在平面异质连接近红外有机光传感器中的相互溶解层和扩散接口层的设计优化,以实现超高光敏度
Tao Han1,2, Yimin Zhang1, Tianxia Li1
1Microelectronics and Optoelectronics Technology Key Laboratory of Hunan Higher Education, School of Physics and Electronic Electrical Engineering, Xiangnan University Chenzhou 423000 P. R. China than@xnu.edu.cn.
RSC advances
|September 5, 2025
概括
研究人员通过控制捐赠者-接受者安排来改善近红外有机光电晶体. 这提高了设备的性能和光敏度,克服了在制造过程中随机物质分布的问题.
科学领域:
- 有机电子产品
- 光传感器制造
- 材料科学
背景情况:
- 在平面异质连接 (PHJ) 有机光传感器中相互溶解导致随机的供体-接受体分布.
- 这种随机分布会诱导深陷状态,加速重组并降低光响应性.
- 现有的制造方法难以控制纳米尺度形态,限制了设备的性能.
研究的目的:
- 提高近红外 (NIR) 有机光传感器的性能.
- 为了实现一个更有序的捐赠者和接受者材料的安排.
- 为了克服在螺旋涂层过程中因界面相互溶解而造成的限制.
主要方法:
- 使用共溶剂处理开发可控的相互溶解层.
- 通过溶剂蒸汽回火 (SVA) 实现扩散接口层.
- 使用PDP3T/PC$_{61}$的平面异质连接 (PHJ) 光传感器的制造和表征.
主要成果:
- 修改后的装置 (PDPP3T/PC$_{61}$BM THF:CF (SVA)) 与控制装置相比显著提高了性能.
- 从23V降低到4V的工作电压.
- 实现了5倍的门电压波动 (ΔV$_{th}$),30倍的光电流增强 (ΔI$_{ph}$),以及显著增加的光敏度 (I$_{ph}$/I$_{dark}$) 达到5.6×10^{8}$.
结论:
- 联合辅助溶剂处理和SVA方法有效地控制了捐赠者-接受者的安排,从而提高了电性能.
- 开发的方法显著提高了PHJ NIR有机光传感器的光电流,光敏度,并降低了工作电压.
- 这一策略为制造具有改善形态控制的高性能NIR有机光晶体提供了可行的途径.
