具有超低暗电流的近红外有机光电探测器，适用于光电容积描记仪传感器和光通信应用

《ACS Applied Materials & Interfaces》：Near-Infrared Organic Photodetectors with Ultralow Dark Current for Photoplethysmogram Sensor and Optical Communication Applications

暗电流抑制三元混合策略有效降低有机光电探测器陷阱密度，暗电流密度降至3.21×10-10 A/cm2，探测度超1013 Jones，拓展至300-1100nm光谱及PPG/光通信应用

　　

抑制有机光电探测器（OPDs）中的暗电流（及噪声）对于设计高灵敏度设备至关重要。目前，导致OPDs产生暗电流的物理机制已经明确，主要包括：由于薄膜质量不佳而产生的分流漏电流、在反向偏压下由于电极与半导体之间的势垒高度不足导致的电荷注入、以及被捕获的载流子引起的陷阱电流等。然而，开发高灵敏度OPDs的主要障碍在于缺乏对陷阱态密度的控制，同时还要保持较低的界面陷阱控制电荷注入水平；这对于受到多种电子噪声影响的近红外（NIR）OPDs尤为重要。在此，我们提出了一种三元混合策略，将第三种组分聚合物受体N2200引入基于宽带隙聚合物供体PCE10和窄带隙小分子受体COTIC-4F的NIR OPD中。添加17 wt%的N2200后，陷阱密度从5.25 × 10¹⁵ cm^–3降低到2.16 × 10¹⁵ cm^–3。性能最佳的器件在?0.1 V偏压下表现出极低的暗电流密度（3.21 × 10^–10 A cm^–2），并且在覆盖300–1100 nm的宽光谱范围内具有超过10¹³ Jones的高特定检测率。我们还展示了利用这些高灵敏度NIR OPDs实现光电容积描记（PPG）传感器和光通信应用的可行性。