Fotodetectores Orgânicos de Banda Larga Visível Alcançam Detectividade >10¹² Usando Aceitador Não-Fulereno

Resumo

Demonstramos fotodetectores orgânicos (OPDs) de banda larga visível introduzindo um aceitador não-fulereno, 3,9-bis(2-metileno-(3-(1,1-dicianometileno)-indanona))-5,5,11,11-tetraquis(4-hexilfenil)-ditieno[2,3-d:2,3'-d']-s-indaceno[1,2-b:5,6-b']ditiofeno (ITIC) na heterojunção em massa (BHJ) baseada no sistema convencional de poli(3-hexiltiofeno-2,5-diinil) (P3HT):[6,6]-fenil C71-ácido butírico metil éster (PC₇₁BM). Os OPDs resultantes exibem detectividade específica além de 10¹² Jones em toda região visível de 380 nm a 760 nm, com detectividade máxima de 2,67 × 10¹² Jones a 710 nm. Espectro de absorção UV-Vis, fotoluminescência de estado estacionário, microscopia de força atômica e propriedade de corrente limitada por carga espacial foram aplicados para analisar características de filme dos OPDs obtidos. Devido à banda de absorção de comprimento de onda longo do ITIC, o intervalo de fotodetecção espectral foi efetivamente ampliado, e melhor morfologia de filme, transferência de energia mais eficaz e mobilidade eletrônica reduzida na camada ativa são responsáveis pela excelente capacidade de fotodetecção. O esquema proposto fornece estratégia confiável para implementar OPDs visíveis de banda larga de alto desempenho.

Introdução

Luz visível, como parte do espectro eletromagnético diretamente percebida pela visão humana (380-780 nm), desempenha papel importante na vida diária e produção industrial [1]. Sensoriamento remoto de luz visível é o mais comumente usado em reconhecimento fotográfico aéreo. Sensoriamento de imagem colorida também é baseado principalmente em luz visível, etc. [2]. Como ponte entre sinal óptico e sinal elétrico, fotodetectador desempenha papel insubstituível nas aplicações acima, gerando atenção extensa e contínua [3]. Portanto, pesquisa de fotodetectores visíveis de alto desempenho é imperativa e de grande significado. Comparados a fotodetectores inorgânicos tradicionais, fotodetectores orgânicos (OPDs) atraíram atenção tremenda para aplicações em eletrônicos flexíveis e portáteis devido à sua flexibilidade, absorção ajustável, leveza, detecção de grande área e baixo custo de preparação [4]. Nos últimos anos, embora OPDs tenham alcançado conquistas em aspectos como alta eficiência quântica externa [5], baixa densidade de corrente escura [6] e alta detectividade [7], existem apenas poucas tentativas de pesquisa investigando OPDs de banda larga de alto desempenho com fotodetecção visível completa até agora.

Captação de luz eficiente e amplo intervalo de absorção são de importância crucial em OPDs de banda larga. Portanto, muitos materiais doadores e aceitadores com diferentes bandas proibidas foram desenvolvidos e muitos sistemas clássicos de heterojunção doador/aceitador foram construídos no decorrer de pesquisas passadas [8]. Entre eles, heterojunção em massa (BHJ) de poli(3-hexiltiofeno) (P3HT):fenil-C71-ácido butírico metil éster (PC₇₁BM) tem sido amplamente estudada em dispositivos fotovoltaicos orgânicos, devido à sua mobilidade de portadores relativamente alta, desempenho estável, estrutura simples, baixo custo e processo de preparação maduro [9, 10]. No entanto, embora a resposta espectral de P3HT:PC₇₁BM cubra 400-600 nm, não é ampla o suficiente para constituir fotodetecção visível completa, devido à ausência da região de onda longa. Portanto, é necessário encontrar método eficaz para expandir o intervalo de resposta espectral do sistema convencional P3HT:PC₇₁BM. Similar a células solares orgânicas (OSCs) [11, 13,7% integrando vantagens dos materiais e duas células binárias. Energy Environ Sci 11:2134-2141" href="/articles/10.1186/s11671-019-3033-8#ref-CR12" id="ref-link-section-d292454161e695">12], introduzir terceiro material na camada ativa é um dos métodos mais eficientes e simples para realizar OPDs de banda larga com intervalo de fotodetecção estendido e excelente desempenho [13]. Por exemplo, Rauch et al. desenvolveram BHJ P3HT:PC₇₁BM onde pontos quânticos PbS como componente introdutor, estendendo com sucesso intervalo de detecção de OPDs para 1800 nm [14]. Mario Caironi et al. desenvolveram OPDs T1:P3HT:PC₇₁BM com resposta de banda larga de 360-680 nm introduzindo doador de absorção de comprimento de onda médio T1 [15].

Recentemente, nova classe de aceitadores eletrônicos não-fulereno mostrou altos coeficientes de absorção e excelentes propriedades elétricas, gerando ampla preocupação na pesquisa de dispositivos fotovoltaicos [16, 17]. Comparados a derivados de fulereno convencionais, aceitadores não-fulereno têm absorção diversificada e forte, sendo melhores opções para introduzir no sistema tradicional como terceiro componente [18]. Por exemplo, Tan et al. desenvolveram dispositivo de mistura ternária de aceitadores dopando 3,9-bis(2-metileno-(3-(1,1-dicianometileno)-indanona))-5,5,11,11-tetraquis(4-hexilfenil)-ditieno[2,3-d:2,3'-d']-s-indaceno[1,2-b:5,6-b']ditiofeno (ITIC) na mistura PBDTBDD:PC₆₀BM para alcançar absorção complementar perfeita e alto PCE de 10,36% [19]. Além disso, característica distintiva do ITIC é resposta espectral de onda longa de 600-800 nm, comparada com resposta de onda curta e média inerente a derivados de fulereno tradicionais. Portanto, ITIC pode ser adequado para combinação com BHJ P3HT:PC₇₁BM com resposta de 400-600 nm, que pode estender intervalo de fotodetecção para região de onda longa para realizar fotodetecção efetiva de espectro visível completo continuamente.

Portanto, neste trabalho, ITIC é introduzido pela primeira vez no sistema convencional P3HT:PC₇₁BM para formar OPDs de banda larga. Comparados com OPDs controle P3HT:PC₇₁BM, o sistema de mistura ternária alcança resposta espectral mais ampla. Enquanto isso, ajustando as razões de ITIC e PC₇₁BM respectivamente, OPDs de banda larga cobrindo banda visível completa de 380 nm a 760 nm são obtidos, comparados com banda de fotodetecção original de 380-620 nm. Além disso, devido à região de captação de luz mais ampla, melhor morfologia de filme, transferência de energia mais eficaz e menor corrente escura, os OPDs otimizados exibiram alta detectividade de 2,12 × 10¹² Jones e 2,67 × 10¹² Jones a 560 nm e 710 nm, respectivamente.

Métodos

As estruturas moleculares dos materiais de camada ativa usados neste trabalho são mostradas na Fig. 1a, e a estrutura de OPDs de banda larga de óxido de índio-estanho (ITO)/poli(3,4-etilenodioxitiofeno):polissulfonato de estireno (PEDOT:PSS) (45 nm)/P3HT:PC₇₁BM:ITIC (100 nm)/Bphen (5 nm)/Ag (80 nm) é representada na Fig. 1b. Os níveis de energia dos materiais de camada ativa em OPDs de banda larga são mostrados na Fig. 1c. O orbital molecular menos ocupado (LUMO) e o orbital molecular mais ocupado (HOMO) de P3HT, ITIC e PC₇₁BM seguem alinhamento em cascata normativo, indicando caminho potencial de transporte de carga eficiente entre eles. Bphen é usado como camada tampão para melhorar capacidade de transporte de portadores de carga e reduzir quench de excitons fotoinduzidos na interface entre camada ativa e cátodo [20]. Caso contrário, HOMO de Bphen é mais alto que materiais ativos, podendo ser usado como camada de bloqueio de lacunas para reduzir corrente escura sob polarização reversa.

Antes de iniciar fabricação dos OPDs, substratos ITO foram limpos consecutivamente em banho ultrassônico por 10 min cada com solução água-detergente, solvente acetona, água desionizada e solvente IPA, respectivamente [21]. Após secagem no forno, substratos ITO foram tratados com plasma de oxigênio por 20 min. Então, PEDOT:PSS foi depositado por spin-coating a 3000 rpm por 60 s em substratos ITO. Após recozimento térmico a 150 °C por 20 min, substratos foram movidos para luva de alta pureza (O₂, H₂O < 1 ppm). P3HT, PC₇₁BM e ITIC foram dissolvidos em clorobenzeno com diferentes razões de massa. Concentração total desses materiais foi fixada em 30 mg mL⁻¹, e razão de massa da mistura doador (P3HT) e aceitadores (PC₇₁BM, ITIC) foi fixada em 1:1. Soluções de camada ativa foram depositadas por spin-casting sobre camada PEDOT:PSS a 2000 rpm por 60 s. Subsequentemente, filmes de mistura foram recozidos a 120 °C por 10 min. Seguido pela deposição de Ag como ânodo a velocidade de deposição de 5 Å S⁻¹. Área ativa destes OPDs foi 0,02 cm².

Caracterização de Dispositivos

Absorção ultravioleta-visível (UV-Vis) foi medida usando sistema de espectroscopia UV-Vis Shimazu UV1700. Fotoluminescência de estado estacionário (PL) foi medida usando espectroscopia PL Hitachi F-7000. Morfologias de superfície de camadas ativas foram caracterizadas por microscópio de força atômica (AFM, AFM 5500, Agilent, Modo Toque, Chengdu, China). Fonte de luz foi usada como simulador solar AM 1.5 G com potência de iluminação de 100 mW cm⁻². Curvas de densidade de corrente-tensão (J-V) dos OPDs no escuro e sob iluminação foram medidas com fonte programável de tensão-corrente Keithley 4200. Espectros EQE foram obtidos sob luz de lâmpada de xenônio passando por monocromador. Todos os parâmetros foram medidos à temperatura ambiente (T = 300 K).

Resultados e Discussão

Caracterização de Camadas Ativas

Espectros de absorção de filmes puros de P3HT, PC₇₁BM e ITIC são exibidos na Fig. 2a. PC₇₁BM pode absorver comprimento de onda curto de 350 nm a 550 nm. P3HT pode utilizar luz em comprimento de onda médio de 450 nm a 600 nm. E o aceitador eletrônico não-fulereno, ITIC, pode realizar absorção de 600 nm a 800 nm. Obviamente, esses três materiais de camada ativa alcançam complementaridade favorável em todo espectro visível. Portanto, filmes de mistura têm potencial superexcitante de realizar fotodetecção visível completa. Além disso, espectros de absorção das camadas ativas (P3HT:PC₇₁BM:ITIC) com diferentes razões são representados na Fig. 2b. Filmes P3HT:PC₇₁BM mostram capacidade favorável de absorção de luz de 400 nm a 600 nm, mas há quase nenhuma absorção na região de onda longa após 600 nm. Após introduzir ITIC, novo pico de absorção é gerado de 600 nm a 750 nm devido à contribuição do ITIC. Com aumento gradual da incorporação de ITIC, capacidade de absorção dos filmes de mistura no comprimento de onda longo aumenta gradualmente, o que é benéfico para ampliar espectro de detecção de onda longa do sistema controle P3HT:PC₇₁BM. Além disso, intensidade de absorção em comprimentos de onda curto e longo pode ser efetivamente ajustada variando as razões de PC₇₁BM e ITIC. Em particular, intensidade de absorção equilibrada é alcançada quando razão de massa da camada ativa é 1:0,5:0,5, o que é obviamente benéfico para equilibrar fotodetecção de OPDs em comprimentos de onda curto e longo simultaneamente e realizar OPDs de banda larga com fotodetecção visível completa.

Para investigar influência da introdução de ITIC na transferência de energia nas camadas ativas, testes de fotoluminescência de estado estacionário (PL) foram realizados. Como mostrado na Fig. 3a, quando excitados por luz de 500 nm, filmes puros de P3HT e ITIC exibem picos PL a 640 nm e 760 nm, respectivamente. Comparado com filme puro de P3HT, intensidade PL de P3HT é grandemente quenchada em filme P3HT:ITIC, indicando existência de transferência de energia entre P3HT e ITIC [22]. Similarmente, emissão PL de P3HT é grandemente quenchada por dopagem com PC₇₁BM em filme P3HT:PC₇₁BM, indicando transferência de energia eficiente análoga entre P3HT e PC₇₁BM. Além disso, ao introduzir ITIC no filme de mistura P3HT:PC₇₁BM, intensidade PL é quase completamente quenchada, e curva PL de filme de mistura ternária está abaixo de todas as outras curvas. Significa que tanto ITIC quanto PC₇₁BM podem transferir energia coordenadamente em filmes ternários. Conclui-se que eficiência de transferência de energia de filmes ternários é melhor que a de filmes binários. Combinado com fato de que o primeiro tem intervalo de absorção de luz mais amplo que o último para capturar mais fótons contribuindo para fotocorrente, indica que OPDs P3HT:PC₇₁BM:ITIC podem ter fotocorrente maior que OPDs P3HT:PC₇₁BM em teoria.

Para investigar influência das propriedades de transporte de portadores de carga pela introdução de ITIC, modelo de corrente limitada por carga espacial (SCLC) foi adotado para quantificação de mobilidade. Dispositivos somente de elétrons foram fabricados com estrutura ITO/ZnO (30 nm)/P3HT:PC₇₁BM:ITIC (100 nm)/Bphen (5 nm)/Ag (80 nm). SCLC é descrito pela equação de Mott-Gurney [23]:

$$ J=\frac{9}{8}{\varepsilon \varepsilon}_0\mu \frac{V^2}{d^3} $$ (1)

onde ε₀ é permitividade do vácuo, ε é permitividade relativa dos materiais orgânicos, μ é mobilidade de portadores de carga, V é tensão aplicada, e d é espessura das camadas ativas. Características J-V em condição de escuro para dispositivos somente de elétrons com diferentes camadas ativas são mostradas na Fig. 3b. De acordo com Eq. (1), mobilidades eletrônicas de dispositivos com diferentes razões são 1,48 × 10⁻³ cm² V⁻¹ s⁻¹, 8,92 × 10⁻⁴ cm² V⁻¹ s⁻¹, 7,89 × 10⁻⁴ cm² V⁻¹ s⁻¹, 4,75 × 10⁻⁴ cm² V⁻¹ s⁻¹ e 4,43 × 10⁻⁴ cm² V⁻¹ s⁻¹, respectivamente. Com aumento da proporção de ITIC, mobilidade eletrônica do dispositivo diminui significativamente já que mobilidade eletrônica de ITIC é menor que PC₇₁BM [24], o que pode causar diminuição da corrente escura dos OPDs após introdução de ITIC [25].

Para OPDs, morfologia de superfície da camada ativa tem grande influência no transporte de carga e dissociação de excitons. Camada ativa com morfologia de superfície favorável pode inibir recombinação de carga e melhorar fotocorrente [26]. Portanto, morfologias de superfície de camadas ativas com diferentes razões são investigadas por microscopia de força atômica (AFM), representadas na Fig. 4. De acordo com imagem de altura, superfície do filme P3HT:PC₇₁BM:ITIC (1:1:0) é um pouco rugosa e rugosidade quadrática média (RMS) é cerca de 0,932 nm. Da imagem de fase, vemos que arranjo de moléculas não é completamente uniforme e ordenado. Após dopar alguma porção de ITIC na mistura (1:0,7:0,3, 1:0,5:0,5, 1:0,3:0,7), morfologia de superfície da camada ativa muda muito e rugosidade RMS cai para 0,690 nm, 0,634 nm e 0,701 nm, respectivamente. Variação de RMS pode ser atribuída ao estado de agregação alterado, como visto nos diagramas de fase. Comparado com filme binário P3HT:PC₇₁BM, filmes de mistura dopados com ITIC exibem superfície mais lisa e arranjo molecular mais ordenado. No entanto, quando razão da mistura se torna 1:0:1, rugosidade RMS aumenta para 1,386 nm e morfologia do filme não é suave o suficiente causada por agregação molecular granular indesejável, o que pode levar a aumento de recombinação de carga e baixa fotocorrente. De acordo com resultados de caracterização AFM, filmes de mistura ternária têm melhores características morfológicas que filmes binários, devido ao arranjo ordenado de moléculas dos dois aceitadores, reduzindo agregação molecular nos filmes ternários.

De acordo com espectros de absorção das camadas ativas, banda de absorção de comprimento de onda longo do ITIC introduzido deve ser capaz de ampliar efetivamente intervalo de fotodetecção de onda longa dos OPDs. Além disso, introdução de ITIC também muda propriedades elétricas e morfologia de superfície das camadas ativas. Do ponto de vista de SCLC, introdução de ITIC reduz mobilidade eletrônica da camada ativa, o que obviamente reduziria capacidade de transporte de portadores dos dispositivos. Isso teria mesmo efeito adverso em corrente escura e fotocorrente. No entanto, introdução de ITIC também permite camada ativa capturar mais fótons de comprimento de onda longo para contribuir com fotocorrente, superando efeito adverso de baixa mobilidade eletrônica na fotocorrente sob condição de luz. Melhor morfologia de filme e transferência de energia mais eficaz na camada ativa ternária também são benéficas para excelente fotocorrente. Em conclusão, corrente escura diminuirá com adição de ITIC, enquanto fotocorrente mudará regularmente sob influência de vários fatores. Portanto, é necessário preparar OPDs construídos por camadas ativas com diferentes razões para determinar alta fotocorrente e baixa corrente escura, alcançando excelente desempenho de fotodetecção.

Desempenho dos OPDs

Figura 5 mostra parâmetros de desempenho elétrico de OPDs com diferentes razões de camadas ativas. Curvas J-V dos OPDs sob condições de luz e escuro são apresentadas na Fig. 5a. Como mostrado, OPDs com diferentes razões de massa de camada ativa têm fotocorrente e corrente escura significativamente diferentes. Concretamente, à medida que razão P3HT:PC₇₁BM:ITIC muda de 1:1:0 para 1:0,5:0,5, fotocorrente continua aumentando, causada por intervalo de captação de luz expandido, transferência de energia eficiente e melhor morfologia de filme em misturas ternárias. Inversamente, à medida que razão P3HT:PC₇₁BM:ITIC muda de 1:0,5:0,5 para 1:0:1, fotocorrente continua diminuindo. No entanto, corrente escura continua diminuindo à medida que razão de ITIC aumenta, atribuída a mobilidade eletrônica reduzida e transporte de portadores de carga desfavorável causado por adição excessiva de ITIC. Tendência de mudança de fotocorrente e corrente escura é consistente com mudança de propriedades de filme causada pela mudança de razões ternárias de camadas ativas. Características de razão ligado/desligado dos OPDs são investigadas na Fig. 5b. OPDs 1:0,5:0,5 mostram maiores razões ligado/desligado na região de polarização reversa que outros OPDs, demonstrando propriedade de comutação muito melhor, devido à maior fotocorrente e menor corrente escura.

Além disso, para garantir que OPDs tenham capacidade de resposta estável e recuperável, densidade de corrente como função do tempo é mostrada na Fig. 5c para OPDs de banda larga com várias razões. Sinais de corrente cíclicos foram registrados sob modulação ligado/desligado da iluminação. Cada ciclo é 20 s com tempo de exposição de 10 s e duração total de 120 s. Resultados mostram que corrente de cada OPD aumenta significativamente sob iluminação e retorna ao nível original após luz desligada. É óbvio que estes OPDs têm características de resposta/recuperação estáveis e repetíveis, desejável para aplicações práticas [27].

Para investigar influência da razão de ITIC na recombinação de OPDs em condição de luz, J_SC como função de intensidade de luz é plotado. Em geral, dependência de lei de potência entre J_SC e I pode ser expressa como J_SC∝I^α. Quando α se aproxima de 1, recombinação bimolecular é relativamente fraca [28, 29]. Como mostrado na Fig. 5d, OPDs com razão 1:1:0, 1:0,7:0,3 e 1:0,5:0,5 têm valores α similares, que são 0,817, 0,797 e 0,803, respectivamente. Isso significa que estes três OPDs têm nível similar de recombinação bimolecular. No entanto, devido à introdução de ITIC, mais fótons de onda longa são absorvidos em camadas ativas ternárias, de modo que fotocorrente dos OPDs com dopagem moderada de ITIC é maior que a dos OPDs P3HT:PC₇₁BM. Ao alterar ainda mais razões ternárias para 1:0,3:0,7 e 1:0:1, valores α caem para 0,713 e 0,680, respectivamente. Isso indica que grande quantidade de dopagem de ITIC intensifica recombinação e reduz significativamente fotocorrente.

Para descrever características de resposta espectral dos OPDs, curvas EQE dos OPDs com várias razões P3HT:PC₇₁BM:ITIC são mostradas na Fig. 6a. E alguns parâmetros de desempenho de detecção espectral em comprimentos de onda específicos estão listados na Tabela 1. Dispositivo baseado em filme binário P3HT:PC₇₁BM mostra pico EQE plano cobrindo intervalos de 400-600 nm, atribuído à absorção de P3HT e PC₇₁BM. Após introduzir não-fulereno ITIC no P3HT:PC₇₁BM, curva EQE dos OPDs de banda larga estende a 760 nm, e novo pico espectral de 650 nm a 750 nm é gerado. Além disso, intensidade de resposta relativa de diferentes intervalos espectrais pode ser ajustada alterando razões de massa de P3HT, PC₇₁BM e ITIC. Das curvas EQE, sinergia entre doador e aceitadores em razão de massa ótima, 1:0,5:0,5, equilibra EQE de todo comprimento de onda. Curva EQE ampla e plana mostra intuitivamente que OPDs de banda larga dopados com ITIC estendem efetivamente intervalo de resposta óptica contínua para região de onda longa, cobrindo todo espectro visível de 380-760 nm.

Responsividade (R) descreve capacidade de conversão de fótons em portadores de carga dos OPDs, usada para determinar capacidade de resposta à luz [30]. R é calculada como Eq. (2):

$$ R\left(\lambda \right)=\frac{\mathrm{EQE}\left(\lambda \right)q}{hv} $$ (2)

onde EQE é eficiência quântica externa, q é carga do elétron, λ é comprimento de onda da luz incidente, h é constante de Planck, e v é frequência da luz. De acordo com Eq. (2), tendência de R depende de EQE e λ quando outros parâmetros são constantes. Resultados calculados de valores R são mostrados na Fig. 6b e Tabela 1. Similar às curvas EQE, OPDs baseados em 1:0,5:0,5 obtêm R maior que outros OPDs em ambos intervalos de comprimento de onda longo e curto. Valores R de OPDs de banda larga otimizados atingiram 0,21 A W⁻¹ e 0,25 A W⁻¹ a 560 nm e 710 nm, respectivamente. Curva R ampla indica que OPDs de banda larga dopados com quantidade apropriada de ITIC podem absorver luz incidente do espectro visível completo uniformemente e convertê-la em fotocorrente eficientemente.

Como parâmetro de desempenho mais crucial dos OPDs, D* é empregado para determinar fotossensibilidade dos OPDs. D* dos OPDs pode ser definido como Eq. (3):

$$ D\ast \left(\lambda \right)=\frac{R\left(\lambda \right)}{{\left(2{qJ}_d\right)}^{1/2}} $$ (3)

Resultados calculados de D* são mostrados na Fig. 6c. Para OPDs controle baseados em P3HT:PC₇₁BM, detectividade excede 1,0 × 10¹² Jones de 380 nm a 600 nm e atinge 1,67 × 10¹² Jones a 560 nm. Para comparação, OPDs dopados com ITIC estenderam intervalo de fotodetecção efetivo para espectro visível completo de 380-760 nm. Especificamente, detectividade dos OPDs obtidos com razão 1:0,5:0,5 atingiu 2,12 × 10¹² Jones e 2,67 × 10¹² Jones a 560 nm e 710 nm, respectivamente. Por um lado, intervalo de fotodetecção dos OPDs foi ampliado pela adição de ITIC. Por outro lado, detectividade dos OPDs otimizados no espectro visível completo é maior que a de outros OPDs, causada por alta fotocorrente e baixa corrente escura na razão otimizada de camada ativa.

Conclusões

Em resumo, OPDs de alto desempenho com fotodetecção de luz visível completa são fabricados introduzindo aceitador não-fulereno ITIC no sistema controle P3HT:PC₇₁BM. Os três materiais formam espectro complementar, que juntos realizam efetivamente fotodetectores de banda larga cobrindo todo espectro visível. Além disso, OPDs com razão apropriada de P3HT:PC₇₁BM:ITIC exibem melhor capacidade de captação de fótons, menor corrente escura, transferência de energia mais eficiente e morfologia de filme mais favorável para melhorar detectividade. Notavelmente, nossa abordagem é concisa, altamente reprodutível e escalável. Nosso trabalho indica que escolher aceitador eletrônico não-fulereno adequado e sistema binário para construir camada ativa de espectro de absorção de luz complementar é método eficaz para alcançar OPDs de banda larga de alto desempenho, que será amplamente aplicável em pesquisas futuras.

Disponibilidade de Dados e Materiais

Todos os dados estão totalmente disponíveis sem restrição.

Abreviações

AFM

Microscópio de força atômica

BHJ

Heterojunção em massa

Bphen

Batofenantrolina

D*

Detectividade

EQE

Eficiência quântica externa

HOMO

Orbital molecular mais ocupado

ITIC

3,9-Bis(2-metileno-(3-(1,1-dicianometileno)-indanona))-5,5,11,11-tetraquis(4-hexilfenil)-ditieno[2,3-d:2,3'-d']-s-indaceno[1,2-b:5,6-b']ditiofeno

ITO

Óxido de índio-estanho

J_d

Densidade de corrente escura

J-V

Densidade de corrente-tensão

LUMO

Orbital molecular menos ocupado

OPDs

Fotodetectores orgânicos

OSCs

Células solares orgânicas

P3HT

Poli(3-hexiltiofeno-2,5-diinil)

PC₇₁BM

[6,6]-Fenil C71-ácido butírico metil éster

PEDOT:PSS

Poli(3,4-etilenodioxitiofeno):polissulfonato de estireno

PL

Fotoluminescência de estado estacionário

RMS

Raiz quadrada média

UV-Vis

Espectroscopia ultravioleta-visível