[发明专利]一种基于光学微腔效应的近红外柔性探测器及其制备方法

说明书

本发明涉及光电探测技术领域，尤其涉及一种基于光学微腔效应的近红外柔性探测器及其制备方法。一种基于光学微腔效应的近红外柔性探测器，包括玻璃基板，所述玻璃基板上贴有柔性衬底，所述柔性衬底上镀有透明导电电极ITO，所述透明导电电极ITO自下而上依次旋涂有电子传输层、有机功能层、空穴传输层，所述空穴传输层上镀有金属电极层，所述柔性衬底包括：塑料衬底、不锈钢衬底、超薄玻璃衬底、纸质衬底和生物复合薄膜衬底。本发明不仅解决有机光电探测器的半波峰宽大，还解决了在近红外波段探测性能不佳及无动态探测能力的问题。

技术领域

本发明涉及光电探测技术领域，尤其涉及一种基于光学微腔效应的近红外柔性探测器及其制备方法。

背景技术

有机光电探测器由于具有柔性，易于集成等特点，在众多消费类电子产品，卫生保健，资源探测，环境保护等方面具有广泛的应用。为了满足实际应用的要求，有机光电探测器应该具有较高的探测率和较窄的光谱响应范围以实现较为精准的探测。且由于长波段激子较难分离，因此器件在近红外波段的外量子效率较低，进而导致探测率也较低。因此，如何在实现较为精准探测的同时，提高近红外波段的探测能力与动态探测能力成为了有机光电探测器研究的重点和难点。

而对于器件而言，主要是针对具有近红外波段窄带探测器的结构设计及制备工艺来提升器件性能。2017年，KoenVandewal课题组在Advanced Materials期刊上报道了一种基于光学微腔结构的给受体有机光电探测器，最终实现了在近红外波段外量子效率能够达到40％的性能。

发明内容

本发明的目的在于：为解决有机光电探测器的半波峰宽大，在近红外波段探测性能不佳及无动态探测能力的问题，提供了一种基于光学微腔效应的近红外柔性探测器及其制备方法。

本发明的技术方案是构造一种基于光学微腔效应的近红外柔性探测器，包括玻璃基板，所述玻璃基板上贴有柔性衬底，所述柔性衬底蒸镀有半透明导电电极，再自下而上依次旋涂有电子传输层、有机功能层、空穴传输层、金属电极层，所述柔性衬底包括：

a：塑料衬底；

b：不锈钢衬底；

c：超薄玻璃衬底；

d：纸质衬底；

e：生物复合薄膜衬底。

优选地，所述塑料衬底包括半结晶热塑性聚合物、非结晶聚合物和非结晶高玻璃化转变温度聚合物。

优选地，所述半结晶热塑性聚合物包括PET、PEN、PEEK、VHB和PDMS，所述非结晶聚合物包括PC、PES非结晶热塑性塑料，所述非结晶高玻璃化转变温度聚合物包括PAR、PCO、PNB和PI。

优选地，所述透明导电电极ITO的原料为氧化铟锡、金、银、铝电极、银纳米线和导电高分子薄膜中的任意一种，且其厚度为2～30nm。

优选地，所述电子传输层的原料组成为PEIE，PC₆₁BM、TiO₂和ZnO中的任意一种。

优选地，所述有机功能层为有机给受体材料体异质结PBTTT:PCBM，P3HT:PCBM和C60:CuPc，厚度为100nm～200nm。

优选地，所述空穴传输层的原料组成为MnO₃、PEDOT:PSS、CuSCN、CuI和NiO_m(m＝2或4)中的任意一种。

本发明还提供一种基于光学微腔效应的近红外柔性探测器的制备方法，包括以下步骤：

1)：在玻璃基板上粘贴一层柔性衬底；

2)：在柔性衬底上蒸镀一层透明金属电极层；

3)：在透明导电电极ITO上旋涂一层电子传输层，退火备用；