[发明专利]一种近红外可见光的OPV碘掺杂的光伏型的有机探测器

说明书

本发明涉及光电子技术领域，尤其是光导型有机半导体探测器。本发明公开了一种近红外可见光的OPV碘掺杂的光伏型的有机探测器，在衬底上设置各功能层构成，包括衬底（1），金属或透明导电极（3）、空穴传输层（4）以及有机光敏层（2）等，其特征在于所说的光敏层（2）材料是进行碘的受主掺杂之后对近红外有光电响应的太阳能电池的OPV材料。这种光敏材料是一种典型的太阳能电池常用的OPV材料，为实现对近红外波段的响应，进行了有效的碘的受主掺杂。本发明具有易于实现大面积、大阵列，光敏层材料电阻可控，无需制冷，可实现柔性加工等优势特点，在军事、民用以及一些特定领域具有重要应用价值。

技术领域

本发明涉及光电子技术领域，尤其是光导型有机半导体探测器。

背景技术

有机红外探测器是在近些年才开展起研究的，自从1999年意大利米兰理工大学合成出的一种新的有机材料—金属-双硫醇烯类络合物，并在2004年报道了该类材料在600~900纳米处的光电响应性能后，有机红外材料的研究也越来越多，但是一般的有机/聚合物材料在大于1微米的波长范围的红外区域没有光活性。至今，很多的有机半导体材料的研究还是主要集中在发光材料和太阳能电池方面的研究，极少有涉及红外半导体材料和器件的研究，目前的有机红外半导体材料的种类并不是很多，用来作为红外探测器的光敏层的更是甚微。这些很多都是由于有机半导体材料的一些性能决定的，如载流子的迁移率低、光敏层的电阻率很大等。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型的光伏型的有机红外半导体的探测器，具有易于实现大面积、大阵列，光敏层材料电阻可控，无需制冷，可实现柔性加工等优势特点，在军事、民用以及一些特定领域具有重要应用价值。

本发明的一种近红外可见光的OPV碘掺杂的光伏型的有机探测器，在衬底上设置各功能层构成，包括衬底（1），金属或透明导电极（3）、空穴传输层（4）以及有机光敏层（2）等，其特征在于所说的光敏层（2）材料是进行碘的受主掺杂之后对近红外有光电响应的太阳能电池的OPV材料。这种光敏材料是一种典型的太阳能电池常用的OPV材料，为实现对近红外波段的响应，进行了有效的碘的受主掺杂。

所述的一种近红外可见光的OPV碘掺杂的光伏型的有机探测器，其特征在于所说的光敏层（2）的太阳能电池的OPV材料是P3HT和PCBM两者按照质量比1：08~1：1的混合，所说的太阳能电池的OPV材料进行碘的受主掺杂，其中碘的质量和OPV材料的质量比大于等于0且小于等于1/10。

所述的一种近红外可见光的OPV碘掺杂的光伏型的有机探测器，其特征在于所说的空穴传输层是设置在透明电极（3）之上的，其中空穴传输层（4）是由PEDOT:PSS溶液旋涂形成的单层薄膜。

所述的一种近红外可见光的OPV碘掺杂的光伏型的有机探测器，其特征在于所说金属或透明导电极（3）包括Al电极及ITO透明电极。

所述有机探测器中光敏层（2）OPV材料进行碘的受主掺杂的方法，其特征在于碘直接掺入光敏层（2）OPV材料中，再将混有碘的光敏层（2）OPV材料旋涂在空穴传输层（4）上。

所述有机探测器中光敏层（2）OPV材料进行碘的受主掺杂的方法，其特征在于旋涂得到均匀的未掺杂的光敏层（2）OPV材料之后，称量一定质量的碘，将该质量的碘放到培养皿中，在温度为150℃的加热板上加热，将未掺杂的具有光敏层的衬底放置正对于培养皿一定距离之上面，在碘蒸汽的挥发下，处理直到碘蒸汽挥发完全。

在本发明中，光敏层采用的是有机太阳能电池中使用的典型的OPV材料P3HT和PCBM的混合物，在碘的受主掺杂之后，增加了光生载流子的数目，降低了电子电离的能量；在本发明中，有机红外半导体探测器其材料的电阻可以通过碘的受主掺杂的技术，实习三个量级以上的调控；本发明的有机光敏层膜的制备是采用了简单的溶液旋涂技术。具体而言，通过选择一定极性和粘度的溶剂溶解P3HT和PCBM 材料，再通过调节一定转速和时间获得光敏层膜。

本发明的优点在于：