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近红外光电探测器在工业和科学应用方面有着巨大的潜力,如质量检查、生物成像、健康监测和医疗应用等。有机近红外光电探测器具有生产成本低、质量轻、柔性、可穿戴性、探测波长范围可调和在室温下工作等优点,具有非常大的发展前景。然而,在近红外范围内,具有低能量的窄带隙材料相邻能级间重叠,使得探测器光电转换效率低（光电流小）,本征载流子浓度高（噪声电流大）,限制了近红外光电探测器的探测率等性能。特别地,光探测器件性能参数之间存在着明显的相互制约关系,对于光电倍增型光探测器,虽然外量子效率远大于1,但其响应速度也经常因此而严重变慢。针对以上科学问题,本论文以本体异质结为活性层,配合纳米粒子形成独特的电子/空穴双陷阱结构,在横向光探测器和光敏晶体管中,研究探索提高增益、降低暗电流和加速响应的方法,发展高综合性能光电倍增近红外有机光探测器。机理研究表明:电子/空穴的双重存储可以有效地增强内建电场、调控多子捕获、提供载流子复合通道,是实现光电流、暗电流和响应时间对立统一关系的关键。本论文的主要研究内容有:1、利用银纳米粒子（silver nanoparticles,Ag-NPs）的电荷捕获作用和本体异质结（bulk heterojunction,BHJ）结构,同时提升近红外横向有机光电探测器（lateral organic photodetectors,L-OPDs）的增益和响应时间。首先,在新型近红外有机光探测器中,探究了PC61BM对响应率（responsivity,R）和探测率（detectivity,D*）等性能的影响,发现L-OPDs的暗电流随着PC61BM含量的增加而增加,而光电流随着PC61BM含量的增加先增加后下降,因此,随着PC61BM含量的增加,D*由于暗电流的增加而不断减小,而R随着PC61BM含量的增加先增加后下降。其次,探究了Ag-NPs对L-OPDs探测性能的影响,验证了Ag-NPs的空穴捕获作用可以有效地降低暗电流、提升D*和载流子的响应速率。最后,在含有Ag-NPs的L-OPDs中,通过增加PC61BM掺杂比例,可以同时有效地提高增益（>1）和加速响应,随着PC61BM掺杂比例(PDPPBTT:PC61BM)从5:1增加到1:1,增益从12.7增加到19.8,下降时间从313.4 ms减少到172.9 ms。与垂直光电二极管相比,具有较长电极距离的横向光电探测器结构对同步提升起着关键作用,使得电荷能够在高PC61BM掺杂比下被很好地捕获,并积累内建电场。长通道距离和银纳米粒子也有效地抑制了暗电流的增加,使得在0.031 m W cm-2@820 nm下具有较高的探测灵敏度1.71×1012 Jones。这对于同时具有高光电倍增度和快速响应的高性能光电探测器具有重要的理论和实用价值。2、通过PC61BM和Ag-NPs形成的空间分离电子/空穴双陷阱体系,获得超高性能近红外有机光敏晶体管（organic phototransistor,OPTs）。在OPTs中,光伏感应光电流与开启电压偏移及捕获电荷的总数成正比。然而,因为高浓度的载流子陷阱位点会引入大量电流陷阱和载流子复合,所以仅仅利用少数载流子陷阱位点来获得高的开启电压偏移反而会降低光电流。我们在OPTs中引入了空间分离的空穴/电子双陷阱,从而获得大的开启电压偏移。电荷陷阱的电流猝灭通过阈值电压偏移得到有效补偿,获得大的光电流。在Ag-NPs厚度为1 nm,PDPPBTT:PC61BM为5:1时,获得了高的光电流和暗电流比(Ilight/Idark,1×10~6)和28 V的阈值电压偏移(（35）Vth),从而在0 V栅极电压和0.031m W cm-2@820 nm下获得了高的光响应(5.26×10~3 A W-1)和超高的探测灵敏度(D*shot=8.21×1016 Jones,D*1/f=1.88×1015 Jones)。此外,为了提高OPTs的响应速率,研究了经典溶剂添加剂1,8-二碘辛烷（1,8-diiodooctane,DIO）对OPTs活性层形貌和探测性能的影响,发现DIO使得OPTs中的BHJ形成互穿不连续相,有效地提高了OPTs的响应速率（从标准器件的tr=27.1 ms和tf=113.1 ms到DIO器件的tr=15.7 ms和tf=69.6 ms）。3、将电子/空穴双陷阱体系拓展到双电子陷阱体系,选择电荷捕获更加温和的氧化锌纳米粒子（Zn O nanoparticles,Zn O-NPs）,Zn O-NPs相对Ag-NPs较弱的捕获作用,在有效提升光电流和暗电流比的同时不损害响应速度,很好地实现了多参数之间的平衡和同步提升。在硅片和PMMA之间加入了电荷捕获作用相对金属纳米粒子弱的Zn O-NPs。通过调节Zn O-NPs和PMMA的厚度,可以实现无光照和光照下不同的电荷捕获作用。暗态下,Zn O-NPs不捕获电子,保持低的暗电流,而光照下,Zn O-NPs有效地捕获活性层中的电子,导致开启电压右移,获得了大的光电流和Ilight/Idark值,从而获得了高的OPTs探测性能。当Zn O-NPs和PMMA厚度分别为16 nm和30 nm时,OPTs具有超高的R和D*等探测性能。-60 V源漏电压、2 V栅极电压和0.031 m W cm-2（820nm）下,R、增益（Gain,G）、D*shot和D*1/f分别为3.23×10~3A·W-1、4.92×10~3,2.78×1016Jones和8.98×1014Jones。由于Zn O NPs相对较弱的电子捕获作用,在上述条件下,ZnO-NPs对NIR OPTs的响应速率没有影响。