一种有机光电倍增探测器的制作方法

本实用新型属于光电探测技术领域，具体为一种有机光电倍增探测器。

背景技术：

有机半导体材料由于其消光系数高、成本低、绿色、可制成大面积柔性器件而备受人们的关注。随着有机半导体材料的不断发展，基于有机材料的光电子器件性能也有了大幅度提高，有机光探测器的研究也备受人们的关注。目前文献报道的有机光探测器主要基于有机光伏效应。有机材料捕获太阳光子而产生激子，激子扩散到给受体材料的界面处，解离成自由载流子，载流子被电极收集，从而产生光生电流，实现对光的探测和响应。由于受到材料消光系数、激子解离效率、载流子传输与收集效率的影响，这类光探测器的外量子效率都小于100％，对于弱光或超弱光探测，器件的响应度就受到了限制。

所以，提供一种外量子效率大于100%的有机光电倍增探测器成为我们要解决的问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种有机光电倍增探测器，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种有机光电倍增探测器，包括基底，其特征在于：所述的基底上设置有光电倍增层，所述的光电倍增层为双层复合结构，包括第一光电倍增层和第二光电倍增层，所述的第一光电倍增层为TPBI，第一光电倍增层厚度为2-5 nm，所述的第二光电倍增层设置在第一光电倍增层之上，第二光电倍增层为MoO3，第二光电倍增层的厚度为5 nm，所述的光电倍增层上设置光吸收层，所述的光吸收层上设置有阴极缓冲层，所述的阴极缓冲层上设置反射电极层。

作为优选的，所述的基底为ITO导电玻璃，ITO导电玻璃的平均可见光透过率大于90%。

作为优选的，所述的光吸收层为双层结构，包括依次层叠的rubrene层和C60层，其中rubrene层的厚度为20-40 nm，C60层的厚度为35-65 nm。

作为优选的，所述的阴极缓冲层为Bphen，阴极缓冲层的厚度为5-10 nm。

作为优选的，所述的反射电极层为Al，反射电极层的厚度为60-200 nm。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型采用双层光电倍增层结构，其中第一光电倍增层用于阻挡光吸收层中形成的光生空穴，第二光电倍增层用于提高器件内建电场，促进光吸收层中形成的光生空穴向第一光电倍增层处运动，从而使得光生空穴在第一光电倍增层大量的积累，通过光生空穴在第一光电倍增层大量的积累促进电子从ITO阳极向器件内部的注入，从而实现光电倍增，本实用新型可以大大提高了探测器的响应度，使得探测器的外量子效率远超过100%。

附图说明

图1为本实用新型整体结构示意图；

图2为本实用新型中光电倍增层结构示意图；

图中：1-基底，2-光电倍增层，3-光吸收层,4-阴极缓冲层,5-反射电极层，201-第一光电倍增层, 202-第二光电倍增层。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

请参阅图1-2，本实用新型提供一种技术方案：一种有机光电倍增探测器，包括基底1，所述的基底1为ITO导电玻璃，ITO导电玻璃的平均可见光透过率大于90%，所述的基底1上设置有光电倍增层2，光电倍增层2为双层复合结构，包括第一光电倍增层201和第二光电倍增层202，所述的第一光电倍增层201为TPBI，第一光电倍增层201厚度为2-5 nm，所述的第二光电倍增层202设置在第一光电倍增层201之上，第二光电倍增层202为MoO3，第二光电倍增层202的厚度为5 nm，所述的光电倍增层2上设置光吸收层3，所述的光吸收层3为双层结构，包括依次层叠的rubrene层和C60层，其中rubrene层的厚度为20-40 nm，C60层的厚度为35-65 nm；所述的光吸收层3上设置有阴极缓冲层4，所述的阴极缓冲层4为Bphen，阴极缓冲层4的厚度为5-10 nm，所述的阴极缓冲层4上设置反射电极层5；所述的反射电极层5为Al，反射电极层5的厚度为60-200 nm。

工作原理：反向偏压条件下，探测光从基底1一侧射入探测器内部，到达rubrene和C60光吸收层3，被rubrene和C60吸收，在rubrene和C60中形成光生激子，光生激子在浓度梯度差的作用下扩散到rubrene和C60界面处，在界面能级差的左右下，光生激子发生解离，形成电子和空穴，电子和空穴在器件内建电场或者外加电场的作用下，分别向阴极和阳极方向运动，由于MoO3第二光电倍增层提高了器件内建电场，促进光吸收层中形成的光生空穴加速向TPBI第一光电倍增层处运动，由于TPBI第一光电倍增层的HOMO能级远高于rubrene，空穴难以越过TPBI第一光电倍增层，从而使得光生空穴在TPBI第一光电倍增层处大量的积累，反向偏压条件下，光生空穴在第一光电倍增层大量的积累将会促进电子从ITO阳极向器件内部的大量注入，从而实现了光电倍增。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。