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換為機器設備可識別的電信號。如何高效、精準、穩定的對光信號進行“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實現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學成像、環境監測、光通訊以及深空探索等領域具有極大的應用前景。但是大多數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研究所趙謖玲課題組和合作者通過構建鈣鈦礦/有機復合活性層結構，在鈣鈦礦探測器基礎上，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。相關工作以“High-performance MAPbI3/PM6:Y6 perovskite/organic hybrid photodetectors with a broadband response”為題，發表在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化，發現適當的給受體比例是保證近紅外光充分吸收和電荷解離、傳輸的關鍵。在此基礎上，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，研究人員發現經過優化后的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構，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）