一种有机光电探测器制备方法及制备的有机光电探测器技术

本发明专利技术公开了一种有机光电探测器制备方法及制备的有机光电探测器，制备方法中先制备透明导电电极，然后制备第一电极修饰层，然后采用包括具有温度依赖性聚集行为的有机材料的活性层溶液制备活性层，活性层制备过程采用先加热旋涂后热退火处理的分布协同热处理方法，然后制备第二电极修饰层，最后蒸镀金属电极并封装获取光电探测器，有机光电探测器包括自下而上设置的基底、透明导电电极、第一电极修饰层、活性层、第二电极修饰层和金属电极；本发明专利技术能够调控活性层相分离尺度并优化其内部构形，保持厚膜器件低暗电流密度且提升器件光响应率和外量子效率EQE，进而提高器件比探测率D*。

【技术实现步骤摘要】
一种有机光电探测器制备方法及制备的有机光电探测器
本专利技术属于有机半导体
，具体涉及一种有机光电探测器制备方法及制备的有机光电探测器。
技术介绍
光电探测器是指能够将光信号转化成电信号的器件，在军事、航天、生物医疗、光通信和图像传感等各个领域均有广泛应用。传统的无机光电探测器机械灵活性较差、制备工艺复杂且价格昂贵，限制了光电探测器在大面积、柔性、高灵敏、低成本方向的发展，而机光探测器因其具有有机光电材料种类丰富、机械灵活性优良、具有溶液可加工性和可调光谱吸收特性等特点，极大弥补了无机光电材料的不足，使其具备极大的研究空间和市场价值。暗电流密度(Jd)是光电探测器的重要性能参数之一，高的暗电流密度会降低器件对低光强光信号的敏感性，增大器件的最小可探测光强，从而降低器件的开关比、线性动态范围(LDR)和比探测率(D*)等性能。公开号为CN111952454A的中国专利技术专利公开了一种基于混合型电子传输层的有机光电探测器及其制备方法，记载了通过修饰优化载流子阻挡层来抑制暗电流的方法，公开号为CN111933798A的中国专利技术专利公开了一种有机光电探测器及制备方法，记载了通过修饰优化活性层掺杂来抑制暗电流的方法，但上述两种制备方法均会大大增加器件的制备工艺复杂度。对于有机光电探测器，增大活性层厚度是一个有效的抑制暗电流的方法。其原理在于：活性层厚度增大将减少活性层的结构缺陷，降低漏电流；此外，活性层厚度增大后也可以降低像电荷效应(imagechargeeffect)，增大了外电路电荷注入的有效势垒，从而降低了器件暗电流密度。但是，活性层厚度过大后，一般是在500nm左右时，器件光响应会出现急剧下降，光生载流子无法被有效提取，导致器件光电响应率和EQE降低，进而降低器件的比探测率D*。因此，如何在暗电流和光响应之间权衡折中，在保持低器件暗电流密度的情况下提升器件的光响应，进而实现改善器件整体性能的效果，是目前亟待解决为问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于改善现有技术中存在的不足，提供一种有机光电探测器制备方法及制备的有机光电探测器。本专利技术采用的技术方案如下：一种有机光电探测器制备方法，包括清洗基底并吹干，在基底表面制备透明导电电极获取基板；采用溶液加工工艺在透明导电电极表面制备第一电极修饰层；在第一电极修饰层表面采用先加热旋涂后热退火处理的分布协同热处理方法制备活性层，活性层制备材料包括具有温度依赖性聚集行为的有机材料；在活性层表面制备第二电极修饰层；在第二电极修饰层上蒸镀金属电极并封装获取光电探测器。进一步地，所述加热旋涂的过程具体为：将包括有机给体和有机受体的活性层溶液放置于加热搅拌台上进行恒温加热搅拌，然后将带有第一电极修饰层的基板放置于旋涂机上，采用活性层溶液对基板进行旋涂，旋涂过程中基板与活性层溶液的温差不大于10℃。进一步地，所述活性层的厚度为300nm～1200nm。进一步地，所述活性层溶液中有机给体和有机受体的质量比为0.5～2，溶剂添加剂的含量为0.1％～3％。进一步地，所述活性层溶液中采用的有机给体材料为PBDB-T、PM6和/或PBDTS-TDZ，采用的有机受体材料为PC61BM、PC71BM、ITIC-Th、O-IDTBR、Y6和/或IT-4F，采用的主溶剂为氯苯、邻二氯苯和/或氯仿，溶剂添加剂为1，8-二碘辛烷(DIO)、氯萘(CN)和/或硝基苯。进一步地，所述热退火处理的退火温度为70℃～200℃，热退火时间为10min～60min。进一步地，所述退火温度为110℃。一种有机光电探测器制备方法制备的有机光电探测器，采用反型结构或正型结构，采用反型结构时，有机光电探测器包括自下而上设置的基底、透明导电阴极、阴极修饰层、活性层、阳极修饰层和金属阳极电极，采用正型结构时，有机光电探测器包括自下而上设置的基底、透明导电阳极、阳极修饰层、活性层、阴极修饰层和金属阴极电极，活性层采用活性层溶液制备而成，活性层溶液中给体和受体的质量比为0.5～2，给体和/或受体采用具有温度依赖性聚集行为的有机材料。进一步地，所述活性层厚度为300nm～1200nm。进一步地，所述透明导电阴极及透明导电阳极采用ITO薄膜或FTO薄膜。综上所述，由于采用了上述技术方案，本专利技术的有益效果是：1、通过采用先加热旋涂后热退火处理的分步协同热处理方法，调控活性层相分离尺度并优化其内部构形，在保持厚膜器件低暗电流密度的基础上，提升器件光响应率和外量子效率EQE，进而提高器件比探测率D*，有效降低采用增大活性层厚度以抑制暗电流时对器件电性能带来的影响，使器件的暗电流和光响应实现平衡，进而提升有机光电探测器的整体性能，且制备过程操作简单，稳定度高，有效保证所制备产品的品质稳定性和可靠性；2、采用选用具有温度依赖性聚集行为的有机材料作为活性层中给体和/或受体的材料，有效调控活性层相分离尺度，进一步提升暗电流抑制效果，提升有机光电探测器的整体性能；3、通过采用先加热旋涂后热退火处理的分步协同热处理方法所制备的有机光电探测器，能够调控活性层相分离尺度，优化内部构型，在保持低暗电流密度的情况下，提升器件光响应，实现暗电流和光响应性能的平衡，有效改善本专利技术的整体性能。附图说明图1为本专利技术中有机光电探测器制备方法的流程图。图2为实施例一中采用反型结构的有机光电探测器结构示意图。图3为实施例一所制备有机光电探测器的光谱-响应度曲线图；图4为实施例一所制备有机光电探测器的光谱-比探测率曲线图；图5为实施例二中采用正型结构的有机光电探测器结构示意图。具体实施方式一种有机光电探测器制备方法，如图1所示，包括清洗基底并吹干，在基底表面制备透明导电电极获取基板；采用溶液加工工艺在透明导电电极表面制备第一电极修饰层；在第一电极修饰层表面采用先加热旋涂后热退火处理的分布协同热处理方法制备活性层，活性层制备材料包括具有温度依赖性聚集行为的有机材料；在活性层表面制备第二电极修饰层；在第二电极修饰层上蒸镀金属电极并封装获取光电探测器。一种上述机光电探测器制备方法制备的有机光电探测器，采用反型结构或正型结构，采用反型结构时，有机光电探测器包括自下而上设置的基底、透明导电阴极、阴极修饰层、活性层、阳极修饰层和金属阳极电极，采用正型结构时，有机光电探测器包括自下而上设置的基底、透明导电阳极、阳极修饰层、活性层、阴极修饰层和金属阴极电极，活性层采用活性层溶液制备而成，活性层溶液中给体和受体的质量比为0.5～2，给体和/或受体采用具有温度依赖性聚集行为的有机材料。为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。实施例一：一种有机光电探测器制备方法，制备的有机光电探测器采用反型结构，制备方法具体包括以下步骤：S01、清洗基底并本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种有机光电探测器制备方法，其特征在于：包括/n清洗基底并吹干，在基底表面制备透明导电电极获取基板；/n采用溶液加工工艺在透明导电电极表面制备第一电极修饰层；/n在第一电极修饰层表面采用先加热旋涂后热退火处理的分布协同热处理方法制备活性层，活性层制备材料包括具有温度依赖性聚集行为的有机材料；/n在活性层表面制备第二电极修饰层；/n在第二电极修饰层上蒸镀金属电极并封装获取光电探测器。/n

【技术特征摘要】
1.一种有机光电探测器制备方法，其特征在于：包括
清洗基底并吹干，在基底表面制备透明导电电极获取基板；
采用溶液加工工艺在透明导电电极表面制备第一电极修饰层；
在第一电极修饰层表面采用先加热旋涂后热退火处理的分布协同热处理方法制备活性层，活性层制备材料包括具有温度依赖性聚集行为的有机材料；
在活性层表面制备第二电极修饰层；
在第二电极修饰层上蒸镀金属电极并封装获取光电探测器。


2.根据权利要求1所述的有机光电探测器制备方法，其特征在于：所述加热旋涂的过程具体为：将包括有机给体和有机受体的活性层溶液放置于加热搅拌台上进行恒温加热搅拌，然后将带有第一电极修饰层的基板放置于旋涂机上，采用活性层溶液对基板进行旋涂，旋涂过程中基板与活性层溶液的温差不大于10℃。


3.根据权利要求2所述的有机光电探测器制备方法，其特征在于：所述活性层的厚度为300nm～1200nm。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的有机光电探测器制备方法，其特征在于：所述活性层溶液中有机给体和有机受体的质量比为0.5～2，溶剂添加剂的含量为0.1％～3％。


5.根据权利要求4中任一项所述的有机光电探测器制备方法，其特征在于：所述活性层溶液中采用的有机给体材料为PBDB-T、PM6和/或PBDTS-TDZ，采用的有机受体材料为PC61BM、P...

【专利技术属性】
技术研发人员：王洋，刘青霞，蒋亚东，太惠玲，袁柳，肖建花，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：四川;51