【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种pin有机半导体光电探测器及其制备方法，属于光电材料与器件。
技术介绍
1、随着可穿戴电子设备的进一步发展，柔韧性和可拉伸性、能够与人体长时间紧密结合的特点成为其主要的发展方向。因此，有机材料作为光吸收层的有机光电探测器因其柔性和可大面积制造的特点，使得其在可穿戴设备、生物芯片和仿生视觉等领域具有非常大的应用潜力。
2、然而，与无机材料相比，大部分用作光电探测器的有机材料均为薄膜形态，这种形态存在着一定的局限性，如对光线的宽带吸收导致其信噪比较低、反射比低而透射比较高导致其光电转换效率较低等。此外，由于有机材料本身的量子效率较低，其载流子迁移率也相对较低。这些性质限制了有机光电探测器的光电转换效率和响应速度。
3、有机光电探测器通常采用供体-受体二元共混的体异质结结构。由于存在不受控制的供体和受体分子相互作用，在供体-受体二元共混物中很难获得理想的相分离。相比之下，平面异质结结构不存在不受控制的供体和受体分子相互作用，因此平面异质结结构的有机光电探测器更稳定。但对于平面异质结结构的有机光电探测器来说，现有工艺很难使p型有机半导体（供体）薄膜与n型有机半导体（受体）薄膜直接接触后不产生相溶、失活等一系列问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种pin有机半导体光电探测器及其制备方法。通过在p型有机半导体薄膜与n型有机半导体薄膜之间插入一层无机本征半导体薄膜形成pin结构，不仅有效解决了p型有机半导体薄膜与n型
2、为达到上述目的，本专利技术是采用下述技术方案实现的：
3、一方面，本专利技术公开了一种pin有机半导体光电探测器，包括自下而上依次设置的透明衬底、下电极、电子传输层、n型有机半导体层、本征半导体i层、p型有机半导体层、空穴传输层和上电极；
4、其中，所述n型有机半导体层旋涂于所述电子传输层的上表面；所述本征半导体i层通过射频磁控溅射设置于所述n型有机半导体层的上表面；所述p型有机半导体层旋涂于所述本征半导体i层的上表面。
5、进一步的，所述透明衬底包括透光率大于90%的刚性材料或柔性材料；
6、所述透光率大于90%的刚性材料包括透光率大于90%的玻璃；所述柔性材料包括聚乙烯醇、聚酯。
7、进一步的，所述的下电极的材料包括铜cu、金au、氧化铟锡ito；
8、所述下电极的厚度为50~150nm。
9、进一步的，所述电子传输层的材料包括氧化锌zno、二氧化铪hfo2、五氧化二钽ta2o5以及二氧化钛tio2；
10、所述电子传输层的厚度为5~30nm。
11、进一步的，所述n型有机半导体层的材料包括可溶性聚合物有机半导体n2200、pcbm；
12、所述n型有机半导体层的厚度为20~100nm。
13、进一步的，所述本征半导体i层的材料包括硅si、锗ge、氧化铟锌izo、氧化铟镓锌igzo；
14、所述本征半导体i层的厚度为50~250nm。
15、进一步的，所述p型有机半导体层的材料包括可溶性聚合物有机半导体dppt-tt、p3ht；
16、所述p型有机半导体层的厚度为20~100nm。
17、进一步的，所述空穴传输层的材料包括三氧化钼moo3、五氧化二钒v2o5；
18、所述空穴传输层厚度为5~30nm。
19、进一步的，所述上电极的材料包括银ag、金au、铝al、镍ni；
20、所述上电极厚度为50~150nm。
21、另一方面，本专利技术提供了一种pin有机半导体光电探测器的制备方法，包括如下步骤：
22、获取预处理后的透明衬底；其中，所述预处理包括清洗干燥和表面处理操作；
23、将预设的金属掩模版放置于所述透明衬底上，通过直流磁控溅射在所述透明衬底上制备下电极；
24、将预设的金属掩模版放置于所述下电极上，通过射频磁控溅射在所述下电极上制备电子传输层；
25、将预设的n型有机半导体溶液旋涂于所述电子传输层上，通过退火处理得到n型有机半导体层；
26、将预设的金属掩模版放置于所述n型有机半导体层，通过射频磁控溅射在所述n型有机半导体层上制备本征半导体i层；
27、将预设的p型有机半导体溶液旋涂于所述本征半导体i层上，通过退火处理得到p型有机半导体层；
28、将预设的金属掩模版放置于所述p型有机半导体层上，通过热蒸镀依次制备得到空穴传输层和上电极。
29、与现有技术相比，本专利技术所达到的有益效果：
30、本专利技术的pin有机半导体光电探测器，从下到上依次包括透明衬底、下电极、电子传输层、n型有机半导体层、本征半导体i层、p型有机半导体层、空穴传输层和上电极，具有暗电流低、易于实施、响应速度快等优点。同时，本专利技术所制备的有机pin光电探测器在365nm的紫外环境以及850nm的短红外环境均能快速响应。
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1.一种PIN有机半导体光电探测器，其特征是，包括自下而上依次设置的透明衬底（1）、下电极（2）、电子传输层（3）、N型有机半导体层（4）、本征半导体I层（5）、P型有机半导体层（6）、空穴传输层（7）和上电极（8）；
2.根据权利要求1所述的PIN有机半导体光电探测器，其特征是，所述透明衬底（1）包括透光率大于90%的刚性材料或柔性材料；
3.根据权利要求1所述的PIN有机半导体光电探测器，其特征是，所述的下电极（2）的材料包括铜Cu、金Au、氧化铟锡ITO；
4.根据权利要求1所述的PIN有机半导体光电探测器，其特征是，所述电子传输层（3）的材料包括氧化锌ZnO、二氧化铪HfO2、五氧化二钽Ta2O5以及二氧化钛TiO2；
5.根据权利要求1所述的PIN有机半导体光电探测器，其特征是，所述N型有机半导体层（4）的材料包括可溶性聚合物有机半导体N2200、PCBM；
6.根据权利要求1所述的PIN有机半导体光电探测器，其特征是，所述本征半导体I层（5）的材料包括硅Si、锗Ge、氧化铟锌IZO、氧化铟镓锌IGZO；>
7.根据权利要求1所述的PIN有机半导体光电探测器，其特征是，所述P型有机半导体层（6）的材料包括可溶性聚合物有机半导体DPPT-TT、P3HT；
8.根据权利要求1所述的PIN有机半导体光电探测器，其特征是，所述空穴传输层（7）的材料包括三氧化钼MoO3、五氧化二钒V2O5；
9.根据权利要求1所述的PIN有机半导体光电探测器，其特征是，所述上电极（8）的材料包括银Ag、金Au、铝Al、镍Ni；
10.根据权利要求1-9任一项所述的PIN有机半导体光电探测器的制备方法，其特征是，包括如下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种pin有机半导体光电探测器，其特征是，包括自下而上依次设置的透明衬底（1）、下电极（2）、电子传输层（3）、n型有机半导体层（4）、本征半导体i层（5）、p型有机半导体层（6）、空穴传输层（7）和上电极（8）；
2.根据权利要求1所述的pin有机半导体光电探测器，其特征是，所述透明衬底（1）包括透光率大于90%的刚性材料或柔性材料；
3.根据权利要求1所述的pin有机半导体光电探测器，其特征是，所述的下电极（2）的材料包括铜cu、金au、氧化铟锡ito；
4.根据权利要求1所述的pin有机半导体光电探测器，其特征是，所述电子传输层（3）的材料包括氧化锌zno、二氧化铪hfo2、五氧化二钽ta2o5以及二氧化钛tio2；
5.根据权利要求1所述的pin有机半导体光电探测器，其特征是，所述n型有机半导体层（4...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈子龙，陈辛，王润锋，姬婷婷，孙华斌，徐勇，于志浩，朱力，罗中中，万相，杨光安，
申请(专利权)人：南京邮电大学，
类型：发明
国别省市：
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