[发明专利]光伏型有机紫外半导体探测器

说明书

技术领域

本发明涉及光电技术领域，尤其是一种光伏型的有机紫外半导体探测器。

背景技术

紫外线是电磁波谱中波长从10nm到400nm辐射的总称，不能引起人们的视觉。紫外探测器则是用于探测紫外光的设备，在环境监测、森林防火、科学研究、导弹告警等军民用领域有着广泛的应用。

现有的用于制作紫外探测器的材料主要有ZnO、GaN、SiC等无机宽带隙半导体材料，它们的特点是制备温度高，应用波段范围窄，价格昂贵，因此限制了紫外探测器的发展应用。德国西门子公司和奥尔登堡大学报道了基于有机半导体材料的可见光-紫外探测器，而其他国家的研究者虽合成出了具有紫外吸收特性的有机半导体材料，如2,6-双取代茚并芴衍生物和二硫代氨基甲酸酯类等，但未将其应用于有机紫外探测器上。如有机紫外半导体材料作为一种光电响应材料能应用于紫外探测器上，则可克服无机半导体材料的缺点，实现制备成低成本、大面阵的紫外探测器。

发明内容

本发明所要解决的就是目前无机紫外探测器成本高、不易实现光伏探测、不能实现柔性基底探测等要求的问题，提供一种光伏型的有机紫外半导体探测器。

本发明的一种光伏型有机紫外半导体探测器，在衬底上设置各功能层构成，各功能层从衬底向上分别设置低功函电极层、有机紫外半导体层和高功函电极层构成顶探测器；或是从衬底向上分别设置高功函电极层、有机紫外半导体层和低功函电极层构成底探测器，其特征在于衬底、高功函电极层、有机紫外半导体层和低功函电极层分别是：

衬底是Si基衬底、非晶玻璃衬底、石英衬底、多晶陶瓷衬底或是柔性塑料衬底；

低功函电极层由材料Na、Ag、Mg、Al、Zn、Ti、Cd、Ca、K、Li、U、In、Cs、Gd、Hf、La、Mn、Nb、Pb、V或Zr单独形成单质电极，或是至少两种的材料形成合金电极，或是不同单质形成多层电极；

有机紫外半导体层由蒽、菲或芴，或者以它们为母体的衍生物或以它们及它们的衍生物为单体形成的聚合物；

高功函电极层由材料Au、Cu、Cr、Ni、Co、C、Si、Pd、Pt、Se、ITO、AZO、Fe、Ir或Os单独形成单质电极，或是至少两种的材料形成合金电极，或是不同单质形成多层电极。

所述的功能层还包括电子传输层和空穴传输层，电子传输层在探测器是顶探测时设置于低功函电极层上，在探测器是底探测时设置于低功函电极层下；空穴传输层在探测器是顶探测时设置于高功函电极层下，在探测器是底探测时设置于高功函电极层上，其中：

电子传输层由材料Alq₃、TAZ、PBD、Beq₂、DPVBi、Almq₃、OXD、BND、PV、Gaq₃、 Inq₃、Znq₂、Zn(BTZ)₂、TPBI、TPBI、ATZL、TPQ、TRZCF₃、Zn(ODZ)₂、Zn(TDZ)₂,、Al(ODZ)₃、 NPF-6、PSP或 SBBT单独形成单层薄膜，或是至少两种材料共蒸发形成复合材料薄膜，或是不同材料依次蒸发形成不同厚度的组合薄膜；

空穴传输层由材料TPD、Spiro-TPD、NPD、HTM、TPAC、TTB、NPB、Spiro-NPB、TPTE、TNB、NCB、BCB、IDB、ISB、PPD、TPOTA、MTDBB、TDAPB、BPAPF或PVK单独形成单层薄膜，或是至少两种材料共蒸发形成复合薄膜，或是不同材料依次蒸发形成不同厚度的组合薄膜。

增加的电子传输层使得器件电子的传输更为有利，而空穴传输层则是使得器件空穴的传输有利，从而增加了器件光生激子的解离。

功能层除了包括上述的电子传输层和空穴传输层外，还包括了电子收集层和空穴收集层，电子收集层在探测器是顶探测时设置于低功函电极层上，在探测器是底探测时设置于低功函电极层下；空穴收集层在探测器是顶探测时设置于高功函电极层下，在探测器是底探测时设置于高功函电极层上，其中：