综述：光电倍增型有机光电探测器：机制研究及面向新一代传感平台的集成

这篇综述系统阐述了光电倍增型有机光电探测器（PM-OPDs）通过内部增益机制突破传统100%外量子效率（EQE）限制的核心优势，重点分析了陷阱调控、载流子阻断层等器件优化策略，并展望了其在生物传感、弱光成像等领域的应用潜力。

　　

Abstract

光电倍增型有机光电探测器（PM-OPDs）凭借突破传统极限的外量子效率（EQE>100%）和可调光谱响应特性，成为新一代光电器件的研究热点。其核心机制依赖于体异质结陷阱和界面载流子捕获效应，通过载流子阻断层设计可显著提升性能。近年来发展的窄带、双波段和双模式功能化器件，更展现出独特的光谱选择性和多场景适用性。

工作机制与材料创新

PM-OPDs的增益效应源于空穴/电子在活性层陷阱态中的局域化积累，其中聚合物给体（如P3HT）与富勒烯受体（PC₆₁BM）形成的体异质结体系是典型代表。研究发现，通过引入氧化锌（ZnO）等载流子阻挡层，可有效抑制暗电流并实现>10⁴的增益系数。近期开发的非富勒烯受体（如ITIC）进一步将响应范围扩展至近红外区。

功能化器件设计

窄带PM-OPDs通过光学微腔效应或电荷收集窄化（CCN）技术，成功实现半高宽<50nm的窄带检测。双波段器件则利用串联结构或波长依赖的陷阱分布，实现对可见/近红外的同步监测。更有研究团队开发出光强-波长双模式探测器，可通过单器件切换生物标记物检测与光谱分析功能。

应用场景与挑战

在生物医学领域，PM-OPDs已用于微流控芯片上的荧光免疫检测，其超高灵敏度可识别fM级肿瘤标志物。柔性器件与有机发光二极管（OLED）的集成，则为可穿戴健康监测提供了新思路。然而，响应速度（通常>1ms）和长期光稳定性仍是产业化的主要瓶颈，未来需通过新型界面钝化层和交联材料体系加以突破。

Conflict of Interest

作者声明无利益冲突。