,如成本低、吸收系数大、可大面积制备、活性层材料来源广泛等,因此在光电探测领域展现出很好的应用前景,其中倍增型有机光电探测器凭借其优秀的探测能力受到了人们广泛的关注。目前倍增型有机光电探测器仍存在着工作电压高、制备工艺复杂、材料成本高等问题。为解决以上问题,本文研究内容为基于体异质结(bulkheterojunction,BHJ)的双注入倍增型OPDs,通过添加空穴阻挡层并向活性层中掺杂陷阱使器件实现良好的光电性能。在研究过程中制备了三组倍增型有机光电探测器件,首先制备了一种阻挡层倍增型器件,其结构为:ITO/C60/P3HT:PC61BM/Al。实验表明:加入C60阻挡层对器件活性层薄膜的光学吸收影响很小,C60厚度为15 nm时,器件达到最优性能,在-1V偏压和波长为460 nm、光功率为0.21 mW·cm-2光照下外量子效率(external quantum efficiency,EQE)达到了278%,比探测率为8.52×1012 Jones。然后制备了一种陷阱掺杂倍增型器件,其结构为:ITO...

【文章页数】：62 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 前言
    1.2 倍增型有机光电探测器的发展进展
        1.2.1 陷阱倍增型有机光电探测器
        1.2.2 阻挡层倍增型有机光电探测器
    1.3 论文研究意义及主要内容
2 有机光电探测器的工作机理和特性参数
    2.1 器件工作机理
        2.1.1 激子的产生
        2.1.2 激子的扩散
        2.1.3 激子解离
        2.1.4 电荷的传输与收集
    2.2 器件结构分析
        2.2.1 平面异质结器件
        2.2.2 体异质结器件
        2.2.3 叠层结构器件
    2.3 器件性能参数
        2.3.1 光响应度
        2.3.2 外量子效率
        2.3.3 比探测率
        2.3.4 线性动态范围
        2.3.5 响应时间
    2.4 本章小结
3 器件的制备及表征
    3.1 结构设计
    3.2 研究方案
    3.3 倍增型光电探测器的工作原理
    3.4 实验
        3.4.1 实验材料
        3.4.2 实验工艺
        3.4.3 器件的制备
        3.4.4 器件的测试
    3.5 本章小结
4 实验结果与分析
    4.1 电子注入型有机光电探测器
        4.1.1 阻挡层对器件光学性能的影响
        4.1.2 阻挡层对器件电学特性的影响
    4.2 空穴注入型有机光电探测器
        4.2.1 陷阱对器件光学性能的影响
        4.2.2 陷阱对器件电学性能的影响
    4.3 双注入型有机光电探测器
        4.3.1 双注入倍增型有机光电探测器件的光学特性
        4.3.2 双注入倍增型有机光电探测器件的电学特性
        4.3.3 对比三种倍增型有机光电探测器
    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



本文编号：3785551