CN108807688A - 一种长寿命的宽带倍增型有机光电探测器及制备方法 - Google Patents

一种长寿命的宽带倍增型有机光电探测器及制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种长寿命的宽带倍增型有机光电探测器，所述有机光电探测器为透明基底、透明阴极、阴极修饰层、活性层、阳极修饰层、金属阳极和封装层依次层叠的反式结构。本发明不仅能够实现宽带光探测，还具有光电倍增响应，有较强的弱光探测能力，并具有更好的界面稳定性，实验证明，本发明的有机光电探测器具有很长的寿命，在存储240小时之后仍保持初始80%以上的探测率。

Description

一种长寿命的宽带倍增型有机光电探测器及制备方法
技术领域
本发明涉及光探测技术领域，具体涉及一种长寿命的宽带倍增型有机光电探测器及制备方法。
背景技术
有机半导体材料因为它们具有独特的优点而备受关注，其中包括强吸收性、溶液加工性、低成本和可用于制备大面积柔性器件等。像快速发展的光伏和发光二极管一样，有机光电探测器也因其宽广的光谱覆盖范围、低噪声、高探测率和快速响应而备受关注。对于无机材料，光电倍增是通过在很高的反向偏置电压下（通常在Si雪崩光电二极管中为100-200伏）的碰撞电离来实现的。然而，由于有机材料具有大的激子结合能，所以需要施加比无机半导体高几个数量级的电场来实现它们的碰撞电离，这是非常困难的。
中国发明专利CN106025070A公开了一种具有光谱选择性的光电倍增型有机光探测器及其制备方法，该方法采用了器件结构铟锡氧化物(ITO)/聚3,4-乙烯二氧噻吩：聚苯乙烯磺酸(PEDOT：PSS)/活性材料/Al，其类似于具有常规堆叠顺序的本体异质结有机光伏器件结构，唯一的区别是受体的量的减少。中国发明专利CN107591484A公开了一种兼具窄带及宽带光探测能力的倍增型有机光电探测器。该方法利用顶部的半透明金属阴极，使得光具有双入射方向，单个器件可实现窄带及宽带光探测。
实际上，虽然有机光电探测器的性能在过去几年中稳步增长，达到初始应用可行的性能水平。但为了使有机光电探测器真正实现商业化，其长期稳定性（寿命）仍是需要解决的一个主要问题。这源于光电探测器必须在室外（高温结合高湿度）、甚至在光照条件下长期连续运行时仍能保持良好的性能。
有机光电探测器的寿命由外部和内部稳定性因素决定，其中内部的不稳定性又与活性层/电极界面有很大关系。上述两个专利中的优选修饰层均为聚(3,4-乙烯二氧噻吩):聚苯乙烯磺酸（PEDOT：PSS），而其具有吸湿性和强酸性，这可能会导致相邻金属电极和活性层的逐渐受到侵蚀，使得界面稳定性不佳，造成器件性能的快速下降，进而导致长期稳定性不佳，器件寿命短。
因此，开发一种具有长寿命的宽带倍增型有机光电探测器，使其能真正实现商业化，这显然具有积极的现实意义。
发明内容
本发明的发明目的是提供一种长寿命的宽带倍增型有机光电探测器及制备方法，使其具有更好的界面稳定性，并使器件整体性能的长期稳定性得到明显改善。
为达到上述发明目的，本发明采用的技术方案是：一种长寿命的宽带倍增型有机光电探测器，包括：
透明基底；
设置在所述透明基底上的透明阴极；
设置在所述透明阴极上的阴极修饰层；
设置在所述阴极修饰层上的活性层；
设置在所述活性层上的阳极修饰层；
设置在所述阳极修饰层上的金属阳极；
以及，在所述金属阳极上的封装层；
所述透明基底、透明阴极、阴极修饰层、活性层、阳极修饰层、金属阳极和封装层构成依次层叠的反式结构。
上文中，所述封装层可以采用现有材料，如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚氨酯丙烯酸酯预聚体、环氧模塑料(EMC)、复合硅树脂、聚酰亚胺等。
上述技术方案中，所述阴极修饰层为旋涂的碱金属碳酸盐（如：碳酸钾(K2CO3)、碳酸锂(Li2CO3)、碳酸钠(Na2CO3)、碳酸铷(Rb2CO3)、碳酸铯（Cs2CO3）等）、低功函金属氧化物（如：氧化锌(ZnO)、氧化钛(TiO2)等）、铁电材料（如聚偏二氟乙烯(PVDF)、亚乙烯基三氟乙烯树脂共聚物(P(VDF-TrFE))等）、自组装分子（如聚乙二醇(PEG)或富勒烯封端的PEG(PEG-C60)、不同基团的羧酸R–COOH (R=–C11H22SH，–C11H23或–C14F29等）或两性聚电解质（如[9,9-二辛基芴-9,9-双(N,N-二甲基胺丙基)芴](PFN)、聚乙烯亚胺(PEI)、聚环氧乙烷(PEO)、具有全氟烷基的富勒烯衍生物（F-PCBM）等）中的一种，其厚度为1~100纳米。
对于阴极修饰层的厚度，本发明不做具体限定，典型但非限制性的可以是1纳米、3纳米、5纳米、10纳米、15纳米、20纳米、25纳米、30纳米、35纳米、40纳米、45纳米、50纳米、55纳米、60纳米、65纳米、70纳米、75纳米、80纳米、85纳米、90纳米、95纳米、100纳米。优选为10纳米。当然，不同的材料的厚度优选值会有差异。
上述技术方案中，所述活性层为电子给体材料与电子受体材料的共混薄膜，其厚度为100~500纳米。对于活性层的厚度，本发明不做具体限定，典型但非限制性的可以是100纳米、130纳米、150纳米、180纳米、200纳米、230纳米、250纳米、280纳米、300纳米、330纳米、350纳米、380纳米、400纳米、430纳米、450纳米、480纳米、500纳米。优选为250纳米。
其中，所述电子给体材料为聚(3-己基噻吩)(P3HT)、联二噻吩聚合物(F8T2)中的一种或者它们中的一种与窄带隙材料中一种的混合物；所述窄带隙材料为聚[4,8-双(5-(2-乙基己基)噻吩-2-苯并[1,2-b：4,5-b']二噻吩-无规-3-氟-噻吩并[3,4-b]噻吩-2-羧酸酯](PTB7-Th)、聚[4,4'-双(2-乙基己基)噻吩并[3,2-b:2',3'-d]噻咯-交替-4,7-双(2-噻吩)-2,1,3-苯并噻二唑](Si-PCPDTBT)等。
所述电子受体材料为富勒烯衍生物或非富勒烯受体中的一种，所述富勒烯衍生物为[6,6]-苯基C71-丁酸甲基酯(PCBM)或茚-C60双加合物(ICBA)；所述非富勒烯受体为氰酸聚苯撑乙烯CN-PPV、双苝酰亚胺硒SdiPBI-Se、3,9-双(2-亚甲基(3-(1,1-二氰亚甲基)茚满酮)-5,5,11,11-四(4-己基苯基)-二噻吩[2,3-d:2',3'-d']-s-引达省[1,2-b:5,6-b']-并噻吩(ITIC)；本实施例中，电子受体材料优选为3,9-双(2-亚甲基(3-(1,1-二氰亚甲基)茚满酮)-5,5,11,11-四(4-己基苯基)-二噻吩[2,3-d:2',3'-d']-s-引达省[1,2-b:5,6-b']-并噻吩(ITIC)。
上述技术方案中，所述阳极修饰层选自高功函金属氧化物、高功函金属硫化物、三苯胺衍生物中的一种。
所述高功函金属氧化物为氧化镍(NiO)、三氧化钼(MoO3)、五氧化二钒(V2O5)等；
所述高功函金属硫化物为硫化铜(CuS)、硫化亚铁(FeS)、硫化镍(NiS)、硫化亚铜(CuS2)等；
所述三苯胺衍生物为N，N-二苯基-4-((三乙基甲硅烷基)乙炔基)苯胺、4,40-(丁-1,3-二炔-1,4-二基)双(N，N-二苯基苯胺)、4-溴-N，N-二-对甲苯基苯胺、4-甲基-N-(4-甲基苯基)-N-(4-((三甲硅基)乙炔基)苯基)苯胺、4-甲氧基-N-(4-甲氧基苯基)-N-(4-((三甲基甲硅烷基)乙炔基)苯基)苯胺、4,40-(丁-1,3-二炔-1,4-二基)双(N，N-双(4-甲氧苯基)苯胺)、4-乙炔基-N，N-双(4-(甲硫基)苯基)苯胺等。
上述技术方案中，所述金属阳极选自铝、银、铜或金中的一种。
一种长寿命的宽带倍增型有机光电探测器的制备方法，包括如下步骤：
步骤1-1、选取玻璃作为透明基底，并在透明基底上制备透明阴极；
步骤1-2、在所述透明阴极上制备阴极修饰层；
步骤1-3、在所述阴极修饰层上制备活性层；
步骤1-4、在所述活性层上制备阳极修饰层；
步骤1-5、在所述阳极修饰层上制备金属阳极；
步骤1-6、在所述阳极上制备封装层。
上述技术方案中，所述步骤1-1中，将氧化铟锡镀在所述透明基底上，然后分别浸泡于去离子水、无水乙醇、丙酮、异丙醇中，用超声波清洗仪清洗；清洗干净后用氮气吹干，将干燥的衬底表面用等离子清洗仪处理5分钟。
上述技术方案中，所述步骤1-2中，在步骤1-1制备的透明阴极上旋涂碱金属碳酸盐、低功函金属氧化物、铁电材料、亚乙烯基三氟乙烯树脂共聚物或两性聚电解质中的一种得到阴极修饰层，旋涂速率为1000~4000转/分，旋涂时间20~60秒，然后放在50~200摄氏度的加热台上退火5~30分钟。
对于旋涂速率，本发明不做具体限定，典型但非限制性的可以是1000转/分、1500转/分、2000转/分、2500转/分、3000转/分、3500转/分、4000转/分。优选为3000转/分。
对于旋涂时间，本发明不做具体限定，典型但非限制性的可以是20秒、25秒、30秒、35秒、40秒、45秒、50秒、55秒、60秒。优选为30秒。
对于加热台的温度，本发明不做具体限定，典型但非限制性的可以是50摄氏度、60摄氏度、70摄氏度、80摄氏度、90摄氏度、100摄氏度、110摄氏度、120摄氏度、130摄氏度、140摄氏度、150摄氏度、160摄氏度、170摄氏度、180摄氏度、190摄氏度、200摄氏度。优选为150摄氏度。
对于退火时间，本发明不做具体限定，典型但非限制性的可以是5分钟、7分钟、9分钟、10分钟、11分钟、12分钟、15分钟、20分钟、25分钟、28分钟、29分钟、30分钟。优选为15分钟。
上述技术方案中，所述步骤1-3中，将电子给体材料与电子受体材料按照重量比为5:1~200:1溶于o-DCB中制备成混合溶液，溶液浓度20~80毫克/毫升，将所得混合溶液均匀旋涂在阴极修饰层上得到电子给体材料与电子受体材料的共混薄膜，旋涂速率为500~3000转/分，旋涂时间30~90秒。
对于旋涂速率，本发明不做具体限定，典型但非限制性的可以是500转/分、600转/分、800转/分、1000转/分、1300转/分、1500转/分、1800转/分、2000转/分、2300转/分、2500转/分、2800转/分、3000转/分。优选为800转/分。
对于旋涂时间，本发明不做具体限定，典型但非限制性的可以是30秒、35秒、40秒、45秒、50秒、55秒、60秒、65秒、70秒、75秒、80秒、85秒、90秒。优选为60秒。
上述技术方案中，所述步骤1-4中，将阳极修饰层旋涂或蒸镀到活性层表面，厚度为10~100纳米。对于阳极修饰层的厚度，本发明不做具体限定，典型但非限制性的可以是10纳米、15纳米、20纳米、25纳米、30纳米、35纳米、40纳米、45纳米、50纳米、55纳米、60纳米、65纳米、70纳米、75纳米、80纳米、85纳米、90纳米、95纳米、100纳米。优选为20纳米。
上述技术方案中，所述步骤1-5中，将步骤1-4中得到的样品放入放置有铝锭、银锭、铜锭或金锭的真空腔中，所述真空腔中的压强低于4×10-4帕；加热铝锭、银锭、铜锭或金锭使其蒸发，蒸发速率为0.1~5.0纳米/秒，蒸镀厚度为50~200纳米。对于蒸镀厚度，本发明不做具体限定，典型但非限制性的可以是50纳米、60纳米、70纳米、80纳米、90纳米、100纳米、110纳米、120纳米、130纳米、140纳米、150纳米、160纳米、170纳米、180纳米、190纳米、200纳米。优选为100纳米。
上述技术方案中，所述步骤1-6中，将封装层材料旋涂到金属阳极表面，厚度为100~500纳米。对于封装层的厚度，本发明不做具体限定，典型但非限制性的可以是100纳米、150纳米、180纳米、200纳米、250纳米、280纳米、300纳米、350纳米、380纳米、400纳米、450纳米、480纳米、500纳米。优选为300纳米。
由于上述技术方案运用，本发明与参比器件相比具有下列优点：
1．本发明的阴极修饰层采用碱金属碳酸盐、低功函金属氧化物、铁电材料、自组装分子或两性聚电解质中的一种，具有更好的界面稳定性，从而使得本发明的有机光电探测器的长期稳定性较参比器件（PEDOT:PSS）得到大幅提高；同时，在金属阳极上设置封装层，可以进一步提高有机光电探测器的稳定性；实验证明，本发明的有机光电探测器具有很长的寿命，在存储240小时之后仍保持初始80%以上的探测率，而参比器件只能保持初始35%的探测率；
2．本发明不仅能够实现宽带光探测，还具有很高的探测率；实验证明，本发明的有机光电探测器，在400-600纳米范围内的探测率能达到2×1013琼斯，而参比器件的探测率仅为8×1012琼斯；
3．本发明制备方法简单快捷，对生产设备要求低，有利于大规模商业化生产。
附图说明
图1是本发明实施例的有机光电探测器层叠结构示意图。
图2是本发明实施例一的有机光电探测器不同偏压下的外量子效率光谱曲线图。
图3是本发明实施例的有机光电探测器的外量子效率光谱曲线图。
图4是本发明实施例的有机光电探测器的探测率曲线图。
图5是本发明实施例的有机光电探测器的稳定性图谱。
其中：1、透明基底；2、透明阴极；3、阴极修饰层；4、活性层；5、阳极修饰层；6、金属阳极；7、封装层。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：
实施例一：
参见图1所示，一种长寿命的宽带倍增型有机光电探测器，包括
透明基底1；
设置在所述透明基底上的透明阴极2；
设置在所述透明阴极上的阴极修饰层3；
设置在所述阴极修饰层上的活性层4；
设置在所述活性层上的阳极修饰层5；
设置在所述阳极修饰层上的金属阳极6；
以及，设置在所述金属阳极上的封装层7。
本实施例中，所述透明基底为玻璃。
所述透明阴极为氧化铟锡（ITO）。
所述阴极修饰层为旋涂的ZnO；其厚度为30纳米。
所述活性层为电子给体材料与电子受体材料的共混薄膜，其厚度为250纳米。其中，所述电子给体材料为聚(3-己基噻吩)(P3HT)；
所述电子受体材料为3,9-双(2-亚甲基(3-(1,1-二氰亚甲基)茚满酮)-5,5,11,11-四(4-己基苯基)-二噻吩[2,3-d:2',3'-d']-s-引达省[1,2-b:5,6-b']-并噻吩(ITIC)。
所述阳极修饰层为三氧化钼(MoO3)。
所述金属阳极为铝。
所述封装层的材料为聚氨酯丙烯酸酯预聚体。
一种长寿命的宽带倍增型有机光电探测器的制备方法，包括如下步骤：
步骤1-1、选取玻璃作为透明基底，并在透明基底上制备透明阴极；
步骤1-2、在所述透明阴极上制备阴极修饰层；
步骤1-3、在所述阴极修饰层上制备活性层；
步骤1-4、在所述活性层上制备阳极修饰层；
步骤1-5、在所述阳极修饰层上制备金属阳极；
步骤1-6、在所述阳极上制备封装层。
具体地：
所述步骤1-1中，将氧化铟锡（ITO）镀在所述透明基底上，然后分别浸泡于去离子水、无水乙醇、丙酮、异丙醇中，用超声波清洗仪清洗；清洗干净后用氮气吹干，将干燥的衬底表面用等离子清洗仪处理5分钟。
所述步骤1-2中，在步骤1-1制备的透明阴极上旋涂ZnO，旋涂速率为3000转/分，旋涂时间30秒，然后放在150摄氏度的加热台上退火15分钟。
所述步骤1-3中，将电子给体材料与电子受体材料按照重量比为5:1~200:1溶于o-DCB中制备成混合溶液，将所得混合溶液均匀旋涂在阴极修饰层上得到电子给体材料与电子受体材料的共混薄膜，旋涂速率为800转/分，旋涂时间60秒。
所述步骤1-4中，将阳极修饰层旋涂或蒸镀到活性层表面，厚度为10~100纳米。
所述步骤1-5中，将步骤1-4中得到的样品放入放置有铝锭的真空腔中，所述真空腔中的压强低于4×10-4帕；加热铝锭使其蒸发，蒸发速率为0.5纳米/秒，蒸镀厚度为50~200纳米。
所述步骤1-6中，将封装层材料（聚氨酯丙烯酸酯预聚体）旋涂到金属阳极表面，厚度为100~500纳米，并用玻璃盖住，通过紫外光照封装层材料使玻璃与器件完全贴合。
参见图2至5所示，本发明采用结构ITO/阴极修饰层/P3HT、ITIC/MoO3/Al/封装层，得益于由P3HT吸收范围内波长的光子诱导的在ITO电极处ITIC中捕获的大量电子，使得器件在整个光谱范围内表现出超高的EQE和探测率。
从图2可以看出，本发明的有机光电探测器随着外加反向偏压的增加外量子效率显著提高，在-20V的反向偏压下360纳米处能达到19300%。
从图3可以看出，本发明的的有机光电探测器在整个可见光谱范围内外量子效率都在15000%以上，而参比器件（PEDOT：PSS）只在380纳米的峰值处超过15000%，且在450-550纳米范围内明显下降。
从图4可以看出，本发明的的有机光电探测器在整个可见光谱范围内的探测率接近或达到2×1013琼斯，而参比器件（PEDOT：PSS）在610纳米处的峰值探测率仅为8×1012琼斯，且在450-550纳米范围内明显下降。
另外，从图5可以看出，本发明的有机光电探测器具有很长的寿命，在存储240小时之后仍保持初始80%以上的探测率，而参比器件（PEDOT：PSS）只能保持初始35%的探测率。
实施例二：
公开了另一种长寿命的宽带倍增型有机光电探测器的制备方法、包括如下步骤：
步骤1-1、选取玻璃作为透明基底，并在透明基底上制备透明阴极；
步骤1-2、在所述透明阴极上制备阴极修饰层；
步骤1-3、在所述阴极修饰层上制备活性层；
步骤1-4、在所述活性层上制备阳极修饰层；
步骤1-5、在所述阳极修饰层上制备金属阳极；
步骤1-6、在所述阳极上制备封装层。
具体地：
所述步骤1-1中，将氧化铟锡（ITO）镀在所述透明基底上，然后分别浸泡于去离子水、无水乙醇、丙酮、异丙醇中，用超声波清洗仪清洗；清洗干净后用氮气吹干，将干燥的衬底表面用等离子清洗仪处理5分钟。
所述步骤1-2中，在步骤1-1制备的透明阴极上旋涂碳酸钾(K2CO3)，旋涂速率为1000转/分，旋涂时间20秒，然后放在150摄氏度的加热台上退火10分钟。
所述步骤1-3中，将电子给体材料与电子受体材料按照重量比为5:1~200:1溶于o-DCB中制备成混合溶液，将所得混合溶液均匀旋涂在阴极修饰层上得到电子给体材料与电子受体材料的共混薄膜，旋涂速率为600转/分，旋涂时间30秒。
所述步骤1-4中，将阳极修饰层旋涂或蒸镀到活性层表面，厚度为10~100纳米。
所述步骤1-5中，将步骤1-4中得到的样品放入放置有银锭的真空腔中，所述真空腔中的压强低于4×10-4帕；加热银锭使其蒸发，蒸发速率为0.5纳米/秒，蒸镀厚度为50~200纳米。
所述步骤1-6中，将封装层材料（聚氨酯丙烯酸酯预聚体）旋涂到金属阳极表面，厚度为100~500纳米，并用玻璃盖住，通过紫外光照封装层材料使玻璃与器件完全贴合。
实施例三：
公开了另一种长寿命的宽带倍增型有机光电探测器的制备方法、包括如下步骤：
步骤1-1、选取玻璃作为透明基底，并在透明基底上制备透明阴极；
步骤1-2、在所述透明阴极上制备阴极修饰层；
步骤1-3、在所述阴极修饰层上制备活性层；
步骤1-4、在所述活性层上制备阳极修饰层；
步骤1-5、在所述阳极修饰层上制备金属阳极；
步骤1-6、在所述阳极上制备封装层。
具体地：
所述步骤1-1中，将氧化铟锡（ITO）镀在所述透明基底上，然后分别浸泡于去离子水、无水乙醇、丙酮、异丙醇中，用超声波清洗仪清洗；清洗干净后用氮气吹干，将干燥的衬底表面用等离子清洗仪处理5分钟。
所述步骤1-2中，在步骤1-1制备的透明阴极上旋涂两性聚电解质（如[9,9-二辛基芴-9,9-双(N,N-二甲基胺丙基)芴](PFN)等），旋涂速率为4000转/分，旋涂时间60秒，然后放在150摄氏度的加热台上退火30分钟。
所述步骤1-3中，将电子给体材料与电子受体材料按照重量比为5:1~200:1溶于o-DCB中制备成混合溶液，将所得混合溶液均匀旋涂在阴极修饰层上得到电子给体材料与电子受体材料的共混薄膜，旋涂速率为2000转/分，旋涂时间90秒。
所述步骤1-4中，将阳极修饰层旋涂或蒸镀到活性层表面，厚度为10~100纳米。
所述步骤1-5中，将步骤1-4中得到的样品放入放置有金锭的真空腔中，所述真空腔中的压强低于4×10-4帕；加热金锭使其蒸发，蒸发速率为0.5纳米/秒，蒸镀厚度为50~200纳米。
所述步骤1-6中，将封装层材料（聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)）旋涂到金属阳极表面，厚度为100~500纳米，并用玻璃盖住，通过加热封装层材料使玻璃与器件完全贴合。
实施例四：
公开了另一种长寿命的宽带倍增型有机光电探测器的制备方法、包括如下步骤：
步骤1-1、选取玻璃作为透明基底，并在透明基底上制备透明阴极；
步骤1-2、在所述透明阴极上制备阴极修饰层；
步骤1-3、在所述阴极修饰层上制备活性层；
步骤1-4、在所述活性层上制备阳极修饰层；
步骤1-5、在所述阳极修饰层上制备金属阳极；
步骤1-6、在所述阳极上制备封装层。
具体地：
所述步骤1-1中，将氧化铟锡（ITO）镀在所述透明基底上，然后分别浸泡于去离子水、无水乙醇、丙酮、异丙醇中，用超声波清洗仪清洗；清洗干净后用氮气吹干，将干燥的衬底表面用等离子清洗仪处理5分钟。
所述步骤1-2中，在步骤1-1制备的透明阴极上旋涂铁电材料（如聚偏二氟乙烯(PVDF)，旋涂速率为1500转/分，旋涂时间25秒，然后放在150摄氏度的加热台上退火12分钟。
所述步骤1-3中，将电子给体材料与电子受体材料按照重量比为5:1~200:1溶于o-DCB中制备成混合溶液，将所得混合溶液均匀旋涂在阴极修饰层上得到电子给体材料与电子受体材料的共混薄膜，旋涂速率为1000转/分，旋涂时间40秒。
所述步骤1-4中，将阳极修饰层旋涂或蒸镀到活性层表面，厚度为10~100纳米。
所述步骤1-5中，将步骤1-4中得到的样品放入放置有金锭的真空腔中，所述真空腔中的压强低于4×10-4帕；加热金锭使其蒸发，蒸发速率为0.5纳米/秒，蒸镀厚度为50~200纳米。
所述步骤1-6中，将封装层材料（聚氨酯丙烯酸酯预聚体）旋涂到金属阳极表面，厚度为100~500纳米，并用玻璃盖住，通过紫外光照封装层材料使玻璃与器件完全贴合。
实施例五：
公开了另一种长寿命的宽带倍增型有机光电探测器的制备方法、包括如下步骤：
步骤1-1、选取玻璃作为透明基底，并在透明基底上制备透明阴极；
步骤1-2、在所述透明阴极上制备阴极修饰层；
步骤1-3、在所述阴极修饰层上制备活性层；
步骤1-4、在所述活性层上制备阳极修饰层；
步骤1-5、在所述阳极修饰层上制备金属阳极；
步骤1-6、在所述阳极上制备封装层。
具体地：
所述步骤1-1中，将氧化铟锡（ITO）镀在所述透明基底上，然后分别浸泡于去离子水、无水乙醇、丙酮、异丙醇中，用超声波清洗仪清洗；清洗干净后用氮气吹干，将干燥的衬底表面用等离子清洗仪处理5分钟。
所述步骤1-2中，在步骤1-1制备的透明阴极上旋涂自组装分子（如聚四氟乙烯(PTFE)），旋涂速率为3500转/分，旋涂时间45秒，然后放在150摄氏度的加热台上退火20分钟。
所述步骤1-3中，将电子给体材料与电子受体材料按照重量比为5:1~200:1溶于o-DCB中制备成混合溶液，将所得混合溶液均匀旋涂在阴极修饰层上得到电子给体材料与电子受体材料的共混薄膜，旋涂速率为1500转/分，旋涂时间70秒。
所述步骤1-4中，将阳极修饰层旋涂或蒸镀到活性层表面，厚度为10~100纳米。
所述步骤1-5中，将步骤1-4中得到的样品放入放置有金锭的真空腔中，所述真空腔中的压强低于4×10-4帕；加热金锭使其蒸发，蒸发速率为0.5纳米/秒，蒸镀厚度为50~200纳米。
所述步骤1-6中，将封装层材料（聚氨酯丙烯酸酯预聚体）旋涂到金属阳极表面，厚度为100~500纳米，并用玻璃盖住，通过紫外光照封装层材料使玻璃与器件完全贴合。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对上述实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的上述实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种长寿命的宽带倍增型有机光电探测器，其特征在于：包括
透明基底；
设置在所述透明基底上的透明阴极；
设置在所述透明阴极上的阴极修饰层；
设置在所述阴极修饰层上的活性层；
设置在所述活性层上的阳极修饰层；
设置在所述阳极修饰层上的金属阳极；
以及，设置在所述金属阳极上的封装层；
所述透明基底、透明阴极、阴极修饰层、活性层、阳极修饰层、金属阳极和封装层构成依次层叠的反式结构。
2.根据权利要求1所述的长寿命的宽带倍增型有机光电探测器，其特征在于：所述阴极修饰层选自旋涂的碱金属碳酸盐、低功函金属氧化物、铁电材料、自组装分子或两性聚电解质中的一种，其厚度为1~100纳米。
3.根据权利要求1所述的长寿命的宽带倍增型有机光电探测器，其特征在于：所述活性层为电子给体材料与电子受体材料的共混薄膜，其厚度为100~500纳米。
4.根据权利要求1所述的长寿命的宽带倍增型有机光电探测器，其特征在于：所述阳极修饰层选自高功函金属氧化物、高功函金属硫化物、三苯胺衍生物中的一种，其厚度为10~100纳米。
5.一种长寿命的宽带倍增型有机光电探测器的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1-1、选取玻璃作为透明基底，并在透明基底上制备透明阴极；
步骤1-2、在所述透明阴极上制备阴极修饰层；
步骤1-3、在所述阴极修饰层上制备活性层；
步骤1-4、在所述活性层上制备阳极修饰层；
步骤1-5、在所述阳极修饰层上制备金属阳极；
步骤1-6、在所述金属阳极上制备封装层。
6.根据权利要求5所述的长寿命的宽带倍增型有机光电探测器的制备方法，其特征在于：所述步骤1-2中，在步骤1-1制备的透明阴极上旋涂碱金属碳酸盐、低功函金属氧化物、铁电材料、自组装分子或两性聚电解质中的一种得到阴极修饰层，旋涂速率为1000~4000转/分，旋涂时间20~60秒，然后放在50~200摄氏度的加热台上退火5~30分钟。
7.根据权利要求5所述的长寿命的宽带倍增型有机光电探测器的制备方法，其特征在于：所述步骤1-3中，将电子给体材料与电子受体材料按照重量比为5:1~200:1溶于o-DCB中制备成混合溶液，将所得混合溶液均匀旋涂在阴极修饰层上得到电子给体材料与电子受体材料的共混薄膜，旋涂速率为500~3000转/分，旋涂时间为30~90秒。
8.根据权利要求5所述的长寿命的宽带倍增型有机光电探测器的制备方法，其特征在于：所述步骤1-4中，将阳极修饰层旋涂或蒸镀到活性层表面，厚度为10~100纳米。
9.根据权利要求5所述的长寿命的宽带倍增型有机光电探测器的制备方法，其特征在于：所述步骤1-5中，将步骤1-4中得到的样品放入放置有铝锭、银锭、铜锭或金锭的真空腔中，所述真空腔中的压强低于4×10-4帕；加热铝锭、银锭、铜锭或金锭使其蒸发，蒸发速率为0.1~5.0纳米/秒，蒸镀厚度为50~200纳米。
10.根据权利要求5所述的长寿命的宽带倍增型有机光电探测器的制备方法，其特征在于：所述步骤1-6中，将封装层材料旋涂到金属阳极表面，厚度为100~500纳米，并用玻璃盖住，通过加热或紫外光照封装层材料使玻璃与器件完全贴合。
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