用于光传感应用的金属卟啉/PEDOT:PSS薄膜中电荷传输与导电机制的分析

《Surfaces》：Analysis of Charge Transport and Conduction Mechanisms in Metal Porphyrin/PEDOT:PSS Films Used in Light-Sensing Applications

　　

摘要

本研究提出对光敏电阻传感器的研究，这些传感器由分散在聚(3,4-亚乙基二氧噻吩):聚(4-苯乙烯磺酸)(PEDOT:PSS)基质中的异质结(BHJs)组成，由钴和钯卟啉(CoOEP和PdOEP)制成，并与乙基蒽醌(EAQ)混合。使用原子力显微镜进行形貌表征。此外，通过透过率和荧光对异质结进行了表征，两者的能隙均为3.6 eV，且与卟啉中的金属无关。然而，透过率和荧光与宏观环中的金属更密切相关。以PdOEP-EAQ/PEDOT:PSS和CoOEP-EAQ/PEDOT:PSS薄膜为活性层，制备了灵敏的电阻传感器，并通过在相同的聚合物基质中将SnO₂和ZnO纳米颗粒嵌入PEDOT:PSS以及铝羟基喹啉来进行优化。在Tetra Pak和玻璃基底上制备的器件在白光照和黑暗条件下，在?1.1至1.1 V的电压范围内进行了电学表征。结果表明，在暗条件下沉积SnO₂-PEDOT:PSS和ZnO-PEDOT:PSS的玻璃器件显示出改进的电导线性。此外，对于SnO₂-PEDOT:PSS/CoOEP-EAQ器件，估算了电子迁移率和自由载流子密度，得到以下值