一種基于銥類(lèi)配合物磷光材料摻雜的有機(jī)紫外探測(cè)器件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于有機(jī)光電子技術(shù)領(lǐng)域，公開(kāi)了一種基于銥類(lèi)配合物磷光材料摻雜的有機(jī)紫外探測(cè)器件。
【背景技術(shù)】
[0002]紫外光對(duì)人類(lèi)活動(dòng)有著巨大影響，因此人們開(kāi)始了對(duì)能夠準(zhǔn)確測(cè)量紫外輻射的器件-紫外探測(cè)器的研究。紫外探測(cè)器在實(shí)際中有很多應(yīng)用，可以用來(lái)檢測(cè)大氣中的紫外線(xiàn)的強(qiáng)度，以防止紫外線(xiàn)對(duì)人體的傷害，紫外探測(cè)器還可以用來(lái)檢測(cè)紫外曝光，紫外光化學(xué)反應(yīng)，UV殺菌燈。在軍事上，紫外探測(cè)器可用來(lái)作導(dǎo)彈追蹤。此外，在紫外探測(cè)器可用來(lái)作煙霧和火災(zāi)探測(cè)。
[0003]基于無(wú)機(jī)寬禁帶半導(dǎo)體材料制備的紫外光探測(cè)器件取得了很大的進(jìn)展，但是無(wú)機(jī)半導(dǎo)體材料在外延生長(zhǎng)和摻雜方面還有問(wèn)題，也存在著制作工藝復(fù)雜，材料成本昂貴的不足。隨著有機(jī)半導(dǎo)體材料的迅猛發(fā)展和有機(jī)光電子器件的深入研究，基于有機(jī)半導(dǎo)體材料的紫外光探測(cè)器件得到了科研人員的重視，并取得了一定的進(jìn)展。與無(wú)機(jī)紫外光探測(cè)器相比，有機(jī)半導(dǎo)體材料具有質(zhì)輕，價(jià)廉，加工性能優(yōu)異等特點(diǎn)，更易制備小體積，低功耗，低成本的紫外探測(cè)器件，解決了無(wú)機(jī)紫外光探測(cè)器中普遍存在的設(shè)備昂貴、工藝復(fù)雜等不足。種類(lèi)繁多的有機(jī)半導(dǎo)體材料也為有機(jī)紫外光探測(cè)器件的發(fā)展和創(chuàng)新提供了很大的可選擇性，還很容易根據(jù)需要合成出具有相應(yīng)光電特性的新材料。
[0004]目前，有機(jī)紫外探測(cè)材料與器件的研究在國(guó)際上還處于起步階段，盡管已經(jīng)取得了一定的進(jìn)展，但與其它有機(jī)電子或光電子器件(如有機(jī)晶體管，有機(jī)光伏電池，有機(jī)發(fā)光二極管等)相比，該領(lǐng)域的研究明顯滯后。文獻(xiàn)報(bào)道的主要是以寬禁帶的有機(jī)小分子半導(dǎo)體材料分別作為給體和受體材料的異質(zhì)結(jié)型器件，但是器件的光響應(yīng)度和探測(cè)率等光電性能還有待進(jìn)一步的提高。因此，提高紫外光探測(cè)響應(yīng)度是其需要解決的主要問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明為了解決現(xiàn)有機(jī)紫外探測(cè)器件光響應(yīng)度低的問(wèn)題，而提供一種基于銥類(lèi)配合物磷光材料摻雜的有機(jī)紫外探測(cè)器件，通過(guò)在紫外光活性層中加入具有強(qiáng)紫外吸收的銥類(lèi)配合物磷光材料，以實(shí)現(xiàn)提高有機(jī)紫外探測(cè)器件光響應(yīng)度。
[0006]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:
[0007]—種基于銥類(lèi)配合物磷光材料摻雜的有機(jī)紫外探測(cè)器件，包括至下而上依次設(shè)置的透明襯底、導(dǎo)電陽(yáng)極、陽(yáng)極緩沖層、電子阻擋層、紫外光活性層、空穴阻擋層和金屬陽(yáng)極，其特征在于，所述紫外光活性層的組分及各個(gè)組分的重量百分比為:
[0008]電子給體56-60%;
[0009]電子受體34-39%;
[0010]銥類(lèi)配合物磷光材料1-10%。
[0011]所述銥類(lèi)配合物磷光材料為雙(4，6-二氟苯基吡啶-N，C2)吡啶甲酰合銥(FIrpic)ο
[0012]所述電子給體材料為聚乙烯基咔唑(PVK)。
[0013]所述電子受體材料為2，2’-(1，3-苯基)二[5-(4-叔丁基苯基)-1，3，4-惡二唑](0XD-7)或氧化鋅(ZnO)中的一種。
[0014]所述透明襯底的材料為玻璃、透明聚合物柔性材料或者生物可降解的柔性材料中的一種或者多種;所述透明聚合物柔性材料為聚乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚氨基甲酸酯、聚酰亞胺、氯醋樹(shù)脂或聚丙烯酸中的一種或多種的組合;所述可降解的柔性材料為植物纖維、絲素蛋白、明膠、聚乳酸、葡萄糖、病毒纖維素、聚乳酸、聚乳酸-羥基乙酸共聚物、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚已內(nèi)酯以及它們之間的共聚物、聚羥基烷酸酯、蟲(chóng)膠、殼聚糖和透明質(zhì)酸等多糖類(lèi)、聚醇酸及其共聚體、膠原凝膠、纖維蛋白凝膠中的任意一種或多種的組合。
[0015]所述導(dǎo)電陽(yáng)極材料為氧化銦錫(ΙΤ0)、導(dǎo)電聚合物聚3，4_乙撐二氧噻吩/聚苯乙烯磺酸鹽(PED0T:PSS)、石墨稀(Graphene)或碳納米管(Carbon Nanotube)中的任意一種或多種的組合。
[0016]所述陽(yáng)極緩沖層材料為氧化鉬(Mo0x)或聚PED0T:PSS，陽(yáng)極緩沖層厚度為15nm。
[0017]所述電子阻擋層為4，4’_環(huán)己基二 [N，N-二 (4-甲基苯基)苯胺(TAPC)、N，N’_雙(3-甲基苯基)-(1，1’-聯(lián)苯)-4’_ 二胺(Tro)、4，4’_雙[N-(萘基)-N-苯基-氨基]聯(lián)苯(α-NPD)或4，4 ’，4” -三(N-3-甲基苯基-N-苯基-氨基)三苯胺(m-MTDATA)中的一種或多種的組合。
[0018]所述空穴阻擋層為1，3，5_三(1-苯基-1H-苯并咪唑-2-基)苯(ITBi)、8-羥基喹啉鋁(Alq3)、2，9-二甲基-4，7_聯(lián)苯_1，10-鄰二氮雜菲(BCP)或者4，7_聯(lián)苯_1，10-鄰二氮雜菲(BPhen)中的一種或多種的組合。
[0019]所述金屬陰極的材料是金屬薄膜或合金薄膜，所述金屬薄膜為鋰、鎂、鈣、鍶、鋁或銦金屬薄膜，所述合金薄膜為鋰、鎂、鈣、鍶、鋁或銦與銅、金或銀的合金;金屬陰極厚度為100nmo
[0020]所述電子阻擋層、紫外光活性層、空穴阻擋層總厚度<200nm。
[0021]因此與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果:
[0022](1)本發(fā)明的所涉及的銥類(lèi)配合物磷光材料具有較強(qiáng)的紫外光吸收，相對(duì)較長(zhǎng)的磷光壽命及良好的熱化學(xué)穩(wěn)定性，與給受體混合材料有效組合，通過(guò)銥類(lèi)配合物的磷光效應(yīng)，將吸收的短波段的紫外光通過(guò)三線(xiàn)態(tài)能量傳遞給電子受體，提高激子的產(chǎn)生效率，從而提高器件光響應(yīng)度。
[0023](2)本發(fā)明采用的器件結(jié)構(gòu)是“三明治”式的結(jié)構(gòu)，所有功能層材料采用蒸鍍和旋涂成膜，器件制備方法較基于無(wú)機(jī)材料的紫外光探測(cè)器件的制備方法簡(jiǎn)單，且易操作。
[0024](3)器件對(duì)300-400nm波段的紫外光的敏感。本發(fā)明所述的有機(jī)紫外光探測(cè)器件具有較高的響應(yīng)度。
【附圖說(shuō)明】
[0025]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖2是本發(fā)明的銥類(lèi)配合物磷光材料的分子結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖3是本發(fā)明的實(shí)施例二中所述器件在紫外光(波長(zhǎng)為350nm，強(qiáng)度為0.6mW/cm2)照射和無(wú)紫外光照射條件下的電流密度-電壓特性曲線(xiàn)；
[0028]圖4是本發(fā)明的實(shí)施例6中所述器件在紫外光(波長(zhǎng)為350nm，強(qiáng)度為0.6mW/cm2)照射和無(wú)紫外光照射條件下的響應(yīng)曲線(xiàn)；
[0029]圖中標(biāo)記:1、透明襯底，2、導(dǎo)電陽(yáng)極，3、陽(yáng)極緩沖層，4、電子阻擋層，5、紫外光活性層，6、空穴阻擋層，7、金屬陽(yáng)極。
【具體實(shí)施方式】
[0030]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，并不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的其他所用實(shí)施例，都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0031 ]結(jié)合附圖，本發(fā)明的基于銥類(lèi)配合物磷光材料摻雜的有機(jī)紫外探測(cè)器件，包括至下而上依次設(shè)置的透明襯底1、導(dǎo)電陽(yáng)極2、陽(yáng)極緩沖層3、電子阻擋層4、紫外光活性層5、空穴阻擋層6和金屬陽(yáng)極7，所述紫外光活性層5的組分及各個(gè)組分的重量百分比為:
[0032]電子給體56-60%;
[0033]電子受體34-39%;
[0034]銥類(lèi)配合物磷光材料1-10%。
[0035]所述銥類(lèi)配合物磷光材料為雙(4，6-二氟苯基吡啶-N，C2)吡啶甲酰合銥(FIrpic)。
[0036]所述電子給體材料為聚乙烯基咔唑(PVK)。
[0037]所述電子受體材料為2，2’-(1，3-苯基)二[5-(4-叔丁基苯基)-1，3，4_惡二唑](0XD-7)或氧化鋅(ZnO)中的一種。
[0038]所述透明襯底的材料為玻璃、透明聚合物柔性材料或者生物可降解的柔性材料中的一種或者多種;所述透明聚合物柔性材料為聚乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚氨基甲酸酯、聚酰亞胺、氯醋樹(shù)脂或聚丙烯酸中的一種或多種的組合;所述可降解的柔性材料為植物纖維、絲素蛋白、明膠、聚乳酸、葡萄糖、病毒纖維素、聚乳酸、聚乳酸-羥基乙酸共聚物、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚已內(nèi)酯以及它們之間的共聚物、聚羥基烷酸酯