【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及有机光电子材料与器件，具体涉及一种以聚噻吩作为阴极界面层的有机光电探测器器件。
技术介绍
1、有机光电探测器具有柔性、可大面积加工、探测范围可调等特点，在可穿戴电子器件、光通信、生物成像监测等领域具有广泛应用。对于二极管型有机光电探测器，活性层与电极之间插入的界面层对光生电荷的高效提取和反向电荷注入的有效抑制起重要作用，因而影响器件的灵敏度。经典的聚合物阴极界面层包括带有胺基侧链的聚芴衍生物(pfn)和脂肪族聚合物(pei和peie)，但由于它们较差的电荷传输性能导致它们只能在几纳米的厚度下正常工作，这限制了器件的加工工艺。
2、有机光电探测器的稳定性是限制器件实际应用的关键，而阴极界面层材料对于器件的稳定性起重要作用。基于萘二亚胺(ndis)和苝二酰亚胺(pdis)的小分子阴极界面层因具有高导电率，对加工膜厚不敏感而被广泛应用。但该类小分子阴极界面层具有强烈的聚集结晶倾向，且具有亲水性，导致有机光电探测器的稳定性差。因此，如何通过阴极界面层材料的开发，解决现有有机光电探测器面临的稳定性问题，开发高灵敏、高稳定性的有机光电探测器件，已成为领域内亟待解决的问题之一。
技术实现思路
1、为了解决现有有机光电探测器件空气稳定性不足的问题，本专利技术提出了一种有机光电探测器器件，其特点是以聚噻吩材料作为其阴极界面层。
2、本专利技术的技术方案如下：
3、一种有机光电探测器器件，所述有机光电探测器器件应用n型聚噻吩类共轭聚合物作为阴极界面层；
4、所述n型聚噻吩类共轭聚合物的结构式如下：
5、
6、式中，n为2～1000的整数，a为1～4的整数，b为0或1；
7、ar为以下结构中的一种：
8、
9、r为以下基团的一种：
10、
11、其中，m为0～12的整数，x为1～20的整数，y为1～20的整数，p为1～10的整数，q为4～12的整数。
12、优选地，所述n型聚噻吩类共轭聚合物的结构式为1～39中的一种：
13、
14、
15、
16、优选地，所述n型聚噻吩类共轭聚合物是通过如下步骤制得的：
17、在惰性气氛保护下，将双溴单体、双三烷基锡单体、钯催化剂以及配体溶解在有机溶剂中，在避光和加热回流条件下进行stille聚合反应，待反应结束后，对聚合物进行提纯，得到结构式如下的n型聚噻吩类共轭聚合物；
18、
19、当b＝0时，所述双溴单体的结构式为：
20、
21、所述双三烷基锡单体的结构式为：
22、
23、当b＝1时，所述双溴单体的结构式为：
24、
25、所述双三烷基锡单体的结构式为：
26、
27、优选地，所述钯催化剂为三(二亚苄基丙酮)二钯、醋酸钯、二苯基磷二茂铁二氯化钯、四三苯基膦钯、二氯二三苯基膦钯、二氯化钯、或钯碳。
28、优选地，所述配体为三(邻甲基苯基)膦、三苯基膦、三叔丁基膦、2-二环己基磷-2′,4′,6′-三异丙基联、4,5-双(二苯基膦基)-9,9-二甲基氧杂、四甲基二叔丁基磷、1,1′-二茂铁二基-双(二苯基膦)、或1,1'-双(二叔丁基膦)二茂铁。
29、优选地，所述有机溶剂为甲苯、氯苯、四氢呋喃、n,n-二甲基甲酰胺、二甲亚砜、氯仿、或其混合溶剂。
30、优选地，所述双溴单体、双三烷基锡单体、钯催化剂、配体的摩尔比为1：(0.1～10)：(0.001～0.5)：(0.0001～0.5)。
31、优选地，所述有机溶剂中双溴单体和双三烷基锡单体的浓度均为0.005mm～10mm。
32、优选地，所述stille聚合反应的反应温度为10℃～150℃。
33、优选地，所述stille聚合反应的反应时间为0.1h～120h。
34、与现有技术相比，本专利技术的具体有益效果为：
35、本专利技术通过n型聚噻吩体系的化学结构修饰，引入无极性侧链，开发疏水性的阴极界面层，提高有机光电探测器的稳定性；n型聚噻吩骨架的高分子主链上连接有大量的氰基、酰亚胺基等强拉电子基团，具有低homo能级，作为有机光电探测器的阴极界面层，该阴极界面层具有低的最高占据分子轨道，有利于增大空穴从电极向活性层的注入势垒，抑制器件的噪声电流，从而提高器件的灵敏度；具有良好的电荷传输性能和高电导率，因而具备厚度不敏感性质，利于实际加工，利于阴极界面层的厚膜加工。
36、实验结果表明，基于以n型聚噻吩共轭聚合物为阴极界面层的有机光电探测器，具有低至10-10a cm-2的暗电流密度和超过1013jones的比探测率，且器件表现出优异的空气稳定性，可在应用环境中进行光探测，证明了本专利技术提供的有机光电探测器具有实际应用潜力。
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1.一种有机光电探测器器件，其特征在于，所述有机光电探测器器件应用n型聚噻吩类共轭聚合物作为阴极界面层；
2.根据权利要求1所述的有机光电探测器器件，其特征在于，所述n型聚噻吩类共轭聚合物的结构式为如下结构式1～39中的一种：
3.根据权利要求1或2中所述的有机光电探测器器件，其特征在于，所述n型聚噻吩类共轭聚合物是通过如下步骤制得的：
4.根据权利要求3所述的有机光电探测器器件，其特征在于，所述钯催化剂为三(二亚苄基丙酮)二钯、醋酸钯、二苯基磷二茂铁二氯化钯、四三苯基膦钯、二氯二三苯基膦钯、二氯化钯或钯碳。
5.根据权利要求3所述的有机光电探测器器件，其特征在于，所述配体为三(邻甲基苯基)膦、三苯基膦、三叔丁基膦、2-二环己基磷-2′,4′,6′-三异丙基联、4,5-双(二苯基膦基)-9,9-二甲基氧杂、四甲基二叔丁基磷、1,1′-二茂铁二基-双(二苯基膦)或1,1'-双(二叔丁基膦)二茂铁。
6.根据权利要求3所述的有机光电探测器器件，其特征在于，所述有机溶剂为甲苯、氯苯、四氢呋喃、N,N-二甲基甲酰胺、二甲亚砜、氯
7.根据权利要求3所述的有机光电探测器器件，其特征在于，所述双溴单体、双三烷基锡单体、钯催化剂和配体的摩尔比为1：(0.1～10)：(0.001～0.5)：(0.0001～0.5)。
8.根据权利要求3所述的有机光电探测器器件，其特征在于，所述有机溶剂中双溴单体和双三烷基锡单体的浓度均为0.005mM～10mM。
9.根据权利要求3所述的有机光电探测器器件，其特征在于，所述Stille聚合反应的反应温度为10℃～150℃。
10.根据权利要求3所述的有机光电探测器器件，其特征在于，所述Stille聚合反应的反应时间为0.1h～120h。
...【技术特征摘要】
1.一种有机光电探测器器件，其特征在于，所述有机光电探测器器件应用n型聚噻吩类共轭聚合物作为阴极界面层；
2.根据权利要求1所述的有机光电探测器器件，其特征在于，所述n型聚噻吩类共轭聚合物的结构式为如下结构式1～39中的一种：
3.根据权利要求1或2中所述的有机光电探测器器件，其特征在于，所述n型聚噻吩类共轭聚合物是通过如下步骤制得的：
4.根据权利要求3所述的有机光电探测器器件，其特征在于，所述钯催化剂为三(二亚苄基丙酮)二钯、醋酸钯、二苯基磷二茂铁二氯化钯、四三苯基膦钯、二氯二三苯基膦钯、二氯化钯或钯碳。
5.根据权利要求3所述的有机光电探测器器件，其特征在于，所述配体为三(邻甲基苯基)膦、三苯基膦、三叔丁基膦、2-二环己基磷-2′,4′,6′-三异丙基联、4,5-双(二苯基膦基)-9,9-二甲基氧杂、四甲基二叔丁基磷、1,1′-二茂铁二基-双...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘俊，苗俊辉，邓思辉，王嘉慧，
申请(专利权)人：中国科学院长春应用化学研究所，
类型：发明
国别省市：
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