圖1 鈣鈦礦/有機復合寬帶光電探測器效果圖

圖2 （a）鈣鈦礦/有機復合探測器響應圖；（b）有機探測器和鈣鈦礦探測器響應圖 （c）三種活性層器件電容圖 （d）鈣鈦礦/有機復合探測器響應時間圖。

 

光電探測器如同人的眼睛一般，可將隱匿在光中的信息進行捕獲并轉(zhuǎn)換為機器設(shè)備可識別的電信號。如何高效、精準、穩(wěn)定的對光信號進行“翻譯”，成為高性能光電探測器研究的終極目標。寬帶光電探測器是指可以在較大的光譜范圍內(nèi)實現(xiàn)光信號探測的探測器，覆蓋紫外-可見-近紅外的寬帶探測器在醫(yī)學成像、環(huán)境監(jiān)測、光通訊以及深空探索等領(lǐng)域具有極大的應用前景。但是大多數(shù)的光電探測器只能覆蓋可見光波段，為了拓寬探測器的響應范圍，開發(fā)基于新策略的新型復合光電探測器成為研究的重點。

 

北京交通大學光電子技術(shù)研究所趙謖玲課題組和合作者通過構(gòu)建鈣鈦礦/有機復合活性層結(jié)構(gòu)，在鈣鈦礦探測器基礎(chǔ)上，引入有機互補吸收層對探測器的響應光譜進行了拓展，成功得到了覆蓋紫外-可見-近紅外的寬光譜響應光電探測器。相關(guān)工作以“High-performance MAPbI3/PM6:Y6 perovskite/organic hybrid photodetectors with a broadband response”為題，發(fā)表在Advanced Optical Materials上，北京交通大學趙謖玲教授和宋丹丹副教授為通訊作者，博士研究生張宇和秦梓倫博士為共同第一作者。

 

鈣鈦礦材料MAPbX3的吸收光譜局限于可見光范圍，通過引入窄帶隙的非富勒烯受體材料Y6與給體PM6組成的有機互補吸收層，可以對復合活性層的吸收范圍進行有效拓寬。對新引入的有機層進行優(yōu)化，發(fā)現(xiàn)適當?shù)慕o受體比例是保證近紅外光充分吸收和電荷解離、傳輸?shù)年P(guān)鍵。在此基礎(chǔ)上，通過對比鈣鈦礦探測器（PPD）、有機探測器（OPD）和鈣鈦礦/有機復合探測器（PO-PD）的性能參數(shù)，研究人員發(fā)現(xiàn)經(jīng)過優(yōu)化后的PO-PD不僅能夠有效的拓寬響應光譜，還能夠大幅提升器件的響應時間，這歸因于鈣鈦礦層和有機層之間匹配的能級結(jié)構(gòu)，有效減少了電荷在界面的累積并降低了器件電容，這對開發(fā)超快響應的光電探測器具有重要的參考意義。

 

High-performance MAPbI3/PM6:Y6 perovskite/organic hybrid photodetectors with a broadband response

 

Yu Zhang, Zilun Qin, Weiqing Nie, Yaqian Li, Xiaomin Huo, Dandan Song*, Bo Qiao, Zheng Xu, Swelm Wageh, Ahmed Al-Ghamdi, Suling Zhao*

 

Advanced Optical Materials

 

DOI: 10.1002/adom.202200648

 

原文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adom.202200648

（來源： AdvancedScienceNews）