有機光探測器（OPDs）活性層內部形貌對器件的量子轉化效率與暗/噪聲電流起著關鍵作用。OPD的活性層通常采用共混加工（BC），即將給體與受體的共混溶液直接旋涂在襯底上。但該加工方式不可避免地使受體與陽極直接接觸和給體與陰極直接接觸。由于非富勒烯受體具有較小的電子注入勢壘，在反向偏壓下從電極注入的電荷將顯著提升，導致器件暗/噪聲電流的增加與探測率的降低。避免該問題可使用逐層加工（SC），即先旋涂給體層，再在其上旋涂受體層，誘導活性層形成縱向組分分布。此外，研究發現逐層加工可有效改善活性層的結晶和相分離。因此，逐層加工活性層有望同時降低暗/噪聲電流和提升量子轉化效率，實現高性能的有機光探測器。盡管如此，關于逐層加工的形貌調控策略及其對器件性能的影響仍未明確，這需要更多的工作進行深入的探索。
逐層加工的NT812:IEICO-4F薄膜中IEICO-4F的吸光度貢獻明顯增加，這有利于提升OPD在近紅外光區的探測性能。此外，TOF-SIMS結果顯示，沿薄膜的縱向，IEICO-4F的分布逐漸降低，而NT812則逐漸增加，而共混加工的薄膜中，兩種組分均沒有明顯的成分梯度變化。
圖1. 基于NT812:IEICO-4F薄膜的能級、吸收以及制備過程
在-0.1 V下，SC器件在620-870 nm波長范圍內的EQE從45%增加至60%。器件的光響應度在860 nm處由0.32A/W增加至0.42 A/W。SC器件在-0.1V的暗電流密度低至2.2×10–10 A/cm2。因此，SC器件在860 nm處得到的最大比探測率為5.0×1013 Jones，這是已報道的近紅外OPD最高值之一。
圖2. BC和SC器件性能對比
圖3. NT812:IEICO-4F薄膜的晶相表征
圖4. NT812:IEICO-4F薄膜的NK-RSoXS表征
圖5. 纖維多相態形貌在其它共混體系的有效性
原文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S138589472204774X
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