有机光电器件及其制备方法技术

本申请涉及有机半导体技术领域，特别是涉及一种有机光电器件及其制备方法。用于解决解决相关技术中有机半导体材料制作的光电器件的光响应速度、响应效率和灵敏度均处于较低水平，无法得以有效利用的问题。一种有机光电器件的制备方法，有机光电器件包括基底层和设置于基底层上的有机半导体层；制备方法包括：将含有金属酞菁类化合物的纳米晶的分散液转移至基底层上，在基底层上形成分散液的液膜；对形成有液膜的基底层进行退火处理，在基底层上形成有机半导体层。本申请用于制备有机半导体器件。器件。器件。

【技术实现步骤摘要】
有机光电器件及其制备方法


[0001]本申请涉及有机半导体
，特别是涉及一种有机光电器件及其制备方法。

技术介绍

[0002]光电探测器的原理是：由辐射引起被照射材料电导率发生改变。光电探测器作为光电系统的核心组成部分，在多个领域均有应用，如在可见光或近红外波段，光电探测器主要用于射线测量和探测、工业自动控制、光度计量等领域，在红外波段，光电探测器主要用于导弹制导、红外热成像、红外遥感等领域。
[0003]目前，采用半导体材料制作的光探测器件，是利用半导体材料的光电导效应进行工作的器件，也可以称为光电导器件或光电器件。光电导效应是指光照变化引起半导体材料电导变化的现象。探测、传感技术的发展离不开高性能的光电器件材料(也即本申请中的半导体材料)。
[0004]相比于无机半导体材料，有机半导体材料具有良好的柔性、可拉伸和可弯曲性能，在将其应用于光电器件时，能够满足光电器件的轻量化设计和便携设计。
[0005]然而，与无机半导体材料相比，采用有机半导体材料制作的光电器件在光响应速度、响应效率和灵敏度等方面均处于较低水平，不利于有机半导体材料的推广应用。

技术实现思路

[0006]基于此，本申请提供一种有机光电器件及其制备方法，以解决相关技术中有机半导体材料制作的光电器件的光响应速度、响应效率和灵敏度均处于较低水平，无法得以有效利用的问题。
[0007]本申请的第一方面，提供了一种有机光电器件的制备方法，有机光电器件包括基底层和设置于基底层上的有机半导体层；制备方法包括：
[0008]将含有金属酞菁类化合物的纳米晶的分散液转移至基底层上，在基底层上形成分散液的液膜；
[0009]对形成有液膜的基底层进行退火处理，在基底层上形成有机半导体层。
[0010]在第一方面的一种实施方式中，基底层为半导体基板，半导体基板具有硅基底和与硅基底层叠的二氧化硅绝缘层；
[0011]在将含有金属酞菁类化合物的纳米晶的分散液转移至基底层上之前，制备方法还包括：对半导体基板进行清洗和干燥处理。
[0012]在第一方面的一种实施方式中，有机光电器件还包括：第一电极和第二电极，第一电极和第二电极设置于有机半导体层靠近基底层的一侧；
[0013]在将含有金属酞菁类化合物的纳米晶的分散液转移至基底层上之前，制备方法还包括：
[0014]通过蒸镀在基底层上形成第一电极和第二电极，第一电极和第二电极分别与有机半导体层的预设区域接触，有机半导体层位于第一电极和第二电极之间的部分构成导电沟
道。
[0015]在第一方面的一种实施方式中，将含有金属酞菁类化合物的纳米晶的分散液转移至基底层上，在基底层上形成分散液的液膜，包括：
[0016]采用滴涂的方式将预设体积的金属酞菁类化合物的纳米晶的分散液转移至基底层上，在基底层上形成分散液的液膜。
[0017]在第一方面的一种实施方式中，分散液中的分散剂选自氯苯、二氯苯、甲苯、N,N
‑
二甲基甲酰胺、正丁醇中的至少一种；
[0018]分散液中的分散质为金属酞菁类化合物的纳米晶；
[0019]金属酞菁类化合物的纳米晶选自非外围八甲基取代铜酞菁纳米晶、非外围八甲基取代钴酞菁纳米晶和非外围八甲基取代镍酞菁纳米晶中的一种或多种组合。
[0020]在第一方面的一种实施方式中，金属酞菁类化合物的纳米晶采用溶剂
‑
反溶剂沉淀法对金属酞菁类化合物粉末进行结晶处理得到。
[0021]在第一方面的一种实施方式中，退火处理的温度为100～150℃，退火处理的时间为10～30min，退火处理的升温速度为5～10℃/min。
[0022]本申请的第二方面，提供一种有机光电器件，包括：
[0023]基底层，以及设置于基底层上的有机半导体层；
[0024]有机半导体层采用如下方法制备得到：
[0025]将金属酞菁类化合物的纳米晶的分散液转移至所述基底层上，在所述基底层上形成所述分散液的液膜；
[0026]对形成有所述液膜的所述基底层进行退火处理。
[0027]在第二方面的一种实施方式中，有机光电器件还包括半导体基板，半导体基板具有硅基底和与硅基底层叠的二氧化硅绝缘层；
[0028]有机半导体层位于半导体基板上，且位于二氧化硅绝缘层远离硅基底的一侧。
[0029]在第二方面的一种实施方式中，有机光电器件还包括第一电极和第二电极；
[0030]第一电极和第二电极设置于有机半导体层靠近基底层的一侧，且第一电极和第二电极分别与有机半导体层的预设区域接触，有机半导体层位于第一电极和第二电极之间的部分构成导电沟道。
[0031]在本申请的实施例提供的有机光电器件的制备方法中，通过将金属酞菁类化合物的纳米晶的分散液转移至基底层，在基底层上形成分散液的液膜，并对形成有液膜的基底层进行退火处理，制备有机半导体层，得到的有机半导体层能够保持纳米晶的优良结构和物理化学性能，具有良好的成膜性能，其膜层表面更加紧致、光滑，且具有较高的空穴迁移率和光响应度。而由于金属酞菁类化合物的纳米晶具有优异的紫外和可见光谱吸收特性，从而可以确保有机光电晶体管在紫外和可见光谱中的响应性能。最终所获得的有机光电器件具有良好的光响应度，在紫外可见光区域有显著吸收，可有效提高有机光电器件的光电性能。
[0032]尤其是在该有机光电器件为有机光电晶体管时，与通过蒸镀形成有机半导体层相比，能够极大地提高有机光电晶体管的光响应度，载流子迁移率和明暗电流比等，从而可以有效提升有机光电晶体管的性能。如此，利用有机光电晶体管可将高灵敏度、低噪声和集光探测功能和信号放大功能于一身，有利于电路的大规模集成，能够进一步实现集成电路的
可扩展性、移植性和低制备成本等多方面的要求，为未来有机光电器件在大规模集成电路中应用提供了更多的可能。
附图说明
[0033]图1为本申请实施例提供的一种有机光电器件的剖视结构示意图；
[0034]图2为本申请实施例提供的一种有机光电器件的制备方法的流程图；
[0035]图3为本申请实施例提供的一种金属酞菁类化合物的分子结构示意图；
[0036]图4为本申请实施例提供的实施例1中得到的金属酞菁纳米晶的透射电子显微镜照片；
[0037]图5为本申请实施例提供的实施例1和对比例1提供的金属酞菁纳米晶的扫描电子显微镜照片；
[0038]图6为本申请实施例提供的实施例1中得到的有机光电晶体管中有机半导体层的紫外
‑
可见吸收光谱图；
[0039]图7本申请实施例提供的实施例1中得到的有机光电晶体管中有机半导体层的小角度掠入式X射线衍射谱图。
具体实施方式
[0040]为了便于理解本申请申请，下面将参照相关附图对本申请申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的较佳实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种有机光电器件的制备方法，其特征在于，所述有机光电器件包括基底层和设置于所述基底层上的有机半导体层；所述制备方法包括：将含有金属酞菁类化合物的纳米晶的分散液转移至所述基底层上，在所述基底层上形成所述分散液的液膜；对形成有所述液膜的所述基底层进行退火处理，在所述基底层上形成所述有机半导体层。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基底层为半导体基板，所述半导体基板具有硅基底和与所述硅基底层叠的二氧化硅绝缘层；在将含有金属酞菁类化合物的纳米晶的分散液转移至所述基底层上之前，所述制备方法还包括：对所述半导体基板进行清洗和干燥处理。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述有机光电器件还包括：第一电极和第二电极，所述第一电极和所述第二电极设置于所述有机半导体层靠近所述基底层的一侧；在将含有金属酞菁类化合物的纳米晶的分散液转移至所述基底层上之前，所述制备方法还包括：通过蒸镀在所述基底层上形成所述第一电极和所述第二电极，所述第一电极和所述第二电极分别与所述有机半导体层的预设区域接触，所述有机半导体层位于所述第一电极和第二电极之间的部分构成导电沟道。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将含有金属酞菁类化合物的纳米晶的分散液转移至所述基底层上，在所述基底层上形成所述分散液的液膜，包括：采用滴涂的方式将预设体积的所述金属酞菁类化合物的纳米晶的分散液转移至所述基底层上，在所述基底层上形成所述分散液的液膜。5.根据权利要求1～4任一项所述的方法，其特征在于，所述分散液中的分散剂选自氯苯、二氯苯、甲苯、N,N
‑
二甲基甲酰胺...

【专利技术属性】
技术研发人员：许家驹，许宗祥，李敏章，齐飞，
申请(专利权)人：南方科技大学，
类型：发明
国别省市：