寬光譜高探測率聚合物光探測器的研究進展

游小琴，郭鵬智

（1.蘭州交通大學材料科學與工程學院，甘肅 蘭州 730000；2.蘭州交通大學國家綠色鍍膜技術與裝備工程技術研究中心，甘肅 蘭州 730000）

隨著現代科學技術的迅猛發展，聚合物光探測器 (PPDs）在諸如攝像傳感、通訊、遙控、環境遙感監測、安保以及生化檢測等方面得到了廣泛應用。目前商業上廣泛使用的光探測器主要為Si、GaN或InGaAs基的無機光探測器件（IPDs）[1]。這些IPDs不但由于其工作光波段 (250～400 nm（GaN），450～900/1100 nm（Si），900～1750 nm（InGaAs）調節困難，難于實現紫外-近紅外的寬光譜響應的全色光探測器件；而且其制造工藝相對復雜，重量較大、成本高，難于實現低沉本、柔性的光探測器件[2-5]。相對于傳統IPDs，PPDs不但可以使用簡單的溶液加工制備工藝，實現柔性、低成本、大面積的光探測器件，而且聚合物半導體材料的性能（能級、帶隙、電荷遷移性能等）可以方便地通過化學手段加以調控等特點，使其受到了學術界和產業界的廣泛關注，并被認為是當前消費電子品可穿戴化產業進程中，實現柔性光探測器件最具潛力的方案之一[6-10]。隨后諸多學者通過發展新的共軛聚合物電子給體材料、共軛聚合物分子工程學優化、器件制備工藝優化和結構創新等，使PPDs的光探測性能大幅度提升。本文將就近年來PPDs共軛聚合物電子給體材料、共軛聚合物分子工程學優化、以及器件結構創新的最新成果進行簡要綜述。

1 聚合物光探測器的工作原理及重要參數

聚合物光電探測器和有機/聚合物太陽能電池有相似的器件結構和光電轉化過程，主要分為：1）活性層材料吸收光子形成激子；……