研究前沿：Nature Photonics-有机光电二极管 | 暗电流
在工业和消费电子产品中，光电二极管Photodiodes普遍存在。目前不断出现了光电二极管的新应用，完全不同于传统无机半导体器件所提供的力学和光电性能。有机半导体提供了大量可用的光电特性，可以结合到灵活的形状因子几何结构中，并有望从高丰度元素材料中，制造低成本、低能耗的新产品。光电二极管的灵敏度，主要取决于暗电流dark current。然而，有机光电二极管Organic photodiodes，OPD特征在于，比预期热激发辐射跃迁高得多的暗电流。
近日，英国 斯旺西大学（Swansea University）Oskar J. Sandberg，Ardalan Armin等，在Nature Photonics上发文，证明了有机光电二极管OPD中的暗饱和电流，从根本上来说，是受制能隙间陷阱态mid-gap trap states。
在有机光电二极管OPD中，观测到了大量暗饱和电流的通用产生趋势，电流测量进一步证实了灵敏的外部量子效率和温度相关。基于这一理解，确定了比探测率的上限。还详细了解了在任意探测器中，噪声来源是定义性能限制的基础，因此，对于材料和器件选择，以及所有应用的设计和优化，是至关重要的。该项研究，为有机光电二极管OPDS建立了这些重要准则。
图1：亚能隙光伏外量子效率photovoltaic external quantum efficiency，EQE特征和辐射阱态radiative trap states作用。
图2：窄间隙有机光电二极管Organic photodiodes，OPD温度相关电流测量和暗电流-电压特性。
图3：有机光电二极管OPD暗电流密度的一般趋势。
图4：在有机光电二极管OPD中，比探测率specific detectivity，D*的上限。
（小注：比探测率specific detectivity：探测器单位表面积1cm²和单位带宽1Hz的光谱探测率）
