安涛 薛佳伟 王永强

(西安理工大学自动化与信息工程学院，西安 710048)

本文采用P3HT∶PTB7∶PC61BM 为活性层, 制备了覆盖可见光范围的三元体异质结有机光电探测器(organic photodetectors, OPDs).利用原子力显微镜、 紫外可见吸收光谱和荧光光谱等手段研究了PTB7 添加到P3HT∶PC61BM 体系中对OPDs 光学和电学性质的影响, 发现当P3HT∶PTB7∶PC61BM 的质量比为8∶2∶10 时, 三元混合层的响应光谱扩展到780 nm, OPDs 的响应度R 在630, 530, 460 nm 的光照和–1 V 偏压下分别达到178,291, 241 mA/W, 比探测率D*达到1012 Jones, 并与课题组之前成果P3HT∶PBDT-TT-C∶PC61BM 为活性层的三元有机光电探测器做了对比.分析了两种基于苯并[1,2-b∶4,5-b]二噻吩(BDT)单元的聚合物PTB7 与PBDT-TT-C 分别添加到同一体系P3HT∶PC61BM 中产生的器件性能差距的现象, 解释了PTB7 由于氟原子的引入, 对混合薄膜微观形貌的影响和对薄膜中光生载流子迁移率的提升的原因.这为制备性能更好的有机光电探测器提供了理论依据和方法.

1 引 言

由于有机光电探测器(organic photodetectors,OPDs)具有很强的柔韧性、较轻的质量、可调节的响应光谱、大面积的检测能力和较低的生产成本等优点, 因此在光探测方面得到了广泛的应用[1,2].在过去的几年中, 关于OPDs 的文献主要集中在调整频谱响应带宽以实现窄带或宽带响应[3,4]方面.近年来, 由于从紫外(ultraviolet, UV)到可见(visible,Vis)到红外(infrared, NIR)区域的高灵敏度全色OPDs 在工业上的巨大潜力而引起了人们的广泛关注以及科学应用[5,6].

有机光电探测器的活性层包括给体材料和受体材料, 聚合物是其活性层的主要给体材料之一.在众多共轭聚合物中, 基于苯并[1, 2-b∶4, 5-b]二噻吩(BDT)单元的聚合物表现出了……