量子点红外上转换光电探测器效率损失解析及改进方法
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2024-05-29 16:40:04
摘要 《光电科学》杂志的一篇新出版物;DOI 10.29026/oes.2024.230029 讨论了基于量子点的红外上转换光电探测器的效率损失和改进方法。传统的红...
《光电科学》杂志的一篇新出版物;DOI 10.29026/oes.2024.230029 讨论了基于量子点的红外上转换光电探测器的效率损失和改进方法。
传统的红外成像仪通常是将一个红外PD与基于薄膜晶体管(TFT)的有源矩阵背板的每个像素粘合在一起而构成的。避免昂贵像素化的一种可行方法是使用红外上转换光电探测器，其中红外光电探测器(PD)和具有大有效面积的发光二极管(LED)背靠背连接。在红外信号的激发下，PD单元中光激发的空穴与外部注入的电子发生辐射复合，从而打开LED单元。没有红外信号，上转换光电探测器保持暗态。因此，基于上转换光电探测器的红外成像既不需要离散像素，也不需要昂贵的铟柱焊接工艺。最近有报道称硫化铅(PbS)和硒化镉(CdSe)胶体量子点(CQDs)分别可用作红外上转换光电探测器中的红外活性材料和可见光发射材料。 PbS基PD和CdSe基QLED单独工作时， PD的光子-电子转换效率(IPCE )和QLED的电子-光子转换效率( EQE)可分别高达10 4 %和25%。然而，当基于CQDs的PD和QLED集成到上转换光电探测器中时，报道的最高η pp仅为6.5%。在前期工作中，通过调节QLED单元的优化工作电压或PD单元中红外吸收层的厚度来提高全CQD上转换器件的效率，但这些改进只是基于经验和实验尝试，对于高性能PD与QLED集成在一起形成上转换光电探测器后巨大效率损失的原因还没有足够的认识。充分了解巨大的效率损失以及 PD 和 QLED 单元如何在上转换光电探测器中相互约束以实现进一步改进非常重要。
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