[发明专利]一种近红外光有机光传感器及近红外光传感方法

说明书

技术领域

本发明涉及有机光传感器(Organic Photo Detector,OPD)和传感技术(Sensing Technology)领域，尤其涉及一种近红外光有机光传感器和近红外光传感方法。

背景技术

有机光传感器透过吸收光能转换成电子讯号测量光通量或是光功率，且具有可挠曲、成本低、体积小、轻薄、制程温度较低等优点，可制作在塑料基板上，易于与其它的有机光电组件整合，具发展潜力，具有像是可调整电子产品屏幕亮度、血氧浓度侦测、手掌血管扫描等用途，目前有机光传感器的材料多为P3HT:PCBM(poly(3-hexylthiophene)：[6,6]-phenyl-C61-butyric acid methyl ester)，具有成本低，易合成等优点，但其吸光区为400～600nm，因此感测区范围较小，应用性较少，且目前已知最高的用于有机光传感器的感测区范围仅约700nm。

有鉴于此，如何改进有机光传感器，以侦测近红外光范围的讯号，是业内相关技术人员亟待解决的一项课题。

发明内容

针对现有技术中的有机光传感器的感测区范围存在的上述缺陷，本发明利用PDPP3T(Poly-(diketopyrrolopyrrole-terthiophene))材料做为有机光传感器的主动层材料材料作为有机光传感器的主动层材料，提供了一种可感测近红外光范围的近红外光有机光传感器及一种近红外光传感方法。PDPP3T为习知的有机光伏电池材料，能隙为1.3eV，可吸收900nm的近红外光，因此本案利用PDPP3T搭配PCBM([6,6]-Phenyl-C61-butyric acid methyl ester)形成PDPP3T:PCBM制作可吸收近红外光的有机光传感器的主动层。PDPP3T具有有机太阳能电池(Organic Photovoltaic,OPV)的光电转换特性，在有机光伏电池应用上，搭配碳60(C60)或碳70(C70)，其光电转换效率分别可达3.8或4.7％，光伏电池施给正向偏压，设计目的为希望照射太阳光后转换出的光电流越大越好。本案的近红外光有机光传感器施给负向偏压以感测光，在波长范围为800～900nm的近红外光照射下有很好的光电流表现，亦有良好的光暗电流比值，在不同照度下皆具有良好的线性度表现，且与市售可见光有机光传感器材料P3HT:PCBM相比，具有类似的光暗电流表现，由PDPP3T:PCBM做为主动层用于本案近红外光有机光传感器，可感测近红外光范围的讯号。

依据本发明的一个方面，提供了一种近红外光有机光传感器(Near-Infrared Organic Photo Detector,NIR OPD)，包括：偏压源，包括正极和负极；阴极，连接偏压源的正极；阳极，连接偏压源的负极；以及主动层，设置于阴极和阳极之间，主动层包括PDPP3T:PCBM。

优选地，更进一步包括至少电洞传递层、电子传递层或其组合，电洞传递层设置于主动层和阳极之间，电子传递层设置于主动层和阴极之间。

优选地，包括电洞传递层，电洞传递层包括PEDOT:PSS(Poly(3,4-ethylenedioxythiophene):Polystyrene sulfonate)或其它适合的材料。

优选地，阴极包括钙/铝、铝、氟化锂/铝或其它适合的材料，阳极包括氧化铟锡或其它适合的材料。

优选地，近红外光有机光传感器包括电洞传递层和电子传递层，电洞传递层包括氧化钼或其它适合的材料，电子传递层包括氧化锌或其它适合的材料，阴极包括氧化铟锡或其它适合的材料，阳极包括银或其它适合的材料。

依据本发明的一个方面，提供了一种近红外光传感方法，包括下列步骤：提供阴极和阳极；提供感光材料，设置于阴极和阳极之间，感光材料包括PDPP3T:PCBM；以及于阴极和阳极两端提供负向偏压。

优选地，更进一步包括至少电洞传递层、电子传递层或其组合，电洞传递层设置于主动层和阳极之间，电子传递层设置于主动层和阴极之间。

优选地，包括电洞传递层，电洞传递层包括PEDOT:PSS或其它适合的材料。

优选地，阴极包括钙/铝、铝、氟化锂/铝或其它适合的材料，阳极包括氧化铟锡或其它适合的材料。

优选地，近红外光有机光传感器包括电洞传递层和电子传递层，电洞传递层包括氧化钼或其它适合的材料，电子传递层包括氧化锌或其它适合的材料，阴极包括氧化铟锡或其它适合的材料，阳极包括银或其它适合的材料。

附图说明