[发明专利]有机光电探测器及其制备方法

说明书

本发明公开了一种有机光电探测器及制备方法，采用的溶液旋转涂布法制备主要功能层，该方法制备工艺简单，成本低廉，机械性能高，适合制备柔性可穿戴设备。功能层材料都采用的是纳米颗粒分散液，且该分散液的溶剂是易挥发性的溶剂，可在旋涂之后低温或者室温中去除溶剂，形成高效的器件功能层材料，无需经过高真空蒸镀或者高温退火结晶等复杂工艺方式制备，成本低廉，更加适合大规模制造。活性层有机材料是体异质结的PN结材料，该材料可与多种功能层材料形成有效接触，且能和功能层材料形成功函数匹配。本发明有机光电探测器材料制备方法简单，可实现低温或者室温制备，工艺要求低、成本低廉、机械性能，好适合刚性和柔性基板的器件制备。

技术领域

本发明涉及一种光电器件及其制备方法，特别是涉及一种有机光电器件及其制备方法，应用于光探测及成像技术领域。

背景技术

光电子技术是一门涵盖广泛的技术领域，不仅涉及到光信号的产生，还涉及到光信号的接收与检测，它通过将接收到的光辐射量转化为另外一类便于实际操作可测量的物理量，通常转化为电量，实现对目标探测的最终目的。光电探测及成像是目前光电子技术应用的一个及其重要分支，可对目标清晰成像，满足军事和民事应用的需求。光电成像器件需要满足一下要求:更高灵敏度来满足对远距离微弱光目标的探测需求；更高时间分辨率满足对目标的多维度成像；此外还要求更加小型化，高可靠性，更大规模生产，更小功耗，价格便宜等。光电二极管是光电探测器的一种，和普通的二极管有相同的结构，都是由一个PN结构构成，在工作特性上和普通的二极管相同。异质结的光电二极管是在同质结探测器的基础上发展，可以大大提高探测灵敏度，在此基础上基于有机材料的光电二极管因为其制造成本低、重量轻薄，机械性能好适合柔性可穿戴，被认为是新一代光电探测及成像技术基础器件。

从国内已有的有机光电二极管技术来看，目前基本处于初级阶段，其中采用体异质结有机材料作为活性吸收层的技术还比较少，而且在结构设计和制备工艺上还存在一些不足。现有专利技术中，公开号为CN 102468441 A的专利在电极和基板之间设置闪烁体和体异质结混合式光敏层进行间接X射线转换实现X射线探测；公开号为CN 108461634 A的专利提供了一种可以同时独立探测两种不同波长或者不同波段光信号，同时制备了两层工作有几层组成第一探测单元和第二探测单元；公开号为CN 108417716 A的专利发明的一种有机近红外光电探测器的制备方法，有机活性层是采用的多平面结构，探测器的吸收波长可以通过材料分子设计进行调节；公开号为CN 108365107 A的专利设计了一种多通道叠层有机光电探测器，通过叠加的方式将多个结构相同的基础有机层构筑成的多通道光电探测器，实现波双波长或双波段光信号的同时分立检测。

现有技术在制备有机光电探测器时，需经过高真空蒸镀或者高温退火结晶等复杂工艺方式制备，其有机材料遇高温容易碳化，导致材料失效，成本高，随着光电技术领域向大面积、高质量和长寿命新一代光电探测及成像技术基础器件方向发展，制备工艺简单、成本低廉、机械性能高、适合制备柔性可穿戴设备的新一代光电探测器件成为亟待解决的技术问题。

发明内容

为了解决现有技术问题，本发明的目的在于克服已有技术存在的不足，提供一种有机光电探测器及其制备方法，采用溶液旋涂低温制备的有机光电探测器。特别是由于大部分有机材料遇高温容易碳化，导致材料失效，所以在器件制备的过程中不宜采用退火结晶的制备工艺，本发明中的有机光电探测器材料制备方法简单，可实现低温或者室温制备，工艺要求低、成本低廉、机械性能，好适合刚性和柔性基板的器件制备。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种有机光电探测器，依次由基板、负电极ITO导电膜层、第一功能层、有机活性工作层、第二功能层和正电极层依次复合形成多层器件结构，有机活性工作层3采用体异质结混合材料制成，进行吸收探测光线，形成光生载流子；

第一功能层作为电子传输层，并作为空穴阻挡层；

第二功能层作为空穴传输层，并作为电子阻挡层；