[发明专利]一种基于混合型电子传输层的有机光电探测器及其制备方法

权利要求书

1.一种基于混合型电子传输层的有机光电探测器，包括从下到上依次设置的衬底(1)、导电阴极(2)、电子传输层(3)、光活性层(4)、空穴传输层(5)和金属阳极(6)，其特征在于，所述电子传输层(3)是向ZnO前驱体溶液中添加有机染料分子D149充分混合后，再经由旋涂和热退火工艺形成的一层薄膜，所述混合溶液中前驱体Zn(CH₃COO)₂·2H₂O和D149的质量比是100：0.5～5。

2.根据权利要求1所述的一种基于混合型电子传输层的有机光电探测器，其特征在于，所述电子传输层(3)的厚度为30～35nm。

3.根据权利要求1所述的一种基于混合型电子传输层的有机光电探测器，其特征在于，所述前驱体混合溶液中Zn(CH₃COO)₂·2H₂O和D149的质量比是100：0.5。

4.根据权利要求1所述的一种基于混合型电子传输层的有机光电探测器，其特征在于，所述衬底(1)的材料为透明聚合物材料或者石英玻璃，其中透明聚合物材料为聚乙烯、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中的一种或多种；所述导电阴极(2)的材料为ITO，导电阴极(2)的厚度为185～300nm。

5.根据权利要求1所述的一种基于混合型电子传输层的有机光电探测器，其特征在于，所述光活性层(4)材料为包含给体和受体的混合溶液制成，所述给体与受体质量比为1：(0.01～1)，所述给体与受体混合溶液的浓度为10～30mg/mL，给体与受体混合溶液采用有机溶剂为主溶剂和0.5～3％含量的溶剂添加剂来制备纳米薄膜；所述给体材料为P3HT、PBDB-T、PDDTT、PCPDTBT中的一种或多种，所述受体材料为PC₆₁BM、PC₇₁BM、ITIC-Th、O-IDTBR中的一种或多种，有机主溶剂为氯苯、邻二氯苯、氯仿中的一种或多种，溶剂添加剂为1，8-二碘辛烷(DIO)、氯萘(CN)、硝基苯中的一种或多种；所述光活性层(4)的厚度为100～300nm。

6.根据权利要求1所述的一种基于混合型电子传输层的有机光电探测器，其特征在于，所述空穴传输层(5)的材料为poly-TPD、PVK、MoO₃、P3HT、PEDOT:PSS中的一种或多种，空穴传输层(5)的厚度为15～30nm；所述金属阳极(6)材料为Ag、Al和Au中的一种或多种，金属阳极(6)的厚度为100nm。

7.根据权利要求1～6任一项所述的一种基于混合型电子传输层的有机光电探测器的制备方法，其特征在于，包括以下制备步骤：

步骤1、对由衬底(1)和导电阴极(2)组成的基板进行清洗，清洗后用氮气吹干，在使用前进行紫外清洗；

步骤2、将配制好的ZnO和D149混合溶液采用旋涂、丝网印刷、喷涂和刮涂中的一种溶液加工工艺制备至导电阴极表面，并将处理后的样品进行热退火处理，得到电子传输层(3)；

步骤3、在电子传输层(3)上采用旋涂、丝网印刷、喷涂和刮涂中的一种溶液加工工艺将给体和受体的混合溶液制备光活性层(4)，采用热退火或溶剂退火中的一种或多种方式进行退火；

步骤4、在光活性层(4)表面采用真空蒸镀或溶液法制备空穴传输层(5)；

步骤5、在空穴传输层(5)上蒸镀金属阳极(6)，之后进行封装得到有机光电探测器。

8.根据权利要求7所述的一种基于混合型电子传输层的有机光电探测器的制备方法，其特征在于，所述步骤2中热退火的温度为150～300℃，时间为15～60min。

9.根据权利要求7所述的一种基于混合型电子传输层的有机光电探测器的制备方法，其特征在于，所述步骤3中热退火的温度为80～200℃，时间为10～30min，溶剂退火的的温度为室温，时间为10～60min。

10.根据权利要求9所述的一种基于混合型电子传输层的有机光电探测器的制备方法，其特征在于，所述热退火方式采用的加热方式为恒温热台加热、烘箱加热、远红外加热或热风加热中的一种或多种，所述溶剂退火式采用的溶剂为氯苯、氯仿、甲醇和邻二氯苯中的一种或多种。