張瑞芬

有機光偵測器在光電轉換應用中 雖然 具有 無窮 潛力 但是目前 大 多數 有機光 電 偵 測器 因為 考量 激子的拆解效率 而 使 用本 體異質結 面 (bulk heterojunction)結 構作為吸 光 主動層， 但會導致較高的 暗電流 而 光偵測器的暗電流 會 影響 元件 之 性能 。 因此， 本研究引入阻擋層的概念， 目的在於 提升有機光偵測器的性能 實 現低暗電流 和 高光電流的元件設計 。 實驗 選 用 Poly(3-hexylthiophene)(P3HT)及 [6,6]-phenyl-C61-butyric acid methyl ester(PCBM)作為元件 的 主動層 並 研究 使用 五種不同 的 阻擋層 ，並 對結果進行分析和討論 。 首先，研究加入絕緣材料 HfO2 結果證實 有機光偵測 器 能夠達到降低暗電 流效果，但無法提升光電流。接下來 研究 以 氧化鋅 前驅物生長之 氧化鋅 薄膜 Zinc oxide ZnO 做為 阻擋層 ，實驗結果發現薄膜厚度 不同 會導致元件性能有明顯差 異。進一步利用市售功函數 (Work function)4.3 eV和 3.9 eV的 ZnO墨水 旋塗成膜 作為阻擋層，發現加入高功函數的 ZnO能有效抑制光偵測器的暗電流 。而加入 低功函數的 ZnO則大幅增加暗電流和光電流 。 透過不同 功函數 的元件差異 也 展 現 ZnO功函數 會 影響元件的性能表現。 最後，將兩種功函數 ZnO墨水以適當 比 例 混和，成功 使有機光電偵測 器能 同時 降低暗電流並提高光電流 。在 -1 V偏壓下， 該元件的 響應度 達到 0.62 A/W 偵測度 為 1.84×1012 Jones 外部量子效率 為 146.9 上升時間為 16.5 µs和 下降時間為 106.5 µs。