مستشعرات ضوئية عضوية مع كسب واستجابة واسعة النطاق / ضيقة النطاق تحت ظروف إضاءة علوية / سفلية

الملخص: تمتلك المستشعرات الضوئية العضوية (OPDs) التي تمتلك قدرة الكشف الضوئي واسع النطاق / ضيق النطاق وكسب إمكانيات كبيرة في منتجات الإلكترونيات الضوئية المتكاملة. في هذا العمل، تظهر المستشعرات الضوئية العضوية بهيكل جهاز يتكون من ITO/poly(3,4‐ethylenedioxythiophene) polystyrene sulfonate (PEDOT:PSS)/طبقة نشطة سميكة/قطب ألومنيوم شبه شفاف وظائف استثنائية، وكسب وقدرة على الكشف الضوئي ثنائي الاتجاه مع نطاق استجابة طيفية قابلة للتعديل. بالنسبة للمستشعرات الضوئية الثنائية التي تحتوي على poly(3‐hexylthiophene‐2,5‐diyl) (P3HT):6,6‐phenyl‐C 71 ‐butyric acid methyl ester (PC 71 BM) (100:1، وزن/وزن) كطبقة نشطة، تعرض المستشعرات الضوئية استجابة ضيقة النطاق من 620 إلى 700 نانومتر مع عرض كامل عند نصف الحد الأقصى (FWHM) يساوي تقريبًا 30 نانومتر تحت حالة الإضاءة السفلية واستجابة واسعة النطاق من 300 إلى 700 نانومتر تحت حالة الإضاءة العلوية، على التوالي. لتأكيد وتحسين الوظائف الاستثنائية للمستشعرات الضوئية، تم تصنيع أجهزة ثلاثية مع P3HT:poly4,8‐bis(5‐(2‐ethylhexyl)thiophen‐2‐yl)benzo[1,2‐b:4,5‐b′dit‐hiophene‐co‐3‐fluor‐othieno3,4‐bthiophene‐2‐carboxylate] (PTB7‐Th):PC 71 BM (50:50:1، وزن/وزن) كطبقة نشطة. يمكن ضبط الاستجابة الضيقة النطاق إلى منطقة الأشعة تحت الحمراء القريبة (NIR) من 760 إلى 860 نانومتر. يمكن توسيع الاستجابة واسعة النطاق إلى منطقة NIR مع نطاق استجابة من 300 إلى 860 نانومتر. في الوقت نفسه، يصبح شكل طيف الكفاءة الكمومية الخارجية (EQE) للمستشعرات الضوئية الثلاثية أفل تحت حالة الإضاءة العلوية ويمكن الحفاظ عليه ثابتًا تحت جهود مختلفة. تعرض المستشعرات الضوئية الثلاثية قيم EQE مشابهة تقارب 2000% واكتشاف خاص أكبر من 10 11 جونز عند جهد -50 فولت تحت ظروف الإضاءة السفلية والعليا.