有机光探测器（OPDs）活性层内部形貌对器件的量子转化效率与暗/噪声电流起着关键作用。OPD的活性层通常采用共混加工（BC），即将给体与受体的共混溶液直接旋涂在衬底上。但该加工方式不可避免地使受体与阳极直接接触和给体与阴极直接接触。由于非富勒烯受体具有较小的电子注入势垒，在反向偏压下从电极注入的电荷将显著提升，导致器件暗/噪声电流的增加与探测率的降低。避免该问题可使用逐层加工（SC），即先旋涂给体层，再在其上旋涂受体层，诱导活性层形成纵向组分分布。此外，研究发现逐层加工可有效改善活性层的结晶和相分离。因此，逐层加工活性层有望同时降低暗/噪声电流和提升量子转化效率，实现高性能的有机光探测器。尽管如此，关于逐层加工的形貌调控策略及其对器件性能的影响仍未明确，这需要更多的工作进行深入的探索。
逐层加工的NT812:IEICO-4F薄膜中IEICO-4F的吸光度贡献明显增加，这有利于提升OPD在近红外光区的探测性能。此外，TOF-SIMS结果显示，沿薄膜的纵向，IEICO-4F的分布逐渐降低，而NT812则逐渐增加，而共混加工的薄膜中，两种组分均没有明显的成分梯度变化。
图1. 基于NT812:IEICO-4F薄膜的能级、吸收以及制备过程
在-0.1 V下，SC器件在620-870 nm波长范围内的EQE从45%增加至60%。器件的光响应度在860 nm处由0.32A/W增加至0.42 A/W。SC器件在-0.1V的暗电流密度低至2.2×10–10 A/cm2。因此，SC器件在860 nm处得到的最大比探测率为5.0×1013 Jones，这是已报道的近红外OPD最高值之一。
图2. BC和SC器件性能对比
图3. NT812:IEICO-4F薄膜的晶相表征
图4. NT812:IEICO-4F薄膜的NK-RSoXS表征
图5. 纤维多相态形貌在其它共混体系的有效性
原文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S138589472204774X
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