[发明专利]有机光检测器

说明书

一种有机光检测器，其包括电子阻挡层，其中该电子阻挡层通过在黑暗无光子的条件期间防止电子从有机光检测器的阳极行进到有机光检测器的光活性层从而防止和/或减小暗电流。该电子阻挡层是由具有下式的化合物形成：[M]^a+[X]_a^‑(通式(I))，其中：M是金属；X是CN、SCN、SeCN或TeCN；并且a为至少1。

背景技术

本公开涉及有机光检测器，并且更具体地涉及用于有机光检测器的电子阻挡层。

有机电子器件包含有机半导体材料，并且此类器件包括有机发光器件、有机场效应晶体管、有机光伏器件和有机光检测器(OPD)。

美国专利US 9,685,567描述了一种纳米复合OPD，其中活性层包括纳米复合材料，该纳米复合材料具有与纳米颗粒或有机电子捕获颗粒混合的聚合物。所述光检测器OPD在不被光照射时具有低的暗电流，并且在被光照射时具有高的导电率，其中光穿过阳极并被活性层吸收。

美国专利US 9,391,287描述了一种有机半导体器件以及制造该半导体器件的方法，该有机半导体器件包括使用溶液加工利用碘化铅(I I)和卤化甲基铵形成的钙钛矿层。所述有机半导体器件可用于光伏器件。

美国专利US 9,508,945描述了光谱可调的宽带有机光检测器及其制造方法。

美国专利US 7,816,715针对于具有增加的效率的有机光敏光电器件。日本专利JP05349156涉及一种有机光敏光电器件。

Treat，N.D.等人，Appl.Phys.Lett.，107，1涉及用作有机光伏(OPV)电池中的空穴收集/传输层(HTL)的无机分子半导体硫氰酸铜(I)(CUSCN)。

Chaudhary，N.等人，Opt.Mater.，69，367公开了二甲亚砜(DMSO)在CUSCN的溶液加工薄膜沉积中的用途，作为有机太阳能电池中的空穴传输层。

Wijeyasinghe等人，Adv.Funct.Mater，27，25报告了由氨水处理的硫氰酸铜(I)(CuSCN)空穴传输层(HTL)的开发，作为常规正烷基硫醚溶剂的新型替代品。

发明概述

下面阐述本文公开的某些实施方案的方面的概述。应当理解，呈现这些方面仅仅是为了向读者提供这些实施方案的简要概述，并且这些方面并不意图限制本公开的范围。实际上，本公开可以涵盖可能未阐述的多个方面和/或方面的组合。

在许多OPD中，暗电流(其是对于在没有任何光子入射到OPD上时流过OPD的电流所使用的术语)可影响OPD的光子检测极限。为了减小暗电流，可以向OPD中纳入一个材料层，其中该层被配置为在黑暗、无光子的条件下抑制电子从阳极向光活性层的转移。这样的层通常被称为电子阻挡层，因为在黑暗条件下该层通过“阻挡”电子从阳极向光活性层行进来减小暗电流。然而，在OPD中形成电子阻挡层可能是有问题的，例如直接向OPD的光活性层上溶液加工电子阻挡层，向OPD的光活性层上施加EBL的常见方式可能溶解该光活性层。

OPD的设计考虑不同于太阳能电池(例如有机光伏OPV)的设计考虑。尽管高功率转换效率是太阳能电池的主要焦点，但光检测器设计中的一个关键要点是减小暗电流。通过减小暗电流，可以提高比检测率。优选地，减小暗电流而不损害器件的响应度和/或EQE。另外，在大多数太阳辐照所处的波长下(例如λ＜900nm)太阳能电池通常需要相对较宽的光谱响应。另一方面，光检测器通常工作在特定的窄光谱带中，这可取决于具体的应用。例如，本文所述的OPD可适合于检测电磁光谱的NIR区域中的光，其中来自太阳的辐照被耗尽(例如，＞940nm，1150nm，或1400nm)。