《表1 器件C的性能参数》

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《低电压倍增型高比探测率蓝光有机光电探测器》

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本文探测器工作电压较低得益于体异质结结构具有高激子解离率，为证明该结构的优越性，在10mgP3HT中引入0.3mgC60，制备了结构为ITO/PEDOT∶PSS/P3HT∶C60/Al的器件和活性层为单层P3HT的参考器件，暗条件下和在λ=455nm（5.54mW·cm-2）的蓝光光照下的J-V曲线如图6.由于在单活性层器件中，使激子解离为电子和空穴的主要驱动力来自两个电极功函数差建立的内部电场（通常不足以将激子解离），只有在较强的外电场作用下才会解离形成电流[19].-8.0V偏压下，活性层为单P3HT的器件其光电流仅为7.90×10-4 A·cm-2，而活性层为P3HT∶C60的器件表现出7.80×10-3 A·cm-2的光电流，提高了近一个数量级.根据式（1）可得两种结构探测器的EQE分别为38.4%、379.5%，在引入C60后同样出现了光电倍增现象（EQE>100%），原因仍是陷阱辅助空穴隧穿注入.但该结构工作电压过高（-8.0V），而且暗电流也达到了1.48×10-4 A·cm-2，不利于提高比探测率.而在光电倍增型器件B、C、D中网络互穿的体异质结结构将有利于光生激子解离，于是低电压下即可获得较大的光生电流，并且此时的暗电流不会太大.由光暗电流和EQE可确定器件C的光电性能最优，其性能参数见表1，实现了在低电压下（-0.5V）获得高响应度（1.62A·W-1）、高比探测率（2.21×1013 Jones）且工艺简单（掺杂、溶液旋涂法）的有机光电探测器，各项性能参数均接近相关领域最大值[9-10，13].1.62 A·W-1的高响应度（Responsivity，R），比常规结构的探测器高出一个数量级（λ=500nm，U=-1 V，R=0.273 A·W-1）[13]；2.21×1013Jones的高比探测率接近目前已报道的最大值7.81×1013 Jones（λ=460nm，U=1V）[10]，比文献[9]相同电压下（-0.5V）的比探测率提高了一个数量级（λ=550nm，Pin=3.09μW·cm-2，D*=1.23×1012 Jones）.尽管EQE没有提高到103以上，但本文设计的探测器可在低电压下工作，解决了文献[8]工作电压高的问题，也避免了文献[10]利用材料自身缺陷作为陷阱的局限性.