PCE10显著提升三元倍增型有机光电探测器红光与近红外光探测能力

王建彬; 唐孝生; 周笔; 曾夏辉; 黎金城; 周赢武

doi:10.37188/CJL.20230257

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PCE10显著提升三元倍增型有机光电探测器红光与近红外光探测能力

更新时间：2023-11-14

- PCE10显著提升三元倍增型有机光电探测器红光与近红外光探测能力
  增强出版
- PCE10 Significantly Improves Red and Near-infrared Light Detection Capabilities of Ternary Photomultiplication-Type Organic Photodetectors
- 发光学报 2023年页码：1-9
- 作者机构：
  
  1.闽江学院物理与电子信息工程学院，福建福州　350108
  2.重庆邮电大学光电工程学院，重庆　400065
- 作者简介：
  
  [ "王建彬（1983-），男，福建福州人，博士，讲师，2019年于中国科学院大学福建物质结构研究所获博士学位，主要从事有机光电材料与器件的研究。E-mail： wangjianbinnewlife@foxmail.com" ]
- 基金信息：
  
  福建省发树慈善基金会资助研究专项(MFK23005);福建省自然科学基金(2022J011126)
- DOI：10.37188/CJL.20230257
  中图分类号：
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王建彬,唐孝生,周笔等.PCE10显著提升三元倍增型有机光电探测器红光与近红外光探测能力[J].发光学报,

WANG Jian-bin,TANG Xiao-sheng,ZHOU Bi,et al.PCE10 Significantly Improves Red and Near-infrared Light Detection Capabilities of Ternary Photomultiplication-Type Organic Photodetectors[J].Chinese Journal of Luminescence,
王建彬,唐孝生,周笔等.PCE10显著提升三元倍增型有机光电探测器红光与近红外光探测能力[J].发光学报, DOI：10.37188/CJL.20230257

WANG Jian-bin,TANG Xiao-sheng,ZHOU Bi,et al.PCE10 Significantly Improves Red and Near-infrared Light Detection Capabilities of Ternary Photomultiplication-Type Organic Photodetectors[J].Chinese Journal of Luminescence, DOI：10.37188/CJL.20230257

摘要

近红外光探测能力强的光电探测器更有利于检测人体心率，而且探测范围覆盖红光与近红外光的宽带响应光电探测器能用于检测血氧饱和度，因此提升宽带响应光电探测器的红光与近红外光探测能力具有重要意义。然而，经典的二元体异质结宽带响应倍增型有机光电探测器通常由于活性层中给体/受体比例差异较大，导致器件对红光与近红外光的响应能力较弱甚至没有响应。本文通过用少量给体材料PCE10替代活性层P3HT：IEICO-4F（100：1）中部分P3HT的方法，制备结构为ITO/PEDOT：PSS/P3HT：PCE10：IEICO-4F（90：10：1）/Al的体异质结三元倍增型有机光电探测器。-20 V偏压下，三元器件获得紫外到近红外（330-810 nm）响应较均匀的EQE光谱，并且器件在660和810 nm处的EQEs（134，000%和147，000%）是相同条件下二元器件的78和106倍，相应的探测灵敏度（5.4×10,13,和7.27×10,13, Jones）分别提升了26和36倍。三元器件的红光和近红外光探测能力得到显著提升，为制备用于人体心率与血氧饱和度检测的高性能光电探测器提供策略。

Abstract

Photodetectors with strong near-infrared response are more conducive to detecting human heart rate. Furthermore， broadband photodetectors with a response range covering both red and near-infrared region can be used to detect blood oxygen saturation. Therefore， improving the red and near-infrared response capabilities of broadband photodetectors is of great significance. However， classic binary bulk-heterojunction broadband photomultiplication-type organic photodetectors typically exhibit weak or even no response to red and near-infrared light due to significant ratio-difference between donor and acceptor in the active layer. This paper fabricates ternary bulk-heterojunction photomultiplication-type organic photodetectors with a structure of ITO/PEDOT：PSS/P3HT：PCE10：IEICO-4F （90：10：1）/Al by using a small amount of donor material PCE10 to replace some of P3HT in the active layer of P3HT：IEICO-4F （100：1）. Under -20 V bias， the ternary devices obtain a relatively even EQE spectrum from ultraviolet to near-infrared （330-810 nm）， with the EQEs at 660 and 810 nm （134，000% and 147，000%） being 78 and 106 times as large as those of the binary devices under same conditions， and corresponding detectivity values （5.4×10,13, and 7.27 × 10,13, Jones） being increased by 26 and 36 times， respectively. The red and near-infrared light detection capabilities of ternary devices have been significantly improved， providing a strategy for fabricating high-performance photodetectors to detect human heart rate and blood oxygen saturation.

关键词

近红外心率血氧饱和度体异质结倍增型有机光电探测器三元

Keywords

Near-infraredheart rateblood oxygen saturationbulk-heterojunctionphotomultiplication-type organic photodetectorternary

references

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