基于非富勒烯受体的短波长红外成像技术：检测范围可延伸至1200纳米以上

《Advanced Materials》：Short-Wavelength Infrared Imaging with Organic Photodetectors Based on Non-Fullerene Acceptors with Detection above 1200 nm

　　

摘要

有机光探测器（OPDs）已成为下一代光检测技术的有希望的候选者。与传统无机光探测器（如硅和铟镓砷）相比，OPDs具有制造成本更低、固有的机械柔韧性和可调检测范围等优点。然而，它们的性能仍落后于传统探测器，尤其是在近红外区域。在这项工作中，合成了两种低带隙的非富勒烯受体BZIC-2F和BZIC-2Cl，这两种受体在1200纳米以上具有吸收特性。基于BZIC-2F的OPD与低成本施主材料P3HT混合后，性能得到了显著提升，实现了0.49 A W^?1（1010纳米时，电压为?2 V）的光谱响应度和1.30 × 10¹² Jones的特定检测率，其性能超过了基准商用硅探测器在短波红外（SWIR）范围内的表现，并且在300万次开关照明循环后仍保持稳定的光响应。此外，还在非晶硅背板上制备了一种空气中的原型主动矩阵成像器。该成像器具有从可见光到SWIR的宽带光检测范围，可应用于微弱红外光成像、半导体晶圆检测、激光雷达光检测和纸币验证等实际场景。结合详细的材料成本分析，这项工作首次展示了采用全有机半导体光活性层的集成主动矩阵成像器，能够实现高速SWIR成像，这凸显了其在可扩展且成本效益高的下一代SWIR光探测器方面的潜力。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。

数据可用性声明

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