【摘 要】
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有机光电探测器（organic photodetectors,OPDs）拥有光谱响应范围可调、机械柔性和低成本等优点,在图像传感等方面具有广泛的应用前景。随着有机半导体领域的飞速发展,三元策略取得了重大突破。目前,三元有机光电探测器的光谱响应范围拓宽至近红外波长区域,但仍存在响应不均衡的问题。针对存在的问题,论文对四元宽光谱响应OPDs展开研究。本论文首先研究了三元体异质结结构器件,活性层分别为P
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有机光电探测器（organic photodetectors,OPDs）拥有光谱响应范围可调、机械柔性和低成本等优点,在图像传感等方面具有广泛的应用前景。随着有机半导体领域的飞速发展,三元策略取得了重大突破。目前,三元有机光电探测器的光谱响应范围拓宽至近红外波长区域,但仍存在响应不均衡的问题。针对存在的问题,论文对四元宽光谱响应OPDs展开研究。本论文首先研究了三元体异质结结构器件,活性层分别为P3HT:PC61BM:ITIC和P3HT:ITIC:IEICO-4F。第三组分的引入有助于吸收光谱的展宽,但是器件对展宽波段的响应较低。为进一步实现响应的均匀拓宽,论文将两种非富勒烯受体材料ITIC和IEICO-4F同时引入P3HT:PC61BM体系中,研究了三受体四元OPDs。相比活性层为P3HT:PC61BM:ITIC的三元器件,引入IEICO-4F的四元OPDs将吸收光谱从400-800nm拓宽至400-950nm,700nm处EQE由原来的27%提升至43%;同时四元OPDs在光照下（λ=630nm、530nm 和 460nm）的EQE分别高达 58%、67%和 66%,400-950nm 范围内的D*均达到1012Jones。引入非富勒烯受体材料后,近红外波长区域的EQE得到了明显提高,实现了覆盖可见光-近红外波长范围内的高灵敏度OPDs。研究表明:引入两种非富勒烯受体代替单一受体,能同时提高两种受体的混合比例,增强相应波段的吸收强度;受体与受体之间存在电荷转移作用,提高了激子解离效率;第三、第四组分的引入,优化了薄膜的微观形貌,实现了高且平衡的载流子迁移能力,抑制了双分子复合,为实现宽光谱高灵敏度OPDs提供了理论依据和实验方法。
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