用於高效光伏和靈敏光電探測器的簡單近紅外電子受體

2020-08-28 知研光電材料

儘管近紅外（NIR）電子受體在拓寬光電響應方面取得了令人鼓舞的進展，但人們對獲得低合成複雜度的高效近紅外材料的需求仍然很大。最近，浙江大學高分子科學與工程系李昌治研究員和浙江大學材料科學與工程學院方彥俊研究員開發了三個簡單的近紅外受體，其吸收波長可達1000 nm，它們具有相同的二噻吩核，並且具有不同的雜原子鍵，分別是W1具有碳(C)原子、W2具有矽(Si)和W3具有氮(N)。

研究發現，僅對一個簡單的受體進行單原子調諧，其光電性能、固態堆積以及光電性能都會產生很大的差異。這些電子受體非常簡單，特別是W1（C），當與PTB7-Th聚合物混合時，也可以製備出高效的有機光伏(OPV)器件和靈敏的有機光電探測器(OPD)。值得注意的是，在吸收波長超過950 nm的具有代表性的近紅外受體中，考慮到材料的光電性能與合成複雜性，W1是最佳選擇。結果表明，基於PtB7-Th：W1的OPD器件具有快速的時間響應：在830 nm波長光譜下表現出1.70×10-11W∙cm-2的超低光強探測能力和4.28×1012cmHz1/2∙W-1的高比探測率，表明高靈敏度的自供電OPD已接近商用寬帶矽探測器。這些結構簡單的材料為近紅外電子受體的進一步應用提供了範例。

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