專利名稱：基于Cu(I)配合物的可見盲區(qū)有機(jī)紫外光探測(cè)器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于有機(jī)光伏材料和器件領(lǐng)域，具體的說涉及采用兩種具有較高的電子傳輸性能的Cu(I)配合物磷光材料作為電子受體成分的可見盲區(qū)的有機(jī)紫外光探測(cè)器件。
背景技術(shù)：
紫外光探測(cè)器是利用入射的光子流與探測(cè)材料中的電子之間直接相互作用，從而改變電子能量狀態(tài)的光子效應(yīng)來制作的一類對(duì)紫外光敏感而對(duì)可見光不響應(yīng)的有機(jī)光伏二極管。由于它在天文學(xué)、航空航天、化學(xué)/生物傳感器、煙霧和火災(zāi)探測(cè)以及環(huán)境監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域的應(yīng)用而備受關(guān)注。目前研究與應(yīng)用較多的主要是基于ZnO、GaN、金剛石以及SiC等的無機(jī)紫外光探測(cè)器件。由于該類器件的制備工藝復(fù)雜、成本高，不適用于大面積應(yīng)用，致使其應(yīng)用前景受到很大限制。與其相對(duì)應(yīng)的，基于有機(jī)化合物的紫外光探測(cè)器件制作成本低廉，基板可自由選擇，且重量輕易于攜帶，因此具有廣闊的應(yīng)用前景和巨大的潛在市場(chǎng)。 2007年，印度Ray Debdutta研究小組報(bào)道了以TH)為電子給體、Alq3為電子受體的有機(jī)紫外光探測(cè)器件(OUV-PD)，在I. 4 mW/cm2的360 nm紫外光的照射及反向偏壓為-15V的作用下，光電流響應(yīng)值較低為30 mA/W。我們考慮這主要?dú)w因于作為受體的Alq3具有較強(qiáng)的發(fā)光，以及THVAlq3的HOMO、LUMO能級(jí)不匹配所致。2008年9月，中科院長(zhǎng)春光機(jī)所的蘇子生等人以m-MTDATA為電子給體、Gaq3為電子受體制備了 0UV-PD，在I. 2 mW/cm2、365 nm紫外光的照射及反向偏壓為_8 V的作用下，光電流響應(yīng)值為338 mA/W;同年10月，浙江大學(xué)Hai-Guo Li等人利用溶液加工工藝，制備了 PFH聚合物中摻雜ZnO納米粒子為電子受體的0UV-PD，該器件具有較快的響應(yīng)速度，但光電流響應(yīng)有待進(jìn)一步改進(jìn)。尤其值得關(guān)注的是，上述兩個(gè)器件由于光電流響應(yīng)覆蓋了部分可見藍(lán)區(qū)，進(jìn)而影響了對(duì)紫外光探測(cè)的精度。2009年，中科院長(zhǎng)春光機(jī)所李文連課題組報(bào)道了以m-MTDATA為電子給體、TPBi為電子受體的0爪^^，在功率為0.426 mW/cm2的365 nm紫外光的照射及反向偏壓為-4 V的作用下，光電流響應(yīng)值為135 mA/W，之所以該探測(cè)器件的效果不很理想，主要是由于器件存在較強(qiáng)的基激復(fù)合物發(fā)射。同年年末，該課題組報(bào)道了以m-MTDATA為電子給體、TPBi為電子受體的雙波長(zhǎng)0UV-PD，該器件在I. O mff/cm2的365和330 nm紫外光的照射下，光電流響應(yīng)值分別為75. 2和22. 5 mA/W。2010年，吉林師范大學(xué)車廣波課題組以m-MTDATA為電子給體、BAlq為電子受體制備了 0UV-PD，在O. 691 mff/cm2的365 nm紫外光的照射及反向偏壓為-14 V的作用下，光電流響應(yīng)值為248 mA/W。通過分析以上研究成果，可以看出目前所應(yīng)用的電子受體材料均為熒光或者聚合物材料，這就大大限制了有機(jī)紫外光探測(cè)器件的性能。這是因?yàn)榧ぷ拥臄U(kuò)散長(zhǎng)度是決定光伏器件能量轉(zhuǎn)換效率的重要因素。Cu (I)配合物磷光材料具有較長(zhǎng)的磷光壽命，因此具有較長(zhǎng)的激子擴(kuò)散長(zhǎng)度。2010年初我們開展了基于Cu (I)配合物的OUV-PD的初步研究，以CuBB為電子受體的器件，用光強(qiáng)為O. 691 mW/cm2的中心波長(zhǎng)為365 nm的UV燈照射，在-10 V的反向偏壓下得到的光電流響應(yīng)值為251 mA/W。本申請(qǐng)中所涉及的兩種Cu⑴配合物磷光材料具有較高的電子傳輸性能，合成簡(jiǎn)單，與芳胺類衍生物，如MTDATA、m-MTDATA、2T-NATA或者IT-NATA及其它們的衍生物等電子給體材料有效組合，能夠制備出高效的OUV-PD。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決背景技術(shù)中無機(jī)紫外光探測(cè)器件的制備工藝復(fù)雜、成本高、不適用于大面積應(yīng)用，以及已報(bào)道的OUV-PD的電子受體材料選擇較為單一等問題，本發(fā)明的目的旨在把兩種Cu(I)配合物磷光材料應(yīng)用于可見盲區(qū)的OUV-PD中，作為電子受體成分，其合成方法簡(jiǎn)單，器件易于制備。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，該器件的結(jié)構(gòu)依次是ΙΤ0陽(yáng)極、電子給體層、給受體混合層、電子受體層、電子注入層、陰極，其特征在于所述的電子給體層材料是用芳胺類衍生物，電子受體層材料采用吸收范圍僅分布在紫外區(qū)的Cu(I)配合物[Cu(DPEphos)(TTBT)] BF4 (CuDT)或[Cu (DPEphos) (APTT)] BF4 (CuDA)，給受體混合層是用上述電子給體層材料芳胺類衍生物與Cu (I)配合物以1:1重量配比共蒸制備。所述的電子給體層材料芳胺類衍生物是4，4’，4’’ -三[Ν-(3-甲基)_Ν_苯 胺基]三苯胺(MTDATA)、4，4’，4’ ’ -三偶(3-甲基苯基苯胺)三苯胺(m-MTDATA)、4，4’，4’’-[N-2-萘基-N-苯胺基]-三苯胺(2T-NATA)或 4，4’，4’三-(N-1-萘基-N-苯胺基)_三苯胺(IT-NATA)及其它們的衍生物。所述的電子受體層材料Cu⑴配合物是[Cu (DPEphos) (TTBT) ] BF4 (CuDT)和[Cu (DPEphos) (APTT)] BF4(CuDA),化學(xué)結(jié)構(gòu)為
權(quán)利要求
1.一種基于Cu(I)配合物的可見盲區(qū)的有機(jī)紫外光探測(cè)器件，該器件的結(jié)構(gòu)依次是ITO陽(yáng)極、電子給體層、給受體混合層、電子受體層、電子注入層、陰極，其特征在于所述的電子給體層材料是用芳胺類衍生物，電子受體層材料采用吸收范圍僅分布在紫外區(qū)的Cu(I)配合物[Cu(DPEphos) (TTBT) ]BF4* [Cu(DPEphos) (APTT) ]BF4,給受體混合層是用上述電子給體層材料芳胺類衍生物與Cu(I)配合物以I: I重量配比共蒸制得。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種基于Cu(I)配合物的可見盲區(qū)有機(jī)紫外光探測(cè)器件，其特征在于所述的電子給體層材料芳胺類衍生物是4，4’，4’’ -三[N-(3-甲基)-N-苯胺基]三苯胺(MTDATA)、4，4’，4’ ’ -三偶(3-甲基苯基苯胺)三苯胺(m_MTDATA)、.4，4’，4’’-[N-2-萘基-N-苯胺基]-三苯胺(2T-NATA)或 4，4’，4’三-(N-1-萘基-N-苯胺基)_三苯胺(IT-NATA)及其它們的衍生物。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種基于Cu(I)配合物的可見盲區(qū)有機(jī)紫外光探測(cè)器件，其特征在于所述的電子受體層材料Cu⑴配合物是[Cu (DPEphos) (TTBT) ] BF4和[Cu (DPEphos) (APTT)] BF4，化學(xué)結(jié)構(gòu)為
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于Cu(I)配合物的可見盲區(qū)有機(jī)紫外光探測(cè)器件，其特征在于所述的電子受體層材料Cu (I)配合物制備方法是 ①、將1. O mmol DPEphos，1. O mmol [Cu(CH3CN)JBF4 溶于 10 ml 二氯甲烷中，室溫?cái)嚢杓s30分鐘后加入1. O mmol TTBT，繼續(xù)攪拌一小時(shí)，過濾，濃縮濾液至5 ml左右，補(bǔ)加5ml CH3CN,采用乙醚擴(kuò)散方法培養(yǎng)單晶，得到CuDT ； ②、將1. O mmol DPEphos, 1. O mmol [Cu(CH3CN)JBF4 溶于 10 ml 二氯甲烷中，室溫?cái)嚢杓s30分鐘后加入I. O mmol APTT，繼續(xù)攪拌一小時(shí)，過濾，濃縮濾液至5 ml左右，補(bǔ)加5ml CH3CN,采用乙醚擴(kuò)散方法培養(yǎng)單晶，得到CuDA。
全文摘要
本發(fā)明屬于有機(jī)光伏材料和器件領(lǐng)域，具體的說涉及采用兩種具有較高的電子傳輸性能的Cu(I)配合物磷光材料作為電子受體成分的可見盲區(qū)的有機(jī)紫外光探測(cè)器件。該器件的結(jié)構(gòu)依次是ITO陽(yáng)極、電子給體層、給受體混合層、電子受體層、電子注入層、陰極，其特征在于所述的電子給體層材料是用芳胺類衍生物，電子受體層材料采用吸收范圍僅分布在紫外區(qū)的Cu(I)配合物[Cu(DPEphos)(TTBT)]BF4或[Cu(DPEphos)(APTT)]BF4，給受體混合層是用上述電子給體層材料芳胺類衍生物與Cu(I)配合物以1:1重量配比共蒸制得。本發(fā)明器件只是對(duì)紫外光敏感，而對(duì)可見光不敏感，在科學(xué)、工業(yè)和商業(yè)領(lǐng)域有著很大的應(yīng)用潛力。
文檔編號(hào)C07F1/08GK102891256SQ20111020028
公開日2013年1月23日 申請(qǐng)日期2011年7月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月18日
發(fā)明者車廣波, 徐占林, 劉春波, 徐耀陽(yáng), 高林, 李秀穎 申請(qǐng)人:吉林師范大學(xué)