有機(jī)光電探測器(organic photodetectors,OPDs)具有生產(chǎn)成本低、容易大面積制備和工作范圍廣等優(yōu)點(diǎn)廣泛應(yīng)用于光線傳感,環(huán)境監(jiān)測和人機(jī)交互等許多領(lǐng)域。但目前光敏二極管結(jié)構(gòu)的OPDs普遍存在工作電壓偏高、響應(yīng)光譜范圍較窄和器件性能較差的問題。為了解決上述問題,本論文提出采用多元體異質(zhì)結(jié)(bulk heterojunction,BHJ)的方式制備低偏壓下覆蓋可見光波長范圍的高探測率OPDs。首先制備了三種三元 BHJ 器件,其中活性層分別為 P3HT:PTB7:PC61BM、PTB7:PCPDTBT:PC61BM和P3HT:PCPDTBT:PC61BM。通過實(shí)驗(yàn)的方法分析了不同質(zhì)量比的第三組分添加到活性層中對薄膜光學(xué)特性和OPDs電學(xué)特性的影響,研究發(fā)現(xiàn)以上三元OPDs雖然拓寬了響應(yīng)光譜的范圍,但器件在不同波段響應(yīng)的均衡性較差。其次,對上述三元OPDs中不同給體材料之間的相互作用進(jìn)行PL光譜分析,研究發(fā)現(xiàn)PTB7與P3HT、PTB7與PCPDTBT之間為激子解離作用,提高了活性層中的激子總數(shù),P3HT與PCPDTBT之間為能量傳遞作用,提高了激子在活性層中的解離概率。最...

【文章頁數(shù)】：75 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 前言
    1.2 有機(jī)光電探測器的技術(shù)簡介
        1.2.1 有機(jī)光電探測器的發(fā)展與現(xiàn)狀
        1.2.2 有機(jī)光電探測器的應(yīng)用前景
    1.3 目前存在的問題
    1.4 本論文主要內(nèi)容
    1.5 本章小結(jié)
2 有機(jī)光電探測器工作原理與特性參數(shù)
    2.1 有機(jī)光電探測器的工作原理
        2.1.1 激子的產(chǎn)生
        2.1.2 激子的擴(kuò)散
        2.1.3 激子的解離
        2.1.4 自由載流子的輸運(yùn)
        2.1.5 自由載流子的收集
    2.2 有機(jī)光電探測器的常用結(jié)構(gòu)
        2.2.1 單活性層結(jié)構(gòu)
        2.2.2 多元活性層平面異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)
        2.2.3 多元活性層體異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)
        2.2.4 多元活性層混合異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)
    2.3 有機(jī)光電探測器的特性參數(shù)
        2.3.1 光響應(yīng)度
        2.3.2 比探測率
        2.3.3 外量子效率
        2.3.4 線性動態(tài)范圍
        2.3.5 響應(yīng)時間
    2.4 本章小結(jié)
3 四元寬光譜有機(jī)光電探測器的研究方案以及實(shí)驗(yàn)制備
    3.1 實(shí)驗(yàn)材料和器件結(jié)構(gòu)
    3.2 研究方案
    3.3 器件的制備和測試表征
        3.3.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備
        3.3.2 實(shí)驗(yàn)工藝
        3.3.3 測試分析
    3.4 本章小結(jié)
4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
    4.1 基于P3HT:PC₆₁BM三元有機(jī)光電探測器特性研究
        4.1.1 P3HT:PC₆₁BM中添加PTB7 對有機(jī)光電探測器光電特性的研究
        4.1.2 PTB7:PC₆₁BM中添加PCPDTBT對有機(jī)光電探測器光電特性的研究
        4.1.3 P3HT:PC₆₁BM中添加PCPDTBT有機(jī)光電探測器光電特性的研究
    4.2 P3HT:PBDT-TT-F:PBDT-TT-C:PC₆₁BM四元有機(jī)光電探測器的特性研究
        4.2.1 添加PBDT-TT-F的三元有機(jī)光電探測器的特性總結(jié)
        4.2.2 四元器件的制備
        4.2.3 添加PBDT-TT-F和 PBDT-TT-C對器件光學(xué)特性的影響
        4.2.4 添加PBDT-TT-F和 PBDT-TT-C對器件電學(xué)特性的影響
        4.2.5 本節(jié)小結(jié)
    4.3 本章小結(jié)
5 結(jié)論與展望
    5.1 結(jié)論
    5.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間主要研究成果



本文編號：3736680