[发明专利]一种有机体异质结光电晶体管及其制备方法

说明书

本发明公开一种有机体异质结光电晶体管及其制备方法。本发明通过采用由电子给体材料和电子受体材料通过溶液共混形成的有机体异质结作为有源层材料体系，从而在将这种新型的材料体系应用在有机体异质结光电晶体管中时，可以使得其光电响应度、可拉伸程度显著提高以及工作电压降低。

技术领域

本发明涉及光电晶体管技术领域，尤其涉及一种有机体异质结光电晶体管及其制备方法。

背景技术

在各种光电探测器结构中，光电晶体管具有灵敏度高和光增益可调等特点。传统的光电晶体管是由IV族硅（Si）或III-V族无机半导体材料制备而成。根据报道，由铟镓砷（InGaAs）材料制成的无机光电晶体管的光电响应度高达400AW^-1。然而，无机光电晶体管需通过高温、高成本的电子外延生长工艺制备得到，且材料坚硬，因此限制了该类光电晶体管的广泛应用（比如可穿戴设备领域）。最近，有机和纳米半导体材料成为国内外的研究热点，这些材料可在低温下制备，并可实现大规模的生产。通过选取合适的材料合成方法，这些光电晶体管具有可调的带隙、可控的载流子迁移率、可变的电子缺陷态分布等电学特性。然而现有的基于有机及纳米半导体材料的光电晶体管仍存在灵敏度偏低、工作电压较高及柔性可拉伸程度较低等问题。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种有机体异质结光电晶体管及其制备方法，旨在解决现有的光电晶体管功耗大、灵敏度低、成本高昂、柔性程度低的问题。

本发明的技术方案如下：

一种有机体异质结光电晶体管，其中，包括：衬底、在所述衬底上设置的柔性材料层、在所述柔性材料层上两端设置的漏电极和源电极、在所述漏电极、源电极上和所述柔性材料层上未覆盖电极区域设置的有源层、在所述有源层上设置的介质层、在所述介质层中央区域设置的栅电极，以及在所述栅电极上和所述介质层上未覆盖电极区域设置的保护层，其中，所述有源层为电子给体材料和电子受体材料通过溶液共混形成的有机体异质结材料。

所述的有机体异质结光电晶体管，其中，所述衬底为Si或SiO₂。

所述的有机体异质结光电晶体管，其中，所述柔性材料层为聚酰亚胺。

所述的有机体异质结光电晶体管，其中，所述介质层为聚合物固态电解质。

所述的有机体异质结光电晶体管，其中，所述电子给体材料包括PDPP-DTT和P3HT。

所述的有机体异质结光电晶体管，其中，所述电子受体材料为PC₆₁BM。

所述的有机体异质结光电晶体管，其中，所述漏电极和源电极设计为蛇形结构。

所述的有机体异质结光电晶体管，其中，所述栅电极为光栅型结构的半透明栅电极。

所述的有机体异质结光电晶体管，其中，所述保护层为聚对二甲苯。

一种如上任一所述的有机体异质结光电晶体管的制备方法，其中，包括步骤：

A、通过甩胶方式在衬底上制备柔性材料层；

B、通过真空蒸镀方式在柔性材料层上两端同时制备漏电极和源电极；

C、通过甩胶方式在漏电极、源电极上和柔性材料上未覆盖电极区域制备有源层，其中，所述有源层为电子给体材料和电子受体材料通过溶液共混形成的有机体异质结材料；

D、通过甩胶方式在有源层上制备介质层；

E、最后在介质层上制备栅电极，并在栅电极上和介质层上未覆盖电极区域制备保护层，制得有机体异质结光电晶体管。