在过去三十年间,基于有机光电二极管架构的有机光电探测器(OPD)得到了长足的发展,用OPD代替无机光电二极管阵列有望获得更低成本、低重量且多功能的探测器。光敏层的体异质结结构有效提升了器件的光电转换效率,但也带来了较高的噪声电流,在很长一段时间限制了器件的比探测率、线性动态范围等性能。以往普适的暗电流抑制策略着重于器件结构的调整,这带来了工艺复杂度的提升和光响应度的下降。同时,相同架构下有机光电二极管的暗电流在不同文献中一直存在着巨大差异,这意味我们对制约暗电流的因素了解还相当有限。针对这些问题,本论文通过分析有机半导体薄膜的陷阱状态研究了体陷阱作用于注入载流子的传导机制。在本论文的工作中,我们成功通过工艺手段调节了活性层中体分布陷阱的能级深度,实现了在保护器件响应度的同时对暗电流密度的有效抑制。由此,得到了对OPD本征暗电流大小的合理评估,并获得有效的暗电流抑制策略。具体研究内容如下:(1)通过高温退火除水制备得到浅陷阱体系的有机半导体薄膜。提出通过溶剂改性辅以低温退火除去残留溶剂来强化有机半导体薄膜中体陷阱的能级深度。通过改变溶剂浓度来调节薄膜陷阱数量密度。在实现对活性层体陷阱状态的有效调节后,研究由此活性层制备得到的有机光电二极管在光照和无光照条件下的电流电压特性,及其性能参数。(2)基于对活性层中体分布深陷阱的应用制备得到了高性能全聚合有机光电探测器。基于成熟的倒置器件架构,在-2V偏压下,优化器件得到了高达6.23×10~(12)Jones的比探测率,其中暗电流密度降到了1.4×10~(-5)mAcm~(-2),最大响应度达到0.42AW~(-1)。(3)研究有机光电二极管架构下活性层薄膜中的体陷阱限制注入载流子迁移率的作用机制。对器件暗电流的构成分析加入陷阱限制的载流子传输机制的考虑,得到了器件的本征暗电流数量级的合理评估,补充了有机光电二极管的暗电流理论。基于这一机制获得了全新的有机光电探测器优化策略。综上所述,本论文对有机光电探测器的暗电流理论研究有助于为构建面向实际应用的高性能OPD开辟新途径。