红光有机光敏二极管

1、红光有机光敏二极管有机功能材料之组员： 红光有机光敏二极管的合成、制备、特性介绍有机光敏二极管的结构、原理、参数，材料主要内容1 有机光敏二极管2 红光有机光敏二极管3 展望小结 1 有机光敏二极管（OPD）2 红光有机光敏二极管3 展望小结 OPD的 结构OPD的工作原理OPD的性能参数及材料 有机光电探测器的一种 光敏波长覆盖范围从紫外到可见光 以至于近红外的全部光谱1有机光敏二极管（OPD）n 对OPD的认识n OPD的分类 可见光OPD全色OPD可敏感波长OPDOPD的 结构 1有机光敏二极管（OPD）a)单层器件；b)平面异质结器件；c)体异质结器件；d)混合异质结器件；e)分子给体

2、受体器件 ； f)叠层结构器件OPD的 结构 1有机光敏二极管（OPD）OPD最典型的器件结构是基于小分子的平面异质结结构,这种结构也是解释和理解OPD工作原理中最简化的模型。平面异质结结构1）给体和受体有机材料分层排列在电极间 2）为了促进电极附近的电荷收集：point:阳极功函数阴极功函数给体HOMO能级受体LUMO能级 Match !-8-LUMODHOMODLUMOAHOMOA1. 吸收光而产生激子2. 激子扩散3. 电荷转移4. 电荷分离5. 电荷传输与收集DonorAcceptor阴极阴极阳极阳极OPD的 工作原理1有机光敏二极管（OPD）summarise 有机 Vs 无机1有机

3、光敏二极管（OPD）HOMOLUMO价带（VB）导带（CB）注：i)上述可一一近似相当，但有机材料的HOMO/LUMO能级是分立的，区别于无机中连续的VB/CB。ii)有机材料的能级分立致使载流子定域化，所吸收形成的激子由于之间较大的库仑力使其不易形成载流子。故OPD工作机理和无机光敏二极管的区别还是很大的。OPD的性能参数及材料 1有机光敏二极管（OPD）OPD的性能参数：1.光/暗电流比 P 2.光响应度R 3.外量子效率EQEIph：光生电流；Iill 光照下的电流；Idark暗电流;Pin光照条件下的光功率；A是器件的有效面积OPD的性能参数及材料 1有机光敏二极管（OPD）应用于OP

4、D的材料：1.电极材料：Si、玻璃、柔性塑料衬底（如PPA） 2.有机半导体红光光敏材料： 3.界面修饰：使电极功函数与给/受体能级更加匹配i)酞菁染料及卟啉金属配合物 ii)C60 及其衍生物iii)噻吩类材料 Iv)PPV及其衍生物i)普通ITO通过紫外臭氧等离子体处理修饰等。ii)在有机层上旋涂PSS后再蒸发电极。iii).难点1 有机光敏二极管（OPD）2 红光有机光敏二极管 3 展望小结背景紫外光谱范围类响应的OPD研究较多，但在红光波段存在暗电流大、光电流和光响应度相对较小的问题。意义近红外探测器在光通信、远程控制、环境控制、生物医疗邻域有重要的应用。 1）小带隙的化合物在合成、化

5、学稳定性、溶解性有诸多困难。2）分子带隙的减小，找到相互匹配的给体/受体材料也更加困难?1 有机光敏二极管（OPD）2 红光有机光敏二极管 3 展望小结 红光OPD的 合成红光OPD的 制备红光OPD的特性红光 OPD的 合成 酞菁钕分子是由中央的一个钕（Nd）原子和共轭的富电子基团组成的 夹层结构分子。 2 红光 有机光敏二极管 1）酞菁钕分子结构图2）合成：（用相应的腈缩聚可得）红光 OPD的 制备2）该结构的优点：同时为电子和空穴提供运输通道，使得激子解离和电荷传输效率提高，从而有助于OPD光响应度的提高。 2 红光 有机光敏二极管 基于ITO/NdPc2/C60/Ai的OPD 采用平面

6、异质结构1）所要制备的器件结构红光 OPD的 制备 真空镀膜机的清洁 有机材料的装填和仪器检查2 红光 有机光敏二极管 ITO导电玻璃衬底的清洗 开启真空镀膜机抽至合适的真空度有机材料的蒸发蒸发金属电极光敏特性的测试红光 OPD的 特性 2 红光 有机光敏二极管 1、NdPc2/C60平面异质结吸收光谱分析NdPC2三者最佳3个主吸收峰：205 333 632 nm 对应的吸光度：0.48 0.43 0.351红光 OPD的 特性 2 红光 有机光敏二极管 2、NdPc2/C60平面异质结电流-电压分析 2 红光 有机光敏二极管分析： 从暗电流特性曲线可以看出，整个二极管的特性较好，在施加3

7、V反向偏压的情况下器件暗电流为131.86 uA,用波长为655nm,功率为170 mW/cm2的红光激光器作为光源,搭配不同的减光片可以得到一系列入射光功率。根据之前的OPD参数公式可以得到最大光/暗电流之比P=16.39（施加10.2mw光照时）最大响应度R=0.278A/w，此时最大EQE为52.6%（施加0.102mw光照时） 红光 OPD的 特性 2 红光 有机光敏二极管 3、NdPc2厚度对器件性能的影响50nm厚35nm厚d越小，暗电流和光电流增大，光响应度增大红光 OPD的 特性 2 红光 有机光敏二极管4、退火对器件性能的影响 器件进行退火处理能够减小受体材料在异质结表面的聚

8、集,可以有效地降低器件的暗电流,增大器件光暗比,但是激子在界面附近的解离效率也会降低,这将导致器件的光响应度和外部量子转换效率降低。5、电极修饰对器件性能的影响 通过和未进行电极修饰的器件对比发现,进行电极修饰以后,器件的暗电流降低了 19%,同时最大光暗比和最大光电流响应度分别减小了26.9%和38.6%。如果需要器件的暗电流达到一定水平,同时该器件光响应度又是可以接受 ,则对器件进行电极修饰是有意义的。1有机光敏二极管（OPD）2 红光有机光敏二极管3 展望小结1）集中在有机光敏分子结构的调控， 从根本上提高其选择性、光电转换率和稳定性。 2）结构上，先优化异质结界面， 然后优化有机层和电极的界面。3）贯穿整个器件的模拟优化和器件稳定性的研究，通过光强和电场强度在整个器件中分布的