噻吩-異靛藍(lán)聚合物-無機(jī)納米基光電探測(cè)器及器件研究.pdf

1、近年來有機(jī)光電探測(cè)(PD)器具有柔性、低功率、大面積探測(cè)、響應(yīng)速度快、可室溫下進(jìn)行探測(cè)工作等優(yōu)點(diǎn)，已成為科學(xué)家研究的熱點(diǎn)。異靛藍(lán)在聚合物中是常用的受體單元，將異靛藍(lán)中的苯環(huán)用噻吩取代得噻吩-異靛藍(lán)，該分子中噻吩的S原子與內(nèi)酰胺基中羰基的O原子通過非鍵相互作用可提高單體的共面性使光譜紅移和電子遷移率提高。因此，本論文設(shè)計(jì)和合成一系列窄帶隙噻吩-異靛藍(lán)基的聚合物和有機(jī)小分子，有利于制備出寬光譜響應(yīng)高靈敏度的光探測(cè)器。
　　本論文第二章

2、我們通過Stille偶聯(lián)反應(yīng)得到六種噻吩-異靛藍(lán)基的聚合物。(1)聚合物PTIIG-T(光學(xué)帶隙(Eg)=0.91 eV)、PTIIG-TT(Eg=0.92 eV)、PTIIG-DT(Eg=1.00 eV)、PTIIG-DT24(Eg=1.06 eV)、PTIIG-BDT(Eg=1.01 eV)和PTIIG-IDT(Eg=1.11 eV)的光譜響應(yīng)范圍分別為300～1360、300～1300、300～1100、300～1100、300～

3、1200和300～1100nm。(2) PTIIG-TT/PC61BM在零偏壓下，以PFN和CdS做陰極傳輸層測(cè)得暗電流密度分別為5.0×10-9和1.3×10-9 A/cm2，當(dāng)活性層為PTIIG-TT/PC61BM(1∶1)，PFN(CdS)做陰極傳輸層在波長800 nm處EQE為1.6(1.0)％，探測(cè)率為2.6×1011(3.1×1011) Jones。PTIIG-DT/PC61BM在零偏壓下，暗電流密度為2.4×10-8 A/

4、cm2，在波長800 nm處EQE為9.6％，探測(cè)率為7.9×1011 Jones。PTIIG-DT24/PC61BM在零偏壓下，以PFN和CdS做陰極傳輸層暗電流密度分別為4.1×10-8和1.3×10-8 A/cm2，當(dāng)活性層為PTIIG-DT24/PC61BM(1∶2)，PFN(CdS)做陰極傳輸層在波長800nm處EQE為0.5(0.1)％，探測(cè)率為2.7×1010(9.6×109) Jones。PTIIG-BDT/PC61BM

5、在零偏壓下，暗電流密度為3.1×10-9 A/cm2，在波長800nm處EQE為0.8％，探測(cè)率為1.9×1011 Jones。
　　論文第三章我們通過Suzuki反應(yīng)合成兩種溶解性較好的有機(jī)小分子TIIG-2Py和TIIG-2PCN。(1)化合物TIIG-2Py(Eg=1.57 eV)和TIIG-2PCN(Eg=1.62 eV)的光譜響應(yīng)范圍均為300～800 nm;(2)當(dāng)光學(xué)活性層為TIIG-2Py/PC61BM且以PFN做

6、陰極傳輸層測(cè)試光伏性能時(shí)，器件的PCE最高為1.88％，以CdS做陰極傳輸層時(shí)測(cè)得PCE為1.39％。(3) TIIG-2Py/PC61BM和TIIG-2PCN/PC61BM在零偏壓下，以PFN(CdS)做陰極傳輸層暗電流密度分別為9.1×10-9(2.5×10-8)和2.1×10-8(1.4×10-9) A/cm2。當(dāng)活性層為PTIIG-2Py/PC61BM(1∶1)，PFN(CdS)做陰極傳輸層在波長600nm處EQE為33.0(2

7、8.4)％，探測(cè)率為3.0×1012(1.5×1012) Jones，當(dāng)活性層為PTIIG-2PCN/PC61BM(1∶2)，PFN(CdS)做陰極傳輸層在波長600nm處EQE為4.6(4.9)％，探測(cè)率為2.7×1011(1.1×1012) Jones。
　　論文第四章我們通過Stille偶聯(lián)反應(yīng)合成2種溶解性較好的三元共聚物PTIIG-T-ID和PTIIG-IDT-ID。(1)聚合物PTIIG-T-ID(Eg=0.95 eV