基于单施主双受体三元体块状异质结的高性能光倍增型有机光电探测器

《The Journal of Physical Chemistry C》：High-Performance Photomultiplication-Type Organic Photodetectors Based on Single-Donor Dual-Acceptor Ternary Bulk Heterojunctions

有机光电探测器性能优化研究。通过向P3HT:IEICO-4F blends添加PC61BM制备PM-OPD器件，当x=1时在-15 V偏压下850 nm光照时获得最高外量子效率1353.4%，检测度7.87×1013 Jones，响应度925.96 A/W，噪声等效功率6.93×10-15 W/Hz1/2。PC61BM的引入通过形成新型激子解离界面和电子陷阱结构，显著提升激子解离效率和光生电子捕获率。

　　

为了提高基于P3HT:IEICO-4F的光电倍增型有机光电探测器（PM-OPDs）的性能，在P3HT/IEICO-4F混合物中加入了PC₆₁BM，并制备了结构为ITO/PEDOT/PSS/P3HT/PC₆₁BM/IEICO-4F(100:x:10–x, wt/wt/wt)/Al的PM-OPDs。测量了活性层薄膜的吸收光谱和光致发光光谱以及器件的电流-电压特性。结果表明，这些器件在450–980 nm的范围内具有宽光谱响应；当x = 1、2、3时，PM-OPDs的光电性能优于x = 0时的性能。在-15 V偏压下、850 nm光照条件下，这些器件的最大外部量子效率达到了1353.4%，特定灵敏度为7.87 × 10¹³ Jones，光响应度为925.96 A/W，最小噪声等效功率为6.93 × 10^–15 W/Hz^1/2。这种优异的性能可能是因为在P3HT/IEICO-4F混合物中加入PC₆₁BM会在活性层中产生新的激子解离界面和电子陷阱类型，从而提高了激子解离效率及光生电子的捕获率，进而增强了由外部空穴隧穿引起的光电倍增效应。