[发明专利]一种兼具窄带及宽带光探测能力的倍增型有机光电探测器

权利要求书

1.一种在反向偏压和双向光照下实现兼具窄带及宽带光探测能力的倍增型有机光电探测器，其特征在于，所述倍增型有机光电探测器包括：透明基底，设置在该透明基底上的透明阳极，设置在该透明阳极上的阳极修饰层，设置在阳极修饰层上的有源层，以及设置在该有源层上的半透明金属阴极；

其中，所述反向偏压为通过外接电源的正极与所述半透明金属阴极连接，负极与所述透明阳极连接，以向有机光电探测器所提供；所述双向光照为有机光电探测器在光从透明阳极一侧入射时产生窄带响应，在光从半透明金属阴极一侧入射时产生宽带响应；所述半透明金属阴极为铝、银、金中的一种，厚度为10-30纳米；所述有源层的厚度为2.0-5.0微米，所述有源层为电子给体材料与电子受体材料的共混薄膜，所述电子给体材料和电子受体材料的重量比为5:1-200:1。

2.根据权利要求1所述的倍增型有机光电探测器，其特征在于，所述半透明金属阴极为铝，厚度为16纳米。

3.根据权利要求1所述的倍增型有机光电探测器，其特征在于，所述电子给体材料为聚(3-己基噻吩)、联二噻吩聚合物中的一种或者它们中的一种与窄带隙材料的混合物；所述窄带隙材料为PTB7-Th、Si-PCPDTBT、硫化铅量子点中任一种；所述电子受体材料为富勒烯衍生物、非富勒烯受体中的一种，所述富勒烯衍生物为[6,6]-苯基C71-丁酸甲基酯或茚-C60双加合物；所述非富勒烯受体为DC-IDT2T或ITIC。

4.根据权利要求1所述的倍增型有机光电探测器，其特征在于，所述透明基底为玻璃、透明聚合物柔性材料中的一种；其中，透明聚合物柔性材料为聚乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯或聚丙烯酸中的一种。

5.根据权利要求1所述的倍增型有机光电探测器，其特征在于，所述透明阳极为氧化铟锡。

6.根据权利要求1所述的倍增型有机光电探测器，其特征在于，所述阳极修饰层为聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸、三氧化钼、聚[双(4-苯基)(4-丁基苯基)胺]中的一种；所述阳极修饰层厚度为10-30纳米。

7.一种在反向偏压和双向光照下实现兼具窄带及宽带光探测能力的倍增型有机光电探测器的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：在透明基底上制备透明阳极；

步骤2：在所述透明阳极上制备阳极修饰层；

步骤3：在所述阳极修饰层上制备厚度为2.0-5.0微米的有源层，

其中所述有源层为电子给体材料与电子受体材料的共混薄膜，所述电子给体材料和电子受体材料的重量比为5:1-200:1；

步骤4：在所述有源层上制备半透明金属阴极，包括：将步骤3中得到的样品放入放置有铝锭、银锭或金锭的真空腔中，所述真空腔中的压强低于1×10^-4帕；加热铝锭、银锭或金锭使其蒸发，蒸发速率为0.2纳米/秒，蒸镀厚度为10-30纳米；

其中所述反向偏压为通过外接电源的正极与所述半透明金属阴极连接，负极与所述透明阳极连接，以向有机光电探测器所提供；所述双向光照为有机光电探测器在光从透明阳极一侧入射时产生窄带响应，在光从半透明金属阴极一侧入射时产生宽带响应。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述步骤1包括：将氧化铟锡镀在所述透明基底上，然后分别浸泡于去离子水、无水乙醇中，用超声波清洗仪清洗；清洗干净后用氮气吹干，将干燥的衬底用等离子清洗仪处理1min。

9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述步骤2包括：在步骤1制备的透明阳极上旋涂聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸、三氧化钼或聚[双(4-苯基)(4-丁基苯基)胺]，旋涂速率为5000转/分，旋涂时间40秒，然后放在150摄氏度的加热台上退火10分钟；

所述步骤3包括：将聚(3-己基噻吩)、联二噻吩聚合物中的一种或者它们中的一种与窄带隙材料中一种的混合物作为电子给体材料，将富勒烯衍生物或非富勒烯受体中的一种作为电子受体材料；所述电子给体材料与电子受体材料按照重量比5:1-200:1溶于邻二氯苯中，制备成混合溶液，将所述混合溶液均匀滴涂在步骤2制备的阳极修饰层上，再加热使邻二氯苯快速挥发，留下厚度为2.0-5.0微米电子给体材料与电子受体材料的共混薄膜，其中，所述加热温度为80-120摄氏度。