基于PbS量子点的多相有机光电探测器的研究

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有机光电探测器由于其制备工艺简单,探测波长便于调节,并具有与硅、锗探测器相比拟的性能,逐渐成为研究热点。但在倒置有机光电探测器中,关于修饰层和空穴陷阱诱导光电倍增的研究并不多,其中载流子输运、电子注入及其倍增机理、器件工作机理尚不清楚。所以本研究就这两种倍增型倒置有机光电探测器进行研究,并分析它们的倍增机理。为了研究修饰层和空穴陷阱诱导光电倍增的工作机理。论文调整PEIE修饰层厚度,研究PEIE修饰层不同的PC61BM/P3HT:PCPDTBT倒置有机光电探测器的工作模式。通过对探测器的工作模式进行分析,进一步研究修饰层诱导光电倍增的工作机理。论文还研究了在具有PEIE修饰层的有机光电探测器的P3HT:PCPDTBT层中,掺入PbS QDs作为空穴陷阱的光电倍增机理。研究结果表明,通过PEIE修饰层以及PbS QDs空穴陷阱掺杂可实现有机光电探测器工作模式改变和器件倒置。PEIE修饰层不同时ITO具有不同的功函数,使探测器工作在二极管、光电导模式。探测器旋涂0.45wt%PEIE溶液作修饰层时,器件工作在光电导模式下,偏置为-2.5V时,在波长550nm、功率为4.02mW/cm2的光照下,器件响应度为1.64A/W,外量子效率为370%。活性层中掺入PbS QDs空穴陷阱可有效诱导大量阳极外电路的电子注入实现光电倍增,当掺入5wt%PbS QDs时,偏置为-2V时,在波长430nm、功率为1.05mW/cm2的光照下,器件响应度为15.3A/W,器件的外量子效率为365%。通过研究初步探索了具有PEIE修饰层以及PbS QDs空穴陷阱掺杂的倒置有机光电探测器的工作机理。为具有光电倍增的多相倒置有机光电探测器提出一种新结构和设计思路。
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