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基于金属配合物的有机光伏型光探测器的研究

王俊博  
【摘要】:有机探测器因为它具有探测范围广,可选取的原料多,造价低廉,能制作在柔性衬底上等诸多优点,近些年来得到广泛的研究。 我们以稀土金属的喹啉配合物(REq) (RE = Y, La,Gd, Eu, or Lu)作为电子受体(A),星形爆炸物(m-MTDATA)为电子给体(D),制作了一系列光伏器件。在m-MTDATA:Gdq混合比例为1:1时,Gdq的器件光伏性能和探测器性能是所有器件中最好的。在365nm紫外线照射下,能量转化效率达到2.52%,在反向偏压为7.5V时该器件有最大的光响应度230mA/W。这个结果比相应的无机探测器和最近报导的有机探测器都要高得多。而且器件在可见区内并没有响应。该器件的性能最好,是因为在几种探测器中和几种混合比例下,它的体发射和激基复合物发射最弱。如此高的响应度根本原因是在D:A分子界面上孪生电子空穴对的分解占优势。我们还对机理进行了详细的讨论。除此之外,我们还在紫外灯和荧光灯下对器件进行了老化测试。 我们制作了一个探测808nm近红外线的有机探测器。探测器的结构为ITO/CuPc (10nm)/CuPc:F16CuPc (1:2, 30nm)/F16CuPc (20nm)/LiF (1nm)/Al。其中,CuPc和F16CuPc分别为酞菁铜和它的一种氟化衍生物。探测器的响应时间约是80ns,响应带宽为14MHz。这比以前报导的器件性能都要好,探测的近红外范围也更宽。如此高的探测器性能是材料高的载流子迁移率,大的边带偏移和巧妙的器件结构设计的结果。我们还对机理进行了详细的讨论。


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