[发明专利]一种基于混合型空穴传输层的有机光电探测器及其制备方法

说明书

本发明公开了一种基于混合型空穴传输层的有机光电探测器，包括从下到上依次设置的衬底，导电阴极，电子传输层，光活性层，空穴传输层和金属阳极，所述空穴传输层由MoO₃和壳聚糖混合后经由真空蒸镀形成，所述MoO₃和壳聚糖质量比为1：(0.03～0.2)，本发明公开了该探测器的制备方法，本发明通过在MoO₃空穴传输层中掺杂壳聚糖，能够能够在保证空穴传输层与光活性层具有较大的接触面积的同时，填充空穴的迁移率，减少空穴在传输过程中的复合损失，可以使空穴更有效的传输，降低了载流子的重组率提高了光电流的同时减小了暗电流，最终提升器件的总体性能。

技术领域

本发明涉及有机半导体薄膜光电探测器技术领域，尤其涉及一种基于混合型空穴传输层的有机光电探测器及其制备方法。

背景技术

有机光电探测器是利用具有光电效应的材料制成的能够实现光电转换的传感器。传统的光探测器是用无机半导体材料制成，其制作工艺复杂，成本高，且不适于做大面积器件。由于有机材料具有高效的光敏感，质轻，价廉，加工性能优异等特点，更易制备小体积，低功耗，低成本的探测器件，能够弥补了无机光探测器中普遍存在的设备昂贵、工艺复杂等缺陷。种类繁多的有机半导体材料也为有机光探测器件的发展和创新提供了很大的可选择性，根据需要合成出具有相应光电特性的新材料。因此有机光探测器将具有更大的研究空间和商业价值，比如在天文学，环境监测，分光和医学检测仪器等。

现阶段，如何提高有机光电探测器的探测率是本领域研究的首要问题，虽然光活性层材料的合成是目前聚合物有机光电探测器研究发展的热点方向之一，但是器件中诸多界面(如：电子的给体和受体之间界面、电子的给体与电极之间界面和电子受体与电极之间界面)也直接影响探测器的性能。因此对这些界面进行控制，对提高有机光电探测器的性能起着重要作用。

由于空穴的迁移率比电子的迁移率低，为提高空穴的迁移率，现有技术中已经发展出了在阳极与光活性层之间插入阳极界面层(又称空穴传输层)的结构以提高空穴的迁移率。然而，现有技术中空穴传输层的表面较为粗糙，空穴传输层的表面不平整，导致空穴传输层与光活性层之间拥有较大的界面接触电阻，增加了载流子的复合几率，降低了光电流密度和器件的空穴迁移率，极大地影响了器件的探测性能。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种基于混合型空穴传输层的有机光电探测器及其制备方法，能够使空穴传输层的表面更加平整，使空穴更有效的传输，提高光电流降低暗电流，改善了器件性能。

本发明采用的技术方案如下：

为实现上述目的，本发明提供一种基于混合型空穴传输层的有机光电探测器，包括空穴传输层，所述空穴传输层由MoO₃和壳聚糖混合后经由真空蒸镀形成，所述MoO₃和壳聚糖质量比为1：(0.03～0.2)。

优选地，所述空穴传输层的厚度为10～15nm。

优选地，所述MoO₃和壳聚糖质量比为1：0.15。

优选地，所述的有机光电探测器包括从下到上依次设置的衬底，导电阴极，电子传输层，光活性层，空穴传输层和金属阳极。

优选地，所述衬底采用透明聚合物材料制得，所述透明聚合物材料采用聚乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚氨基甲酸酯、聚酰亚胺、氯醋树脂和聚丙烯酸的一种或多种；所述导电阴极的材料为ITO；所述电子传输层材料为ZnO溶胶凝胶溶液，厚度为15～30nm；所述光活性层材料由P3HT和PCBM的混合溶液制成，厚度为50～300nm；所述金属阳极材料为Ag、Al和Au中的一种或多种，厚度为100nm。

优选地，所述光活性层中P3HT与PCBM质量比为1：1，所述P3HT和PCBM混合溶液的浓度为30mg/mL。