[发明专利]有机光电二极管、X射线探测器及其制备方法

说明书

本发明提供一种有机光电二极管、X射线探测器及其制备方法，采用溶液法制备有机光电二极管、有机薄膜晶体管，从而可采用低成本的设备进行生产，简化制备工艺，节约成本；将有机光电二极管及有机薄膜晶体管相结合，适合于制备柔性的X射线探测器；在有机光电二极管中，有机活性层的带隙可调，因此可提高有机光电二极管的外量子效率，进而提高X射线探测器的灵敏度；在有机薄膜晶体管中，有机沟道层的载流子迁移率较高，因此可提高有机薄膜晶体管的开关速率。

技术领域

本发明属于探测技术领域，涉及一种有机光电二极管、X射线探测器及其制备方法。

背景技术

直接数字化X射线摄影技术(Direct Digital Radiography，DR)出现于20世纪90年代，因其具有优异的图像质量、优异的后处理功能、低X射线剂量、高效存储、高效传输、节约资源及工作效率高等一系列显著的优点，在医学成像、工业检测等领域得到了越来越广泛的应用。

探测器是DR系统中最关键的部件，由感光器阵列(Sensor array)和外围电路模块组成，可以将穿过物体之后的X射线信号转换为电信号，最终由计算机处理成像。在主流的间接式探测器中，X光子先经闪烁体转化为低能量的光子，而后被光电二极管(Photodiode，PD)捕获产生电子空穴对，再由薄膜晶体管(Thin Film Transistor，TFT)阵列控制读出，最终形成数字图像。

得益于液晶显示和光伏产业的发展，大面积非晶硅(amorphous Silicon，a-Si)薄膜制备技术越发成熟、稳定，目前，一般采用等离子体增强化学气相沉积法(PECVD)制备大面积的a-Si薄膜。当前的探测器多以p-i-n a-Si光电二极管作为光敏元件，并以a-Si基的TFT作为寻址开关元件。对于光敏元件光电二极管的制备，在逐层生长n型、i型和p型a-Si薄膜之后，需要刻蚀掉部分区域的a-Si薄膜，整个制备过程中需采用PECVD等昂贵设备，成本较高；此外，a-Si材料的载流子迁移率较低，基于a-Si材料制备的TFT开关速度相对较慢，在高频成像领域的应用受到了限制。

因此，提供一种有机光电二极管、X射线探测器及其制备方法，以降低制备成本并提高成像效率，实属必要。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种有机光电二极管、X射线探测器及其制备方法，用于解决现有技术中基于a-Si材料的光电二极管、X射线探测器制备成本高及X射线探测器TFT开关速度慢的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种有机光电二极管，所述有机光电二极管包括自下而上依次叠置的第一导电传输层、P3HT:PCBM活性层、第二导电传输层及透明顶电极层。

可选地，所述第一导电传输层包括电子传输层，所述第二导电传输层包括空穴传输层；或所述第一导电传输层包括空穴传输层，所述第二导电传输层包括电子传输层。

可选地，所述电子传输层包括TiO₂层、SnO₂层及ZnO层中的一种或组合；所述空穴传输层包括NiO层、spiro-OMeTAD层、PEDOT:PSS层、WoO₃层、CuSCN层及CuGaO₂层中的一种或组合。

本发明还提供一种X射线探测器，所述X射线探测器包括上述任一有机光电二极管。

可选地，所述X射线探测器包括有机薄膜晶体管，所述有机薄膜晶体管包括底栅有机薄膜晶体管或顶栅有机薄膜晶体管。

可选地，所述有机薄膜晶体管包括并五苯沟道层。

可选地，所述有机薄膜晶体管包括SU-8栅极绝缘层及SU-8钝化保护层。

本发明还提供一种有机光电二极管的制备方法，采用溶液法制备上述任一有机光电二极管。