CN113972322A - 一种高灵敏度自滤光多波段窄谱带响应有机光电探测器 - Google Patents

一种高灵敏度自滤光多波段窄谱带响应有机光电探测器 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种高灵敏度自滤光多波段窄谱带响应有机光电探测器。所述光电探测器，由衬底、电极、有机电子给体(或受体)半导体层、有机电子受体(或给体)半导体层和电极依次层叠构成。其特征在于，在不需要额外的光学滤光片或其它滤光系统的情况下，通过切换器件的探测方向，实现对紫外－可见光－近红外不同波段的光信号高灵敏和高选择性的探测。该有机光电探测器所使用的半导体层和半导体，为光学吸收互补的电子给体型/受体型，或者受体型/给体型有机半导体材料,通过溶液旋涂，刮涂，丝网印刷，喷墨打印，喷涂或者真空热蒸镀成膜加工获得。

Description

一种高灵敏度自滤光多波段窄谱带响应有机光电探测器
技术领域
本发明涉及光电器件领域，特别是有机光电探测器的技术领域，具体涉及一种高灵敏度自滤光多波段窄谱带响应有机光电探测器。
背景技术
随着科技的进步和社会的发展，光电探测器在我们的日常生活中发挥了重要作用，例如在夜视、图像感测、光通信、医学诊断和环境监测等方面有重要应用。如今，大多数商用光电探测器都使用基于无机元素半导体(例如,硅和锗等)或化合物半导体(例如III-V半导体砷化镓等)制作的。然而，这些无机光电探测器存在诸多缺点，比如,机械延展性不足、制造过程复杂且造价昂贵、制造过程污染大以及需要在低温下使用等，极大地限制了此类光电探测器的大规模大面积应用。由有机半导体材料制成的有机光电探测器具有重量轻，柔韧性好、低成本以及大面积制造的优点，能很好地弥补了商业无机光电探测器的缺点。最近，高性能有机光电探测器的报道层出不穷，除响应时间(主要受制于载流子迁移率)以外，在其它的众多性能参数中，有机光电探测器都表现出与商用无机光电探测器可媲美的优异性能，具备商业化生产和大规模应用的前景。
仅检测特定波长的光而对其他波长的光没有响应的光电探测器称为光谱选择性光电探测器或者窄谱带响应光电探测器。目前,窄谱带响应光电探测器已在智能手机、物联网、自动驾驶汽车和高级驾驶员辅助系统等领域得到广泛应用。然而，为了获得选择性的光响应,往往需要添加额外的带通滤光片或者滤光片系统来过滤特定所需检测光谱范围之外的光。而这一要求,往往会降低光电探测器的整体灵敏度，并显著增加设备集成的复杂性和制造成本。同时,由于柔性不足和技术限制,带通滤光片或者滤光片系统很难在弯曲或柔性大面积光电探测器中得到使用。
在过去的几年中，多波段光谱选择性响应的有机光电探测器有了一定的发展，有望在环境监测，医学诊断，健康，安全性监视等方面得到应用。得益于有机半导体的优异而齐备的光学性质,有机光电探测器丰富多样的器件结构，几种无过滤器的选择性有机光电探测器制备方法被开发出来，例如使用窄带吸收光的有机材料，采用光学微腔结构和采用电荷收集窄化技术实现。但是，这些方法受到有机材料特定吸收的限制，并且只能检测特定的波长范围内光，如需检测其它波长范围的光，则需要更换吸光材料，重新制作器件，这无疑增加了制作成本，使其应用受到了限制。
发明内容
为了解决现有技术的缺点和不足之处，发明了一种自滤光多波段窄谱带响应有机光电探测器。这是一种平面异质结有机二极管，在无需任何光学滤光器或额外技术手段的条件下实现光谱选择性响应。此外，这种有机光电探测器对顶部和底部入射的光均有响应，且呈现出不同的光谱响应范围。通过顶部或底部入射，实现一个器件对两种不同波长范围的光进行选择性探测。
本发明目的通过以下技术方案实现。
一种高灵敏度自滤光多波段窄谱带响应有机光电探测器，器件结构依次由基底衬底、第一电极、有机电子给体(或受体)半导体层、有机电子受体(或给体)半导体层和第二电极依次层叠而成。
进一步地，使用正置或者倒置器件结构制备器件，正置结构中第一电极为阳极，第二电极为阴极，有机电子给体(或受体)半导体层为电子给体型材料，有机电子受体(或给体)半导体层为电子受体型材料；倒置结构中，第一电极为阴极，第二电极为阳极，有机电子给体(或受体)半导体层为电子受体型材料，有机电子受体(或给体)半导体层为电子给体型材料。
进一步地，有机电子给体(或受体)半导体层和有机电子受体(或给体)半导体层通过溶液旋涂，刮涂，丝网印刷，喷墨打印，喷涂或者真空热蒸镀成膜制备加工手段之一获得，构成半导体薄膜的平面异质结。
进一步地，第一电极和第二电极是透光电极，包括无机透明电极、有机透明电极、半透明金属电极中的一种以上。
进一步地，所述无机透明电极选自氧化铟锡ITO、金属纳米线、纳米银浆或铝掺杂的氧化锌AZO；所述有机透明电极选自高导3,4-乙撑二氧噻吩混合聚苯乙烯磺酸盐PEDOT:PSS、碳纳米管CNT或石墨烯；所述半透明金属电极选自锂、镁、钙、锶、钡、铝、铜、金、银或铟。
进一步地，所述电子给体型材料为有机共轭小分子，寡聚物或聚合物。
进一步地，所述电子受体型材料为富勒烯及其衍生物，有机共轭小分子，寡聚物或聚合物。
进一步地，所述有机电子给体材料为含有共轭结构的共轭聚合物材料,比如以下给出示例用的材料聚[2，6-(4，8-双(5-(2-乙基己基))噻吩-2-基)-苯并[1，2-b:4，5-b']二噻吩-alt-5，5-(1'，3'-二-2-噻吩)-5'，7'-双(2-乙基己基)-苯并[1'，2'-c:4'，5'-c']二噻吩-4，8-二酮](PBDB-T)。
Figure BDA0003288301650000031
进一步地，所述的有机电子受体材料为富勒烯及其衍生物，有机共轭小分子，寡聚物，聚合物。比如以上给出图中示例用的材料3,9-二(2-亚甲基-((3-(1,1-二氰甲烯基)-6,7-二氟)-茚酮))-5,5,11,11-四(4-己基苯基)-二噻吩并[2,3-d:2,3-d]-s-引达省[1,2-b:5,6-b]二噻吩(IT-4F)。
本发明中，所述电子给体型材料和电子受体型材料具有互补的光吸收特性。
本发明中，该探测器对顶部和底部入射光信号均有高灵敏度响应，且对不同波段呈现选择性响应性。
本发明中，在具有双面响应特性的前提下，探测器对顶部和底部入射光具有不同的响应范围，重叠度很低。
与现有技术相比，本发明具有以下特点和优点：
(1)本发明中描述的自滤光多波段窄谱带响应有机光电探测器具有自滤光性，无需额外的光学滤光器或其他滤光手段即可实现选择性响应,即窄谱带响应。与现有的通过宽光谱响应光电探测器配合光学滤光片使用才得以实现选择性光谱响应的技术相比，这种器件制作工艺简单，集滤光与光谱选择性响应两项功能于一体。可避免由于需要引入额外光学界面而导致器件不同像素之间的信号串扰，可有效降低信号失真，从而提高信噪比。
(2)本发明中描述的自滤光多波段窄谱带响应有机光电探测器,对自顶部和底部入射的光辐射均具有响应。与现有技术相比，器件的顶部与底部都可以对光进行探测，增加了器件的泛用性，使得探测器的应用范围更加灵活。
(3)本发明描述的自滤光多波段窄谱带响应有机光电探测器对顶部和底部入射的光辐射有不同的响应光谱范围。与现有的商用选择性响应光电探测器比较，本发明的有机光电探测器,不需要依赖额外的光学滤光片或系统，并且一个器件通过切换入射方向即可实现对两种不同波长范围的光信号进行探测。器件具有制备工艺简单，制备成本低等特点。有望在可穿戴设备、移动传感器节点和医疗保健监控系统等领域得到应用。
附图说明
图1为自滤光双面响应有机光电探测器的结构示意图，其中，1-玻璃衬底；2-第一电极；3-有机电子给体(或受体)半导体层；4-有机电子受体(或给体)半导体层；5-第二电极。
图2为本发明自滤光多波段窄谱带响应有机光电探测器,实施例1器件的外量子效率曲线。
图3为本发明自滤光双面响应有机光电探测器,实施例1器件的响应度曲线。
图4为本发明自滤光多波段窄谱带响应有机光电探测器,实施例2器件的外量子效率曲线。
图5为本发明自滤光双面响应有机光电探测器,实施例2器件的响应度曲线。
图6为本发明自滤光多波段窄谱带响应有机光电探测器,实施例3器件的外量子效率曲线。
图7为本发明自滤光双面响应有机光电探测器,实施例3器件的响应度曲线。
图8为本发明自滤光多波段窄谱带响应有机光电探测器,实施例4器件的外量子效率曲线。
图9为本发明自滤光双面响应有机光电探测器,实施例4器件的响应度曲线。
具体实施方式
以下实例将对本发明所提出的具体工艺过程进行说明，但本发明不限于所列之例。
实施例1
如图1所示，一种自滤光双面响应有机光电探测器，其器件结构自下而上依次包括基底1、阳极2、有机给体材料3、有机受体材料4和阴极5。
所述基底1为玻璃；所述阳极2为氧化铟锡(ITO)；所述有机给体材料3为聚[2，6-(4，8-双(5-(2-乙基己基))噻吩-2-基)-苯并[1，2-b:4，5-b']二噻吩-alt-5，5-(1'，3'-二-2-噻吩)-5'，7'-双(2-乙基己基)-苯并[1'，2'-c:4'，5'-c']二噻吩-4，8-二酮](PBDB-T)薄膜，其厚度为660纳米；有机受体材料4为3,9-二(2-亚甲基-((3-(1,1-二氰甲烯基)-6,7-二氟)-茚酮))-5,5,11,11-四(4-己基苯基)-二噻吩并[2,3-d:2,3-d]-s-引达省[1,2-b:5,6-b]二噻吩)(IT-4F)，其厚度为240纳米；所述阴极5为金属银，其厚度为20纳米。
同批号ITO导电玻璃衬底若干，规格为15毫米×15毫米，ITO的厚度约为130纳米，其方块电阻约为20欧姆/方块。将ITO玻璃置于放置架上，将放置架放入大小适宜的烧杯中，将异丙醇倒入烧杯，浸没ITO玻璃，超声波清洗15-20分钟；然后将异丙醇倒出，使用去离子水依照上述流程超声波清洗三遍，每遍15-20分钟，最后再用异丙醇按照上述过程清洗一遍，也为15-20分钟，结束后，倒出异丙醇，将盛有ITO玻璃的烧杯置入烘箱中烘干。
随后将由上述方法制得的玻璃衬底1/阳极2转入无水无氧、充满高纯氮气的专用手套箱(德国布劳恩公司制造)。在此手套箱惰性气氛下，将有机给体材料聚[2，6-(4，8-双(5-(2-乙基己基))噻吩-2-基)-苯并[1，2-b:4，5-b']二噻吩-alt-5，5-(1'，3'-二-2-噻吩)-5'，7'-双(2-乙基己基)-苯并[1'，2'-c:4'，5'-c']二噻吩-4，8-二酮](PBDB-T)置于洁净试样瓶中，用有机溶剂氯苯进行溶解。彻底溶解后，通过使用匀胶机将其旋涂在ITO上，厚度为660纳米。
将有机受体材料3,9-二(2-亚甲基-((3-(1,1-二氰甲烯基)-6,7-二氟)-茚酮))-5,5,11,11-四(4-己基苯基)-二噻吩并[2,3-d:2,3-d]-s-引达省[1,2-b:5,6-b]二噻吩(IT-4F)置于洁净试样瓶中，用有机溶剂二氯甲烷进行溶解。彻底溶解后，通过使用匀胶机将其旋涂在聚[2，6-(4，8-双(5-(2-乙基己基))噻吩-2-基)-苯并[1，2-b:4，5-b']二噻吩-alt-5，5-(1'，3'-二-2-噻吩)-5'，7'-双(2-乙基己基)-苯并[1'，2'-c:4'，5'-c']二噻吩-4，8-二酮](PBDB-T)上，厚度为240纳米。
随后，将器件转入真空蒸镀仓中，开启机械泵和分子泵，当真空蒸镀仓内压力减小到2×10-6帕之后，开始蒸镀金属银作为阴极5，银的厚度为20纳米。
图2是自滤光双面响应有机光电探测器在-1伏特偏压下的外量子效率曲线。从图中可以看出器件在经顶部入射探测的情况下，在300至600纳米范围内表现出较高的外量子效率，在650至850纳米范围内表现出很低的外量子效率。器件在经底部入射探测的情况下，在300至650纳米范围内表现出很低的外量子效率，在650至850范围内表现出较高的外量子效率。
图3是自滤光双面响应有机光电探测器在-1伏特偏压下的响应度曲线。从图中可以看出,在经顶部入射探测的情况下，器件在300至600纳米范围内表现出较强的响应度，在650至850纳米范围内表现出很弱的响应度。器件在经底部入射探测的情况下在底部照明时，器件在300至650纳米范围内表现出很弱的响应度，在650至850范围内表现出较强的响应度。本发明的最大特点之一是,无论是经顶部还是经底部入射,器件都能呈现强的光响应度,且其响应光谱波长范围不同，重叠度很小。
实施例2
如图1所示，一种自滤光双面响应有机光电探测器，其器件结构自下而上依次包括基底1、阳极2、有机给体材料3、有机受体材料4和阴极5。
所述基底1为玻璃；所述阳极2为氧化铟锡(ITO)；所述有机给体材料3为聚[(2,6-(4,8-双(5-(2-乙基己基-3-氟)噻吩-2-基)-苯并[1,2-b:4,5-b']二噻吩))-alt-(5,5-(1'，3'-二-2-噻吩基-5'，7'-二(2-乙基己基)苯并[1'，2'-C：4'，5'-C']二噻吩-4,8-二酮)](PM6)薄膜，其厚度为660纳米；有机受体材料4为3,9-二(2-亚甲基-((3-(1,1-二氰甲烯基)-6,7-二氟)-茚酮))-5,5,11,11-四(4-己基苯基)-二噻吩并[2,3-d:2,3-d]-s-引达省[1,2-b:5,6-b]二噻吩)(IT-4F)，其厚度为240纳米；所述阴极5为金属银，其厚度为20纳米。
同批号ITO导电玻璃衬底若干，规格为15毫米×15毫米，ITO的厚度约为130纳米，其方块电阻约为20欧姆/方块。将ITO玻璃置于放置架上，将放置架放入大小适宜的烧杯中，将异丙醇倒入烧杯，浸没ITO玻璃，超声波清洗15-20分钟；然后将异丙醇倒出，使用去离子水依照上述流程超声波清洗三遍，每遍15-20分钟，最后再用异丙醇按照上述过程清洗一遍，也为15-20分钟，结束后，倒出异丙醇，将盛有ITO玻璃的烧杯置入烘箱中烘干。
随后将由上述方法制得的玻璃衬底1/阳极2转入无水无氧、充满高纯氮气的专用手套箱(德国布劳恩公司制造)。在此手套箱惰性气氛下，将有机给体材料聚[(2,6-(4,8-双(5-(2-乙基己基-3-氟)噻吩-2-基)-苯并[1,2-b:4,5-b']二噻吩))-alt-(5,5-(1'，3'-二-2-噻吩基-5'，7'-二(2-乙基己基)苯并[1'，2'-C：4'，5'-C']二噻吩-4,8-二酮)](PM6)置于洁净试样瓶中，用有机溶剂氯苯进行溶解。彻底溶解后，通过使用匀胶机将其旋涂在ITO上，厚度为660纳米。
将有机受体材料3,9-二(2-亚甲基-((3-(1,1-二氰甲烯基)-6,7-二氟)-茚酮))-5,5,11,11-四(4-己基苯基)-二噻吩并[2,3-d:2,3-d]-s-引达省[1,2-b:5,6-b]二噻吩(IT-4F)置于洁净试样瓶中，用有机溶剂二氯甲烷进行溶解。彻底溶解后，通过使用匀胶机将其旋涂在聚[(2,6-(4,8-双(5-(2-乙基己基-3-氟)噻吩-2-基)-苯并[1,2-b:4,5-b']二噻吩))-alt-(5,5-(1'，3'-二-2-噻吩基-5'，7'-二(2-乙基己基)苯并[1'，2'-C：4'，5'-C']二噻吩-4,8-二酮)](PM6)上，厚度为240纳米。
随后，将器件转入真空蒸镀仓中，开启机械泵和分子泵，当真空蒸镀仓内压力减小到2×10-6帕之后，开始蒸镀金属银作为阴极5，银的厚度为20纳米。
图4是自滤光双面响应有机光电探测器在-1伏特偏压下的外量子效率曲线。从图中可以看出器件在经顶部入射探测的情况下，在300至600纳米范围内表现出较高的外量子效率，在650至850纳米范围内表现出很低的外量子效率。器件在经底部入射探测的情况下，在300至650纳米范围内表现出很低的外量子效率，在650至850范围内表现出较高的外量子效率。
图5是自滤光双面响应有机光电探测器在-1伏特偏压下的响应度曲线。从图中可以看出,在经顶部入射探测的情况下，器件在300至600纳米范围内表现出较强的响应度，在650至850纳米范围内表现出很弱的响应度。器件在经底部入射探测的情况下在底部照明时，器件在300至650纳米范围内表现出很弱的响应度，在650至850范围内表现出较强的响应度。本发明的最大特点之一是,无论是经顶部还是经底部入射,器件都能呈现强的光响应度,且其响应光谱波长范围不同，重叠度很小。
实施例3
如图1所示，一种自滤光双面响应有机光电探测器，其器件结构自下而上依次包括基底1、阳极2、有机给体材料3、有机受体材料4和阴极5。
所述基底1为玻璃；所述阳极2为氧化铟锡(ITO)；所述有机给体材料3为聚[2，6-(4，8-双(5-(2-乙基己基))噻吩-2-基)-苯并[1，2-b:4，5-b']二噻吩-alt-5，5-(1'，3'-二-2-噻吩)-5'，7'-双(2-乙基己基)-苯并[1'，2'-c:4'，5'-c']二噻吩-4，8-二酮](PBDB-T)薄膜，其厚度为660纳米；有机受体材料4为3,9-双(2-亚甲基-((3-(1,1-二氰基亚甲基)-6/7-甲基)-茚酮))-5,5,11,11-四(4-己基苯基)-二噻吩[2,3-d:2',3'-d']-s-二噻吩并[1,2-b:5,6-b']噻吩(IT-M)，其厚度为240纳米；所述阴极5为金属银，其厚度为20纳米。
同批号ITO导电玻璃衬底若干，规格为15毫米×15毫米，ITO的厚度约为130纳米，其方块电阻约为20欧姆/方块。将ITO玻璃置于放置架上，将放置架放入大小适宜的烧杯中，将异丙醇倒入烧杯，浸没ITO玻璃，超声波清洗15-20分钟；然后将异丙醇倒出，使用去离子水依照上述流程超声波清洗三遍，每遍15-20分钟，最后再用异丙醇按照上述过程清洗一遍，也为15-20分钟，结束后，倒出异丙醇，将盛有ITO玻璃的烧杯置入烘箱中烘干。
随后将由上述方法制得的玻璃衬底1/阳极2转入无水无氧、充满高纯氮气的专用手套箱(德国布劳恩公司制造)。在此手套箱惰性气氛下，将有机给体材料聚[2，6-(4，8-双(5-(2-乙基己基))噻吩-2-基)-苯并[1，2-b:4，5-b']二噻吩-alt-5，5-(1'，3'-二-2-噻吩)-5'，7'-双(2-乙基己基)-苯并[1'，2'-c:4'，5'-c']二噻吩-4，8-二酮](PBDB-T)置于洁净试样瓶中，用有机溶剂氯苯进行溶解。彻底溶解后，通过使用匀胶机将其旋涂在ITO上，厚度为660纳米。
将有机受体材料3,9-双(2-亚甲基-((3-(1,1-二氰基亚甲基)-6/7-甲基)-茚酮))-5,5,11,11-四(4-己基苯基)-二噻吩[2,3-d:2',3'-d']-s-二噻吩并[1,2-b:5,6-b']噻吩(IT-M)置于洁净试样瓶中，用有机溶剂二氯甲烷进行溶解。彻底溶解后，通过使用匀胶机将其旋涂在聚[2，6-(4，8-双(5-(2-乙基己基))噻吩-2-基)-苯并[1，2-b:4，5-b']二噻吩-alt-5，5-(1'，3'-二-2-噻吩)-5'，7'-双(2-乙基己基)-苯并[1'，2'-c:4'，5'-c']二噻吩-4，8-二酮](PBDB-T)上，厚度为240纳米。
随后，将器件转入真空蒸镀仓中，开启机械泵和分子泵，当真空蒸镀仓内压力减小到2×10-6帕之后，开始蒸镀金属银作为阴极5，银的厚度为20纳米。
图6是自滤光双面响应有机光电探测器在-1伏特偏压下的外量子效率曲线。从图中可以看出器件在经顶部入射探测的情况下，在300至600纳米范围内表现出较高的外量子效率，在650至850纳米范围内表现出很低的外量子效率。器件在经底部入射探测的情况下，在300至650纳米范围内表现出很低的外量子效率，在650至850范围内表现出较高的外量子效率。
图7是自滤光双面响应有机光电探测器在-1伏特偏压下的响应度曲线。从图中可以看出,在经顶部入射探测的情况下，器件在300至600纳米范围内表现出较强的响应度，在650至850纳米范围内表现出很弱的响应度。器件在经底部入射探测的情况下在底部照明时，器件在300至650纳米范围内表现出很弱的响应度，在650至850范围内表现出较强的响应度。本发明的最大特点之一是,无论是经顶部还是经底部入射,器件都能呈现强的光响应度,且其响应光谱波长范围不同，重叠度很小。
实施例4
如图1所示，一种自滤光双面响应有机光电探测器，其器件结构自下而上依次包括基底1、阳极2、有机给体材料3、有机受体材料4和阴极5。
所述基底1为玻璃；所述阳极2为氧化铟锡(ITO)；所述有机给体材料3为聚[(2,6-(4,8-双(5-(2-乙基己基-3-氟)噻吩-2-基)-苯并[1,2-b:4,5-b']二噻吩))-alt-(5,5-(1'，3'-二-2-噻吩基-5'，7'-二(2-乙基己基)苯并[1'，2'-C：4'，5'-C']二噻吩-4,8-二酮)](PM6)薄膜，其厚度为660纳米；有机受体材料4为2,2'-((2Z，2'Z)-((12,13-双(2-乙基己基)-3,9-二(十一烷基)-12,13-二氢-[1,2,5]噻二唑并[3，4-E]噻吩并[2"，3″：4'，5']噻吩并[2'，3'：4,5]吡咯并[3,2-G]噻吩并[2'，3'：4,5]噻吩并[3,2-b]吲哚-2,10-二基)双(亚甲基))二(5,6-二氟-3-氧代-2,3-二氢-1H-茚-2,1-二亚基))二丙二腈(Y6)，其厚度为100纳米；所述阴极5为金属银，其厚度为20纳米。
同批号ITO导电玻璃衬底若干，规格为15毫米×15毫米，ITO的厚度约为130纳米，其方块电阻约为20欧姆/方块。将ITO玻璃置于放置架上，将放置架放入大小适宜的烧杯中，将异丙醇倒入烧杯，浸没ITO玻璃，超声波清洗15-20分钟；然后将异丙醇倒出，使用去离子水依照上述流程超声波清洗三遍，每遍15-20分钟，最后再用异丙醇按照上述过程清洗一遍，也为15-20分钟，结束后，倒出异丙醇，将盛有ITO玻璃的烧杯置入烘箱中烘干。
随后将由上述方法制得的玻璃衬底1/阳极2转入无水无氧、充满高纯氮气的专用手套箱(德国布劳恩公司制造)。在此手套箱惰性气氛下，将有机给体材料聚[(2,6-(4,8-双(5-(2-乙基己基-3-氟)噻吩-2-基)-苯并[1,2-b:4,5-b']二噻吩))-alt-(5,5-(1'，3'-二-2-噻吩基-5'，7'-二(2-乙基己基)苯并[1'，2'-C：4'，5'-C']二噻吩-4,8-二酮)](PM6)置于洁净试样瓶中，用有机溶剂氯苯进行溶解。彻底溶解后，通过使用匀胶机将其旋涂在ITO上，厚度为660纳米。
将有机受体材料2,2'-((2Z，2'Z)-((12,13-双(2-乙基己基)-3,9-二(十一烷基)-12,13-二氢-[1,2,5]噻二唑并[3，4-E]噻吩并[2"，3″：4'，5']噻吩并[2'，3'：4,5]吡咯并[3,2-G]噻吩并[2'，3'：4,5]噻吩并[3,2-b]吲哚-2,10-二基)双(亚甲基))二(5,6-二氟-3-氧代-2,3-二氢-1H-茚-2,1-二亚基))二丙二腈(Y6)置于洁净试样瓶中，用有机溶剂二氯甲烷进行溶解。彻底溶解后，通过使用匀胶机将其旋涂在聚[(2,6-(4,8-双(5-(2-乙基己基-3-氟)噻吩-2-基)-苯并[1,2-b:4,5-b']二噻吩))-alt-(5,5-(1'，3'-二-2-噻吩基-5'，7'-二(2-乙基己基)苯并[1'，2'-C：4'，5'-C']二噻吩-4,8-二酮)](PM6)上，厚度为100纳米。
随后，将器件转入真空蒸镀仓中，开启机械泵和分子泵，当真空蒸镀仓内压力减小到2×10-6帕之后，开始蒸镀金属银作为阴极5，银的厚度为20纳米。
图8是自滤光双面响应有机光电探测器在-1伏特偏压下的外量子效率曲线。从图中可以看出器件在经顶部入射探测的情况下，在300至700纳米范围内表现出较高的外量子效率，在700至850纳米范围内表现出很低的外量子效率。器件在经底部入射探测的情况下，在300至650纳米范围内表现出很低的外量子效率，在650至900范围内表现出较高的外量子效率。
图9是自滤光双面响应有机光电探测器在-1伏特偏压下的响应度曲线。从图中可以看出,在经顶部入射探测的情况下，器件在300至700纳米范围内表现出较强的响应度，在700至850纳米范围内表现出很弱的响应度。器件在经底部入射探测的情况下在底部照明时，器件在300至650纳米范围内表现出很弱的响应度，在650至900范围内表现出较强的响应度。本发明的最大特点之一是,无论是经顶部还是经底部入射,器件都能呈现强的光响应度,且其响应光谱波长范围不同，重叠度很小。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高灵敏度自滤光多波段窄谱带响应有机光电探测器，其特征在于，器件结构依次由基底衬底(1)、第一电极(2)、有机电子给体(或受体)半导体层(3)、有机电子受体(或给体)半导体层(4)和第二电极(5)依次层叠而成。
2.根据权利要求1所述的高灵敏度自滤光多波段窄谱带响应有机光电探测器，其特征在于，使用正置或者倒置器件结构制备器件，正置结构中第一电极(2)为阳极，第二电极(5)为阴极，有机电子给体(或受体)半导体层(3)为电子给体型材料，有机电子受体(或给体)半导体层(4)为电子受体型材料；倒置结构中，第一电极(2)为阴极，第二电极(5)为阳极，有机电子给体(或受体)半导体层(3)为电子受体型材料，有机电子受体(或给体)半导体层(4)为电子给体型材料。
3.根据权利要求1所述的高灵敏度自滤光多波段窄谱带响应有机光电探测器，其特征在于，有机电子给体(或受体)半导体层(3)和有机电子受体(或给体)半导体层(4)通过溶液旋涂，刮涂，丝网印刷，喷墨打印，喷涂或者真空热蒸镀成膜制备加工手段之一获得，构成半导体薄膜的平面异质结。
4.根据权利要求1所述的高灵敏度自滤光多波段窄谱带响应有机光电探测器，其特征在于，第一电极(2)和第二电极(5)是透光电极，包括无机透明电极、有机透明电极、半透明金属电极中的一种以上。
5.根据权利要求4所述的高灵敏度自滤光多波段窄谱带响应有机光电探测器，其特征在于，所述无机透明电极选自氧化铟锡ITO、金属纳米线、纳米银浆或铝掺杂的氧化锌AZO；所述有机透明电极选自高导3,4-乙撑二氧噻吩混合聚苯乙烯磺酸盐PEDOT:PSS、碳纳米管CNT或石墨烯；所述半透明金属电极选自锂、镁、钙、锶、钡、铝、铜、金、银或铟。
6.根据权利要求2所述的高灵敏度自滤光多波段窄谱带响应有机光电探测器，其特征在于，所述电子给体型材料为有机共轭小分子，寡聚物或聚合物。
7.根据权利要求2所述的高灵敏度自滤光多波段窄谱带响应有机光电探测器，其特征在于，所述电子受体型材料为富勒烯及其衍生物，有机共轭小分子，寡聚物或聚合物。
8.根据权利要求1所述的高灵敏度自滤光多波段窄谱带响应有机光电探测器，其特征在于，所述电子给体型材料和电子受体型材料具有互补的光吸收特性。
9.根据权利要求2所述的高灵敏度自滤光多波段窄谱带响应有机光电探测器，其特征在于，所述电子给体材料包括聚[2，6-(4，8-双(5-(2-乙基己基))噻吩-2-基)-苯并[1，2-b:4，5-b']二噻吩-alt-5，5-(1'，3'-二-2-噻吩)-5'，7'-双(2-乙基己基)-苯并[1'，2'-c:4'，5'-c']二噻吩-4，8-二酮](PBDB-T)。
10.根据权利要求2所述的高灵敏度自滤光多波段窄谱带响应有机光电探测器，其特征在于，所述电子受体材料包括3,9-二(2-亚甲基-((3-(1,1-二氰甲烯基)-6,7-二氟)-茚酮))-5,5,11,11-四(4-己基苯基)-二噻吩并[2,3-d:2,3-d]-s-引达省[1,2-b:5,6-b]二噻吩(IT-4F)。
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