卤代烷氧基噻吩添加剂可提升有机光电探测器的性能

《Advanced Optical Materials》：Halogenated Alkoxythiophene Additives Enhance the Performance of Organic Photodetectors

通过添加卤代烷氧基噻吩衍生物（MT-X）优化有机光电探测器活性层形貌，系统模拟表明其调控非富勒烯受体相分离与分子排列，提升电荷传输效率，降低陷阱密度和复合损失。器件在635 nm处实现5.93×10^13 Jones的检测度，并扩展可见光至近红外响应范围。

　　

摘要

活性层的形态优化对于实现高性能有机光电探测器（OPDs）至关重要。利用添加策略的简单性和有效性，一系列卤代烷氧噻吩衍生物（MT–X）被用作添加剂，以改善体异质结活性层的形态，从而提高OPDs的检测能力。系统模拟表明，MT–X的引入有效地调节了非富勒烯受体在薄膜形成过程中的聚集行为，促进了有利的相分离和分子排列。在基于PM6:BTP-eC9系统的OPD器件中，添加剂的运用使得活性层内形成稳定的纤维状聚集体并具有高质量的分子结晶性。这种形态上的改进显著增强了电荷的产生和传输。此外，MT–X还降低了器件的陷阱密度和复合损失，从而提高了光电流密度和响应度。在0 V偏压下，添加MT–Cl、MT–Br和MT–I显著抑制了暗电流密度，分别在635 nm处的比检测率达到了1.91 × 10¹³、3.06 × 10¹³和5.93 × 10¹³ Jones。同时，这些添加剂还增强了器件的线性动态范围和响应速度，使OPDs具备了明显的可见光到近红外传感能力，并在实际应用中具有巨大潜力。本研究提供了一种简单有效的策略，用于优化有机光电器件的形态和性能。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。

数据可用性声明

支持本研究结果的数据可在本文的补充材料中找到。