王建彬， 唐孝生， 周 筆， 曾夏輝， 黎金城， 周贏武

（1. 閩江學(xué)院 物理與電子信息工程學(xué)院， 福建 福州 350108；2. 重慶郵電大學(xué) 光電工程學(xué)院， 重慶 400065）

1 引 言

有機(jī)光電探測(cè)器（OPDs）由于可大面積溶液加工、柔韌性好以及光譜響應(yīng)可調(diào)諧等優(yōu)點(diǎn)受到廣泛關(guān)注，在弱光信號(hào)探測(cè)、高性能傳感以及柔性可穿戴設(shè)備等領(lǐng)域展現(xiàn)出廣闊前景[1-6]。近年來(lái)，寬帶響應(yīng)OPDs 與發(fā)光二極管（LED）組合可用于通過(guò)光學(xué)方法來(lái)檢測(cè)人體心率（HR）和血氧飽和度（SpO2）[7-8]。但是，傳統(tǒng)OPDs 產(chǎn)生的光電流信號(hào)較弱，外量子效率（EQEs）偏低（＜100%）[9-12], 易受噪聲信號(hào)干擾，探測(cè)弱光信號(hào)時(shí)需要通過(guò)前置放大電路對(duì)弱光電流信號(hào)放大和減噪，會(huì)顯著增加系統(tǒng)集成成本與難度。而新型倍增型有機(jī)光電探測(cè)器（PMOPDs）可通過(guò)光敏活性層給體/受體的帶隙調(diào)控、能級(jí)匹配和組分設(shè)計(jì)以及界面層的優(yōu)化，在偏壓與光照下實(shí)現(xiàn)對(duì)光電流信號(hào)的自放大（無(wú)需信號(hào)放大電路），獲得遠(yuǎn)超100%的EQEs，有利于探測(cè)弱光信號(hào)[13-18]，集成了傳統(tǒng)OPDs 與前置放大電路的功能，有望簡(jiǎn)化光電探測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及降低成本。

近期，Zhang 等基于PMBBDT∶Y6（100∶7）活性層體系，制備了正向偏壓下可用于測(cè)量心率與血氧飽和度的PMOPDs，測(cè)量數(shù)據(jù)與商用光電探測(cè)器獲得的數(shù)據(jù)非常相似，并且紅光（660 nm）與近紅外光（850 nm）下測(cè)得的光電流信號(hào)都比相同條件下商用光電探測(cè)器測(cè)得的信號(hào)強(qiáng)（約為2倍）[19]。雖然相同正向偏壓下的PMOPDs 在850 nm 處的EQEs 明顯小于660 nm 處的EQEs，但是近紅外光下的器件光電流信號(hào)卻是紅光下器件光電流信號(hào)的2 倍，說(shuō)明以近紅外光作為檢測(cè)光源，指端透射能力更強(qiáng)，更有利于微弱信號(hào)檢測(cè)。接著，Ma 等以酞菁鉛（PbPc）和富勒烯小分子（C70）分別作為給體和受體，基于界面層中的MoO3俘獲電子輔助空穴隧穿注入的機(jī)制實(shí)現(xiàn)高性能寬帶響應(yīng)PMOPDs[20]。該課題組進(jìn)一步使用具有吸收互補(bǔ)特性的材料（PbPc 和SubPc）作為活性層，采用PHJ/BHJ 混合異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)，制備了反向偏壓下在300～1 000 nm 范圍內(nèi)EQE 光譜相對(duì)平坦的寬帶響應(yīng)PMOPDs。此外，該課題組還以聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯為基板，制備了柔性寬帶響應(yīng)PMOPDs，并成功實(shí)現(xiàn)對(duì)人體HR 信號(hào)的檢測(cè)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，相同條件下采用指端透射式方法檢測(cè)時(shí)，近紅外光透射能力比紅光強(qiáng)，寬帶響應(yīng)PMOPDs檢測(cè)到的近紅外光信號(hào)約為紅光信號(hào)的4 倍，更有利于微弱HR 信號(hào)檢測(cè)。因此，進(jìn)一步提升PMOPDs 的近紅外光探測(cè)能力有利于檢測(cè)人體HR 信號(hào)，并且器件強(qiáng)的紅光與近紅外光EQE 光譜響應(yīng)能力有利于人體SpO2的精確檢測(cè)。

基于經(jīng)典的P3HT∶PCBM（100∶1）活性層體系的二元寬帶響應(yīng)PMOPDs 通常結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單（電極/界面層/活性層/電極），主要通過(guò)調(diào)控活性層中給體與受體的質(zhì)量比，在偏壓和光照下實(shí)現(xiàn)光電流倍增，獲得遠(yuǎn)超100% 的EQEs[13-14,21]。但是，由于P3HT 對(duì)光的吸收主要集中在660 nm 以下而且活性層中富勒烯受體（PCBM）的比例很小，反向偏壓下的器件對(duì)長(zhǎng)波長(zhǎng)光（波長(zhǎng)大于660 nm）特別是近紅外光的響應(yīng)能力很弱，相應(yīng)的EQEs 明顯小于短波范圍內(nèi)的EQEs。PMOPDs 的光譜響應(yīng)范圍主要依賴于活性層中有機(jī)半導(dǎo)體材料的光譜吸收范圍。近年來(lái)，非富勒烯材料因?qū)﹂L(zhǎng)波長(zhǎng)光吸收能力強(qiáng)、光譜響應(yīng)可調(diào)諧以及穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)被作為電子受體廣泛用于制備有機(jī)太陽(yáng)能電池[22-26]。由于光電探測(cè)器具有和太陽(yáng)能電池類(lèi)似的光電轉(zhuǎn)換機(jī)制，可以通過(guò)非富勒烯電子受體取代富勒烯電子受體來(lái)提升二元PMOPDs 對(duì)長(zhǎng)波長(zhǎng)光的響應(yīng)能力[17,27]。但是，由于電子受體在活性層中的比例很少，采用非富勒烯電子受體對(duì)二元PMOPDs 在長(zhǎng)波長(zhǎng)范圍的EQE 光譜響應(yīng)能力提升有限，仍明顯弱于器件在短波長(zhǎng)范圍內(nèi)的EQE 光譜響應(yīng)能力。近年來(lái)，將三種或以上吸收光譜互補(bǔ)的有機(jī)半導(dǎo)體材料共混的體異質(zhì)結(jié)活性層，不僅能拓寬有機(jī)太陽(yáng)能電池的光譜吸收范圍，而且能顯著提升器件的光電性能[28-32]。由于PMOPDs 和有機(jī)太陽(yáng)能電池之間類(lèi)似的三明治結(jié)構(gòu)，而且兩種器件工作機(jī)制密切相關(guān)，采用多元活性層策略有望拓寬PMOPDs 的光譜響應(yīng)范圍并提升器件的光探測(cè)性能。作為經(jīng)典的有機(jī)太陽(yáng)能電池光敏材料之一，PTB7-Th（PCE10）的光學(xué)帶隙較窄，對(duì)長(zhǎng)波長(zhǎng)光特別是近紅外光有較強(qiáng)的吸收，常被作為給體材料來(lái)提升三元有機(jī)太陽(yáng)能電池的光電性能[33-34]。Zhang 等將PTB7-Th 作為第二給體材料引入P3HT∶PC71BM（100∶1）共混體系中，成功制備了活性層為P3HT∶PTB7-Th∶PC71BM（50∶50∶1）的長(zhǎng)波長(zhǎng)響應(yīng)能力較強(qiáng)的寬帶響應(yīng)（300～800 nm）PMOPDs[35]。-25 V 偏壓下，器件在625 nm 和750 nm 處可獲得的最高EQEs 分別為37800%和38000%。器件對(duì)長(zhǎng)波長(zhǎng)光的響應(yīng)能力特別是對(duì)近紅外光響應(yīng)能力有待進(jìn)一步提升，以拓展器件的應(yīng)用范圍用于檢測(cè)人體的HR 和SpO2。

本文通過(guò)溶液旋涂法，以聚合物P3HT 和PCE10 為雙給體、具有良好光伏性能的非富勒烯材料IEICO-4F 為電子受體[26]，以質(zhì)量比90∶10∶1共混作為體異質(zhì)結(jié)活性層，成功制備了結(jié)構(gòu)為ITO/PEDOT∶PSS/P3HT∶PCE10∶IEICO-4F（90∶10∶1）/Al 的三元寬帶響應(yīng)PMOPDs。-20 V 偏壓下，器件在響應(yīng)范圍內(nèi)（300～900 nm）的EQEs 均超過(guò)13000%，并且器件在660 nm 和810 nm 處的EQEs分別為134000%和147000%。與相同條件下以P3HT∶IEICO-4F（100∶1）為活性層的二元寬帶響應(yīng)PMOPDs 相比，三元PMOPDs 在660 nm 和810 nm 處的EQEs 分別提升了77 倍和105 倍，相應(yīng)的探測(cè)靈敏度（5.4×1013Jones 和7.27×1013Jones）分別提升了26 倍和36 倍。用少量PCE10 替代二元體異質(zhì)結(jié)活性層中的部分P3HT 后，器件對(duì)長(zhǎng)波長(zhǎng)光特別是近紅外光的響應(yīng)能力得到顯著提升，為制備基于指端透射法來(lái)檢測(cè)人體HR 與SpO2的高性能倍增型有機(jī)光電探測(cè)器提供了有效策略。

2 實(shí) 驗(yàn)

2.1 器件制備

ITO 電極玻璃（面積為20 mm×20 mm，阻值≤15 Ω·□-1）分別用加洗滌劑的去離子水、丙酮以及異丙醇各經(jīng)超聲波30 min 清洗后，放入烘箱70 ℃恒溫過(guò)夜烘干。接著，將PEDOT∶PSS 以5 000 r·min-1（40 s）旋涂到預(yù)先經(jīng)紫外臭氧處理15 min 的ITO 電極玻璃上作為界面層，并在空氣環(huán)境中經(jīng)110 ℃退火10 min 后轉(zhuǎn)移到充滿氮?dú)獾氖痔紫渲?。然后，將溶解?,2-二氯苯溶劑、濃度為40 mg/mL 的P3HT∶PCE10∶IEICO-4F（90∶10∶1）和P3HT∶IEICO-4F（100∶1）溶液經(jīng)充分?jǐn)嚢韬笠?00 r·min-1（25 s）分別旋涂在PEDOT∶PSS 界面層上，在手套箱中經(jīng)80 ℃退火20 s 后形成厚度約為250 nm 的活性層。緊接著，在真空度為1×10-4Pa的腔體中將厚度約80 nm 的Al 電金屬電極蒸鍍到活性層上。最后，在手套箱中用封裝玻璃對(duì)器件進(jìn)行封裝。 P3HT、PCE10 和IEICO-4F 都購(gòu)買(mǎi)于北京百靈威科技有限公司。材料分子結(jié)構(gòu)和器件結(jié)構(gòu)示意圖如圖1 所示。

圖1 （a）IEICO-4F 分子結(jié)構(gòu)；（b）PCE10 分子結(jié)構(gòu)；（c）器件結(jié)構(gòu)示意圖；（d）P3HT 分子結(jié)構(gòu)。Fig.1 （a）Molecular structure of IEICO-4F.（b）Molecular structure of PCE10. （c）Schematic diagram of device structure. （d）Molecular structure of P3HT.

2.2 器件表征

器件電流密度-電壓特性（J-V）曲線通過(guò)Keithley 2636B 光電數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)測(cè)量得到，入射光由太陽(yáng)光模擬器提供并采用中性衰減片調(diào)節(jié)光強(qiáng)，光強(qiáng)由標(biāo)準(zhǔn)太陽(yáng)能電池進(jìn)行標(biāo)定。器件在不同偏壓下的EQE 響應(yīng)光譜由Zolix 光電探測(cè)器測(cè)試系統(tǒng)與Keithley 2636B 光電數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)組合測(cè)量獲得。材料在室溫下的吸收光譜通過(guò)Lambda365 紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì)測(cè)量。經(jīng)加熱處理后的器件活性層厚度由Bruker Dektak XT 臺(tái)階儀測(cè)量得到。

3 結(jié)果與討論

3.1 材料能級(jí)和吸收光譜

器件中的材料能級(jí)如圖2（a）所示?；钚詫又?，由于電子給體P3HT 和PCE10 的最低未占據(jù)分子軌道（LUMO）能級(jí)與電子受體IEICO-4F 的LUMO 能級(jí)間的差異分別約為1.29 eV 和0.55 eV，可將被大量P3HT 或PCE10 分子所包圍的少量IEICO-4F 分子看作電子陷阱，電子傳輸通道不連續(xù)。其中，P3HT 分子包圍IEICO-4F 分子構(gòu)成的電子陷阱比PCE10 分子包圍IEICO-4F 分子構(gòu)成的電子陷阱深，對(duì)電子的束縛能力相對(duì)較強(qiáng)。以1,2-二氯苯為溶劑制備的P3HT、PCE10 和IEICO-4F 薄膜的歸一化吸收光譜如圖2（b）所示，三種材料的薄膜吸收光譜能夠較好地互補(bǔ)。

圖2 （a）器件中的材料能級(jí)；（b）P3HT、PCE10 和IEICO-4F 薄膜的歸一化吸收光譜。Fig.2 （a）Energy levels of materials used in device. （b）Normalized absorption spectra of P3HT， PCE10 and IEICO-4F thin films.

3.2 器件J-V 曲線

圖3 （a）、（b）分別為二元和三元器件的J-V曲線。由于PEDOT∶PSS 是空穴傳輸界面層，有利于空穴傳輸，并且ITO 電極功函數(shù)與P3HT 或PCE10的最高占據(jù)分子軌道（HOMO）能級(jí)間的差異相對(duì)較?。?.4 eV 或0.52 eV），偏壓下無(wú)光照時(shí)無(wú)法有效阻擋外電路空穴隧穿注入。因此，正向偏壓下，二元與三元器件的暗電流密度（JD）都很大，并且器件對(duì)入射光近乎沒(méi)有響應(yīng)。但是，反向偏壓下，二元和三元器件的JD都比較小，而且-15 V 偏壓下三元器件的JD比二元器件稍大，是由于：（1）活性層中，電子傳輸通道不連續(xù)導(dǎo)致電子傳輸形成的暗電流很?。唬?）Al 電極功函數(shù)和P3HT 或PCE10 分子的最高占據(jù)分子軌道（HOMO）能級(jí)間的差異較大分別約為0.9 eV 和1.02 eV，無(wú)光照時(shí)能有效阻擋外電路空穴隧穿注入；（3）與P3HT和IEICO-4F 分子間的LUMO 能級(jí)差異（1.29 eV）構(gòu)成的電子陷阱深度相比，PCE10 和IEICO-4F 分子間的LUMO 能級(jí)差異（0.55 eV）構(gòu)成的電子陷阱深度較淺，有利于電場(chǎng)E（偏壓）作用下的電子在陷阱間的傳輸[36]。反向偏壓下，二元和三元器件的光電流密度（JL）都會(huì)隨入射光強(qiáng)或偏壓的增加而顯著變大，是由于外電路通過(guò)Al 電極隧穿注入到電子給體（P3HT 或PCE10）HOMO 能級(jí)上的空穴顯著增加。特別是，-15 V 和1.5 mW·cm-2入射光強(qiáng)下，二元和三元器件的JL都比相同偏壓下的JD大2～3 個(gè)數(shù)量級(jí)，主要?dú)w因于：（1）隨入射光強(qiáng)增大，Al 電極附近的電子陷阱捕獲的光生電子數(shù)越多，光生電子產(chǎn)生的庫(kù)倫電場(chǎng)越強(qiáng)，輔助空穴經(jīng)Al 電極隧穿注入活性層的能力越強(qiáng)；（2）反向偏壓在活性層中產(chǎn)生的電場(chǎng)E和Al 電極附近光生電子引起的庫(kù)倫電場(chǎng)方向相同，能共同促進(jìn)空穴經(jīng)Al 電極隧穿注入活性層，并形成光電流。-15 V 偏壓和1.5 mW·cm-2入射光強(qiáng)下，三元器件的JL為1.6×10-2A·cm-2是相同條件下二元器件的4.5 倍，主要?dú)w因于：（1）PCE10 的吸收光譜與P3HT 和IEICO-4F 能形成較好互補(bǔ)，并且質(zhì)量比為10%的PCE10 一定程度上彌補(bǔ)了二元體異質(zhì)結(jié)活性層因IEICO-4F 占比很少（1%），對(duì)長(zhǎng)波長(zhǎng)光吸收能力較弱的缺點(diǎn)；（2）相同強(qiáng)度的電場(chǎng)E作用下，淺電子陷阱（PCE10∶IEICO-4F）對(duì)光生電子的束縛能力弱于深電子陷阱（P3HT∶IEICO-4F），有利于ITO 電極附近的光生電子移動(dòng)到Al 電極附近，輔助外電路空穴隧穿注入形成光電流。

圖3 器件電流密度-電壓特性曲線。 （a）二元；（b）三元。Fig.3 J-V characteristics of devices. （a）Binary. （b）Ternary.

3.3 器件光譜響應(yīng)特性

圖4（a）、（b）分別為二元和三元器件在不同偏壓下的EQE 響應(yīng)光譜。二元和三元器件都呈現(xiàn)300～900 nm 范圍內(nèi)的寬光譜響應(yīng)。器件EQE（ηEQE）可通過(guò)以下公式計(jì)算獲得[15]：

圖4 不同偏壓下的器件EQE 響應(yīng)光譜。 （a）二元；（b）三元。Fig.4 EQE spectra of devices under different bias voltages.（a）Binary. （b）Ternary.

其中，hν是單光子能量，Pin是入射光強(qiáng)，e是單電子電量的大小。二元和三元器件的EQEs 都隨偏壓增加而顯著提升（?100%），可歸因于電場(chǎng)E的增強(qiáng)帶來(lái)的效應(yīng)[37]：（1）空穴在活性層中的傳輸速率變快[38]；（2）讓更多產(chǎn)生在離ITO 電極較近的光生電子往Al 電極附近移動(dòng)，從而被電子陷阱捕獲在Al 電極附近，以輔助空穴隧穿注入活性層；（3）電子給體能帶的彎曲程度會(huì)更顯著，有利于空穴隧穿注入活性層。-5 V 偏壓下，二元的EQEs 略小于三元器件，而且多數(shù)EQEs 小于100%，如表1所示。隨偏壓繼續(xù)增加，相同偏壓下的三元器件EQEs 的提升明顯快于二元器件，可歸因于：（1）淺電子陷阱（PCE10∶IEICO-4F）有利于光生電子從ITO 電極附近移動(dòng)到Al 電極附近，輔助空穴隧穿注入活性層，形成光電流，能提升三元器件的整體EQEs；（2）光從ITO 電極入射時(shí)，活性層中P3HT的質(zhì)量比減少10%，有利于更多可見(jiàn)光穿過(guò)活性層，傳播到Al 電極附近，提升被電子陷阱捕獲的光生電子的數(shù)量，輔助外電路空穴隧穿注入，提升三元器件在可見(jiàn)光區(qū)的EQEs；（3）摻雜質(zhì)量比為10%的PCE10，能夠顯著提升三元體異質(zhì)結(jié)活性層的長(zhǎng)波長(zhǎng)光吸收能力，并且長(zhǎng)波長(zhǎng)光的穿透能力較強(qiáng)，更有利于在Al 電極附近產(chǎn)生光生電子。因此，三元器件長(zhǎng)波長(zhǎng)范圍內(nèi)的EQEs 提升比可見(jiàn)光區(qū)更顯著，并在-20 V 偏壓下獲得330～810 nm 范圍內(nèi)響應(yīng)較均勻的EQE 光譜。特別是，-20 V 偏壓下，三元器件在660 nm（紅光）和810 nm（近紅外光）處的EQEs（134000%和147000%）比相同偏壓下的二元器件分別提升了77 倍和105 倍。不同偏壓下和不同波長(zhǎng)處，二元和三元器件的EQEs如表1 所示。采用指端透射法檢測(cè)人體HR 時(shí)，近紅外光透射能力比紅光強(qiáng)，更有利于微弱信號(hào)檢測(cè)，并且紅光和近紅外光EQE 光譜響應(yīng)能力都很強(qiáng)的光電探測(cè)器有利于人體SpO2精確檢測(cè)。因此，提升倍增型有機(jī)光電探測(cè)器對(duì)長(zhǎng)波長(zhǎng)光的EQE 光譜響應(yīng)能力具有重要的應(yīng)用價(jià)值。

響應(yīng)度（Responsivity,R）和探測(cè)靈敏度（Detectivity,D*）也是評(píng)價(jià)有機(jī)光電探測(cè)器光電性能的重要指標(biāo)，可通過(guò)以下公式計(jì)算獲得[18]：

-20 V 偏壓下，二元和三元器件的響應(yīng)度和探測(cè)靈敏度光譜分別如圖5（a）、（b）所示，都與器件EQEs相關(guān)，形狀和EQE 光譜相似。與二元器件相比，三元器件在300～900 nm 光譜響應(yīng)范圍內(nèi)的響應(yīng)度平均值（698.2 A·W-1）和探測(cè)靈敏度平均值（5.29×1013Jones）分別提升了49倍和16倍。特別是，三元器件在長(zhǎng)波長(zhǎng)范圍內(nèi)的響應(yīng)度和探測(cè)靈敏度提升更顯著。-20 V 偏壓下，三元器件在810 nm 處的響應(yīng)度（960.2 A·W-1）和探測(cè)靈敏度（7.27×1013Jones）分別比相同條件下的二元器件提升了105倍和36倍，同時(shí)三元器件在660 nm 處的響應(yīng)度（713.2 A·W-1）和探測(cè)靈敏度（5.4×1013Jones）分別提升了77 倍和26倍。-20 V 偏壓下，二元和三元器件在不同波長(zhǎng)處的響應(yīng)度與探測(cè)靈敏度如表1 所示。因此，活性層中摻入PCE10 能夠顯著提升三元器件在響應(yīng)范圍內(nèi)的整體光探測(cè)能力，特別是對(duì)器件紅光和近紅外光探測(cè)能力的提升，具有重要意義。

圖5 二元與三元器件的響應(yīng)度光譜（a）和探測(cè)靈敏度光譜（b）Fig.5 Responsivity（a） and detectivity（b） spectra of binary and ternary devices

3.4 器件工作機(jī)理

圖6 為反向偏壓和光照下的三元體異質(zhì)結(jié)倍增型有機(jī)光電探測(cè)器中的載流子傳輸示意圖。反向偏壓下，被電子陷阱捕獲在Al 電極附近的光生電子數(shù)決定了外電路空穴隧穿注入活性層的數(shù)量。入射光透過(guò)ITO 電極先被附近的材料吸收產(chǎn)生大量光生電子分布在ITO 電極附近，少量入射光會(huì)穿過(guò)活性層到達(dá)Al 電極附近被吸收產(chǎn)生少量光生電子。在電場(chǎng)E的作用下，分布在ITO 電極附近的光生電子會(huì)向Al 電極方向遷移，并被Al 電極附近的電子陷阱捕獲。分布在Al 電極附近的電子陷阱捕獲的光生電子數(shù)越多，庫(kù)倫電場(chǎng)越強(qiáng)，能吸引更多空穴隧穿注入活性層產(chǎn)生光電流倍增。此外，反向偏壓的增強(qiáng)能夠促使更多的外電路空穴通過(guò)Al 電極隧穿注入活性層。因此，反向偏壓下，二元和三元器件的EQEs 隨偏壓的增加而快速提升并遠(yuǎn)超100%。與二元器件相比，三元器件的光電性能得到顯著提升，主要?dú)w因于被電子陷阱捕獲在Al 電極附近的光生電子數(shù)的增加，是由于：（1）光從ITO 電極入射時(shí)，PCE10 替代活性層中的部分P3HT 能夠使穿過(guò)活性層到達(dá)Al 電極附近的可見(jiàn)光變多；（2）電場(chǎng)E作用下，被淺電子陷阱（PCE10:IEICO-4F）捕獲的光生電子的遷移能力強(qiáng)于被深電子陷阱（P3HT∶IEICO-4F）捕獲的光生電子,并且電場(chǎng)越強(qiáng)移動(dòng)能力越強(qiáng)。

圖6 反向偏壓下，三元器件中的載流子傳輸示意圖。Fig.6 Schematic diagram of carrier-transport in ternary device under reverse bias voltages

4 結(jié) 論

本文通過(guò)溶液法制備了結(jié)構(gòu)分別為ITO/PEDOT∶PSS/P3HT∶IEICO-4F（100∶1）/Al和ITO/PEDOT∶PSS/P3HT∶PCE10∶EICO-4F（90∶10∶1）/Al 的二元和三元體異質(zhì)結(jié)倍增型有機(jī)光電探測(cè)器。在偏壓和光照下，二元和三元器件都能獲得300～900 nm 范圍內(nèi)的寬光譜響應(yīng)，并且器件EQEs 都會(huì)隨偏壓增加而快速超過(guò)100%，實(shí)現(xiàn)光電流倍增。而且，三元器件在長(zhǎng)波長(zhǎng)處（＞ 660 nm）的EQEs 隨偏壓增加而提升的速度明顯快于短波長(zhǎng)處的EQEs，并在-20 V 偏壓下獲得330～810 nm 范圍內(nèi)響應(yīng)較均勻的EQE、R和D*光譜。與二元器件相比，三元器件在810 nm處的EQE（147000%）、R（960.2 A·W-1）和D*（7.27×1013Jones）分別提升了105，105，36 倍，同時(shí)三元器件在660 nm 處的EQE（134000%）、R（713.2 A·W-1）和D*（5.4×1013Jones）分別提升了77，77，26 倍。提升倍增型有機(jī)光電探測(cè)器的紅光與近紅外光探測(cè)能力，有利于采用指端透射法在檢測(cè)人體HR 和SpO2過(guò)程中實(shí)現(xiàn)微弱信號(hào)檢測(cè)以及精準(zhǔn)測(cè)量。因此，采用雙電子給體的策略來(lái)提升倍增型有機(jī)光電探測(cè)器紅光與近紅外光的探測(cè)能力，有利于拓寬倍增型有機(jī)光電探測(cè)器的應(yīng)用范圍。

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