Page 27 - 《精细化工》2022年第7期

第 7 期 李小龙，等: 酞菁类化合物在有机光电探测领域的研究进展 ·1313·

的高电子注入势垒使 OPDs 获得了 0.01 nA 的超低暗
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电流、高达 1×10 的超高光敏性以及较快的响应速
率（τ r =0.39 ms、τ f =0.53 ms）。
拓扑绝缘体（TIs）材料的发现为提高基于金属
酞菁化合物为光活性层的 OPDs 性能提供了新的解
决方案。TIs 作为一种具有新奇量子特性的物质，在
光电子器件中具有巨大的应用潜力。YANG 等 [51] 制
备了 3D TIs 1,3,5-三(1-苯基-1H-苯并咪唑-2-基)苯
（Bi 2 Te 3 ）/金属酞菁薄膜异质结极化光电探测器
（图 9a）。其中，以 CuPc 和酞菁铅（PbPc）为有机
光敏材料制备的 Bi 2 Te 3 /CuPc 和 Bi 2 Te 3 /PbPc 两种类
型 OPDs 在 405~3500 nm 的可见光-中波红外光区域
均表现出优异的宽光谱响应特性和光电探测性能。
Bi 2 Te 3 /PbPc 和 Bi 2 Te 3 /CuPc 基 OPDs 较之前的单纯的
PbPc 和 CuPc 基 OPDs 在光响应度和外部量子效率
两个性能参数方面均有十分显著的提升（部分性能
如图 9b~d），如 Bi 2 Te 3 /CuPc 基 OPDs 具有 23.54 A/W
的高光响应度和 4503%的超高外部量子效率，
Bi 2 Te 3 /PbPc 基 OPDs 性能同样优异，光响应度和外
部量子效率分别为 13.42 A/W 和 4534%。

注：V DS 为漏源电压；V G 为栅极电压；S 为源极；D 为漏极
图 8 2D MoS 2 /CuPc OPDs 结构示意图（a）、光响应度和
比探测率（b）、外部量子效率（c）及光响应时间
（d） [48]
Fig. 8 Schematic diagram (a), responsivity and detectivity
(b), external quantum efficiency (c) and optical
response time of 2D MoS 2 /CuPc OPDs (d) [48]

由于酞菁类化合物通常只在可见-近红外光区
域存在光谱吸收，因此基于纯酞菁类化合物作为光
活性层的光电探测器在紫外光范围内几乎没有任何
光响应。然而，非取代金属酞菁化合物却可以与在
紫外光范围内具有良好光吸收的半导体构筑异质
结，提高 OPDs 光活性层的光生电子-空穴对的分离
效率和电子/空穴的迁移速率，从而将基于非取代金
属酞菁化合物的 OPDs 光响应范围从近红外-可见区
域蓝移拓展至紫外光区域，为设计高灵敏度的宽光
谱响应 OPDs 提供了一条途径。HUANG 等 [50] 报道
了一种基于甲胺铅碘/酞菁锡（MAPbI 3 /SnPc）异质
结的宽光谱响应光电探测器，MAPbI 3 弥补了 SnPc
在紫外光区域吸收不足的缺点，使 OPDs 展现出在
300~1000 nm 的宽光谱响应特性。此外，该异质结