一种高效率上转换器件及其制备方法技术

技术编号:43246829 阅读:26 留言:0更新日期:2024-11-05 17:31
本申请涉及上转换器件技术领域,公开了一种高效率上转换器件及其制备方法。高效率上转换器件包括自下而上依次设置的透明导电电极层、电子传输层、发光层、空穴传输层、光敏层和金属电极层;光敏层包括电子给体材料、电子受体材料和电子陷阱材料,电子陷阱材料的LUMO能级低于电子受体材料的LUMO能级;电子给体材料为PTB7‑Th,电子受体材料为IEICO‑4F;电子陷阱材料为TCNQ或其衍生物;空穴传输层为改性PEDOT:PSS。本申请的上转换器件通过在光敏层中引入深能级电子陷阱,辅助产生不平衡的空穴和电子浓度,从而实现活性层能带弯曲,并引起外电路中载流子的注入,实现倍增的效果;并能减少重组损耗并产生足够的光生载流子触发倍增,实现高效率的红外可视化功能。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及上转换器件,具体涉及一种高效率上转换器件及其制备方法


技术介绍

1、上转换器件是将长波长的红外光转换为短波长的可见光的光学器件,其可实现红外光信息的探测,在生物医疗探测、成像、光通讯等领域具有广阔应用前景。常用的基于有机半导体的上转换器为非倍增型,其理论外部量子效率不超过100%,导致在检测微弱信号时输出很小,限制了其应用范围。

2、目前,为了提高上转换器件的光谱响应,并提高其响应速度、降低其实现高外量子效率所需的阈值电压,常采用如下两种方法对其进行倍增。其中第一类是改进体异质结活性层,第二类是改进电极旁边的电荷传输层。

3、第一类方法中,给体和受体材料之间的比例调整为以一种材料为主,其主要材料和次要材料的比例范围从20:1-100:1;其中次要材料与电极隔离,作为光生载流子聚集的陷阱,诱发带弯曲并降低电荷注入势垒。这种改进活性层的方法对于可见光光电二极管来说是有效的,然而对于近红外器件,其窄带隙材料的激子解离效率较低,需要更平衡的给体与受体比来减少重组损耗,并产生足够的光生电荷来触发光倍增,固该方法对近红外器件的倍增效本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种高效率上转换器件,其特征在于,包括自下而上依次设置的透明导电电极层、电子传输层、发光层、空穴传输层、光敏层和金属电极层;

2.根据权利要求1所述的高效率上转换器件,其特征在于,所述PTB7-Th和IEICO-4F的质量比为1:(1~2);所述TCNQ的质量为IEICO-4F质量的1~3wt%。

3.根据权利要求1所述的高效率上转换器件,其特征在于,所述改性PEDOT:PSS,其通过如下方法制备:

4.根据权利要求3所述的高效率上转换器件,其特征在于,PEDOT:PSS、异丙醇、FS-31的质量比为1:1:(0.002-0.005)。

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【技术特征摘要】

1.一种高效率上转换器件,其特征在于,包括自下而上依次设置的透明导电电极层、电子传输层、发光层、空穴传输层、光敏层和金属电极层;

2.根据权利要求1所述的高效率上转换器件,其特征在于,所述ptb7-th和ieico-4f的质量比为1:(1~2);所述tcnq的质量为ieico-4f质量的1~3wt%。

3.根据权利要求1所述的高效率上转换器件,其特征在于,所述改性pedot:pss,其通过如下方法制备:

4.根据权利要求3所述的高效率上转换器件,其特征在于,pedot:pss、异丙醇、fs-31的质量比为1:1:(0.002-0.005)。

5.根据权利要求1所述的高效率上转换器件,其特征在于,所述电子传输层包括设置在所述透明导电电极层上的氧化锌层和设置在氧化锌层上的peie层。

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【专利技术属性】
技术研发人员:姜学松董仕龙李瑾马天骄马晓东
申请(专利权)人:上海交通大学
类型:发明
国别省市:

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