Ag纳米线增强硒微米管/聚噻吩自驱动光电探测器性能

陈荣鹏; 冯仕亮; 郑天旭; 于平平; 姜岩峰

doi:10.37188/CJL.20220078

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Ag纳米线增强硒微米管/聚噻吩自驱动光电探测器性能

器件制备及器件物理 | 更新时间：2022-10-19

- Ag纳米线增强硒微米管/聚噻吩自驱动光电探测器性能
  增强出版
- Ag Nanowires Enhance Performance of Self-powered Photodetector Based on Selenium Microtube/Polythiophene
- 发光学报 2022年43卷第8期页码：1273-1280
- 作者机构：
  
  江南大学物联网工程学院，江苏无锡　214122
- 作者简介：
  
  [ "陈荣鹏（1995-），男，江苏盐城人，硕士研究生，2017年于扬州大学获得学士学位，主要从事有机/无机半导体光电探测器的研究。 E-mail： chenrongpeng1995@163.com" ]
  [ "于平平（1987-），女，山东济南人，博士，副教授，2014年于东华大学获得博士学位，主要从事有机/无机光电器件和超级电容器的研究。" ]
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金(51802124);中国博士后科学基金(2019M651693)
- DOI：10.37188/CJL.20220078
  中图分类号： O482.31;TN304
- 收稿日期：2022-03-09，
  
  修回日期：2022-03-29，
  
  纸质出版日期：2022-08-05
- 稿件说明：
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陈荣鹏,冯仕亮,郑天旭等.Ag纳米线增强硒微米管/聚噻吩自驱动光电探测器性能[J].发光学报,2022,43(08):1273-1280.

CHEN Rong-peng,FENG Shi-liang,ZHENG Tian-xu,et al.Ag Nanowires Enhance Performance of Self-powered Photodetector Based on Selenium Microtube/Polythiophene[J].Chinese Journal of Luminescence,2022,43(08):1273-1280.
陈荣鹏,冯仕亮,郑天旭等.Ag纳米线增强硒微米管/聚噻吩自驱动光电探测器性能[J].发光学报,2022,43(08):1273-1280. DOI： 10.37188/CJL.20220078.

CHEN Rong-peng,FENG Shi-liang,ZHENG Tian-xu,et al.Ag Nanowires Enhance Performance of Self-powered Photodetector Based on Selenium Microtube/Polythiophene[J].Chinese Journal of Luminescence,2022,43(08):1273-1280. DOI： 10.37188/CJL.20220078.

摘要

自驱动光电探测器能够满足现代光电器件对节能和轻质的需求，但复杂的工艺和较高的成本限制了其进一步发展。本文采用旋涂法将硒微米管（Se‐MT）和聚噻吩（PEDOT）制备成Se‐MT/PEDOT异质结，其器件在350~700 nm波长下具有良好的光响应，无偏置电压下的响应度为8 mA/W（500 nm）。为了提高器件的光响应度，利用银纳米线（Ag‐NW）修饰异质结制备Se‐MT/PEDOT/Ag-NW，增强异质结在紫外‐可见光区的光吸收并提高器件的光电性能。与Se‐MT/PEDOT器件对比，Se‐MT/PEDOT/Ag‐NW器件在350~700 nm波长下的光电流数值整体上升，特别是在0 V偏压500 nm光照下，器件的响应度提升至65 mA/W（增强800%），开关比增强400%达到552，上升和下降时间明显下降至15 ms和28 ms。这一结果表明Ag‐NW改性有机/无机异质结的方法可以应用于高性能光电探测器的制备。

Abstract

Self-powered photodetectors can meet the demands of modern optoelectronic devices for energy conservation and lightweight， but the complex process and high cost limit their further development. In this work， Se-MT/PEDOT heterojunction has been prepared by spin-coating with selenium microtube（Se-MT） and polythiophene（PEDOT）， which shows a good photoresponse at 350-700 nm and a responsivity of 8 mA/W at 500 nm without bias voltage. To enhance the responsivity， Se-MT/PEDOT/Ag-NW was prepared by adding silver nanowires（Ag-NW） on the surface of Se-MT/PEDOT heterojunction， enhancing the UV-Vis absorption to improve the photoelectric performance of the device. Compared to the Se-MT/PEDOT， the Se-MT/PEDOT/Ag-NW device shows enhanced photocurrent at the wavelength of 350-700 nm， especially under 500 nm illumination at zero bias， 800% improvement in responsivity of 65 mA/W， the on-off ratio up to 552 with 400% enhancement， obvious reduction in response time（rise/decay time of 15/28 ms）. This result indicates that the Ag-NWs modification of organic/inorganic heterojunction can be applied to the preparation of high-performance photodetectors.

关键词

Keywords

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