窄带系的近红外聚合物极易造成激子结合能高、光生激子解离困难,这是阻碍近红外光敏晶体管性能提升的主要障碍。现有技术中通过构建基于沟道传输层/体异质结层的双层器件是攻克该难题的有效策略之一。然而,在溶液法制备双层有机薄膜器件时,两层薄膜容易发生界面互溶,造成体异质结层中的受体相溶解进入沟道传输层并且随机分布,导致器件的开启电压和关态暗电流等性能参数难以改善。如何控制互溶界面中受体相的分布,是双层聚合物器件领域的重大挑战之一。
图1 器件结构、分子式和转印成膜流程图
图2 互溶界面和转印界面对比
图3 原位拉曼光谱和UV吸收光谱证明扩散界面层
图4 PDPP3T/PDPP3T:PC61BM器件蒸汽退火前后电学性能性能对比
图5 PDPP3T/PDPP3T:PC61BM器件蒸汽退火前后响应速度对比和退火条件优化
该工作是团队近期关于受体相调控光生电子增强光探测器件性能相关研究的最新进展之一。近几年,团队利用金属纳米粒子中的空穴释放与受体相中光生电子复合的工作机理,提升了有机探测器件综合性能(ACS Photonics,2018,5,4650-4659);利用能级梯度减少光生电子在受体相中转移过程的能级差,增强了光探测器件的响应速度(Org. Electron.,2020,86,105883);通过光-电双控操作来驱动光生电子在受体相中的捕获和释放行为,极大提升了光敏晶体管响应速度(J. Mater. Chem. C,2019,7,4725-4732);改变聚合物光敏晶体管中受体相掺杂浓度,揭示了光生电子运动机理(J. Mater. Chem. C,2020,8,12284-12290)。
原文链接:https://www.nature.com/articles/s41467-022-28922-4
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