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利用超分子组装体实现无滤光片超窄带有机光电探测器，并具备喷墨打印制造能力

DOI：10.1039/C9TC04773E 期刊：Journal of Materials Chemistry C 出版年份：2019 更新时间：2025-09-12 10:27:22
摘要： 窄带光电探测器在涉及颜色区分、生物成像及机器视觉的众多应用中具有重要价值。现有设备通常采用宽带吸光材料，结合电学（电荷收集窄化、光倍增）和光学策略（光学腔）来压缩探测器的光谱响应范围。本研究利用强耦合菁染料分子J-聚集体特有的本征窄吸收特性（带宽13-50纳米）开发窄带光电探测器。通过使用超薄J-聚集体薄膜（10纳米），其卓越的光学聚集特性在低偏压（≤1伏特）下实现了高外量子效率（15%）和响应速度（15千赫兹）。研究表明，该自组装工艺与器件架构可兼容多种菁染料J-聚集体，其光电探测峰值覆盖可见光至近红外区（最高达1000纳米）。通过喷墨打印包含J-聚集体薄膜的活性器件层制备的窄带宽（≤50纳米）光电探测器，性能与旋涂法器件相当，从而凸显其工业化应用潜力。
作者： Surendra B. Anantharaman，Karen Strassel，Matthias Diethelm，Agnes Gubicza，Jakob Heier，Erwin Hack，Roland Hany，Frank A. Nüesch
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

利用强耦合花菁染料分子J-聚集体固有的窄吸收特性，开发在低偏压下具有高外量子效率和响应速度的窄带光电探测器，并通过喷墨打印技术展示其制备工艺。

研究成果

该研究成功证明了利用花菁染料J-聚集体制备窄带光电探测器的方法，在低偏压下实现了高外量子效率（EQE）和快速响应速度。喷墨打印被证实是一种可行的制造方法，凸显了这类器件规模化生产的潜力。

研究不足

该研究的局限性在于需要精确控制J-聚集体薄膜的形貌和厚度以实现最佳器件性能。此外，通过优化器件结构和材料，响应速度和外量子效率（EQE）有望进一步提升。

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