基于光伏二极管的紫外有机探测器件性能研究

论文摘要

有机紫外光探测器件是有机光电转换器件的应用领域之一,与无机光探测器相比具有生产成本低,检测面积大,以及易于与其他光、电器件组合和集成等优点,可适用于化学/生物分析,全彩色数字图像信号检测和高能辐射测量等。本论文主要研究以有机光伏二极管为基础的,针对长波紫外光（300–400 nm）的探测器件的性能,主要内容分为三个方面,其一,首次将酞菁铜（CuPc）作为电子受体应用于紫外探测器件,获得了较好的性能,并研究了在改变入射光强度条件下探测器件的性能改变情况;其二,利用激基复合物的形成,研究了分别以BCP和Sc（DBM）3bath为电子受体的紫外探测器件,利用增大界面面积,增强激基复合物的形成和发射,提高紫外探测性能,分析了激基复合物的形成与器件光伏性能的关系,即激基复合物越强,光伏性能就越好,同时该探测器件还具有电致发光（EL）性质;其三,利用稀土配合物材料是很好的有机光电转换器件的电子受体材料,吸收光谱位于300-400 nm,适于做可见盲区的紫外探测器等元件的特点,选取4f电子结构稳定的La（4f0）, Gd（4f7）,Lu(4f14)为中心离子,研究了系列8-羟基喹啉镧系金属螯合物为电子受体的紫外探测器件的性能,该系列器件的响应范围均位于长波紫外区,是典型的可见盲区的紫外探测器件。为了保证合成的配合物材料的结构,对合成的稀土配合物采用红外光谱确定其结构,并用循环伏安法测量其HOMO能级,并计算出LUMO能级,探讨了能级特点对探测器件性能的影响,为紫外探测器件选择合适的电子受体。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 图表目录
• 第一章 前言
• 1.1 有机紫外光探测器的发展历程及优势
• 1.1.1 有机紫外探测器的研究意义和发展历程
• 1.1.2 有机光伏二极管的发展
• 1.1.3 稀土配合物光电器件的研究现状
• 1.2 有机光探测器的工作原理
• 1.2.1 无机太阳能电池的工作原理
• 1.2.2 有机光伏二极管的工作原理
• 1.3 有机光探测器的性能参数及表征
• 1.3.1 主要性能参数
• 1.3.2 表征方法
• 1.3.3 用于评估光探测器的主要参数
• 1.4 有机光电材料
• 1.4.1 有机光电材料的特点
• 1.4.2 聚合物光电材料
• 1.4.3 有机小分子光电材料
• 1.4.4 电极材料
• 1.5 有机光电转换器件结构
• 1.5.1 单层器件
• 1.5.2 双层异质结构器件
• 1.6 有机光探测器的发展前景
• 参考文献
• 第二章 以铜酞菁配合物（CUPC）为电子受体的紫外光敏感的探测器件
• 2.1 引言
• 2.2 实验方法
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 吸收光谱与光电流响应
• 2.3.2 有机层厚度对器件性能的影响
• 2.3.3 器件性能和不同给体的影响
• 2.3.4 不同照射强度紫外光对器件性能的影响
• 2.4 小结
• 参考文献
• 第三章 基于激基复合物形成的双功能的高效率有机紫外探测器件
• 3.1 前言
• 3.2 激基复合物的形成过程与光生激子分离
• 3.3 实验方法
• 3.4 紫外探测器的性能参数
• 3.5 器件的电致发光性质
• 3.6 器件结构改变对器件性能的影响
• 3.6.1 CuPc薄层的加入
• 3.6.2 m-MTDATA:BCP混合薄层的加入
• 3.6.3 激基复合物的形成与器件光伏性能的联系
• 3.7 小结
• 参考文献
• 3BATH为电子受体的高效率的有机紫外探测器件'>第四章 以SC（DBM）₃BATH为电子受体的高效率的有机紫外探测器件
• 4.1 前言
• 4.2 实验方法
• 4.3 紫外探测器件的特征参数
• 4.4 器件的电致发光特性
• 3BATH的能级和器件的能级结构'>4.5 SC（DBM）₃BATH的能级和器件的能级结构
• 4.6 小结
• 参考文献
• 第五章 以喹啉-镧系金属配合物为电子受体的有机可见盲区紫外探测器件
• 5.1 前言
• 5.2 实验方法
• 5.3 结果与讨论
• 5.4 小结
• 参考文献
• 结论
• 攻读博士学位期间期间发表文章目录
• 作者简介
• 致谢