提升用于弱光检测的有机光电倍增管检测器的外部量子效率
近年来，光电领域取得了显著进步，实现了成像、传感和能量收集等各种应用，其中，有机光电倍增管检测器 (OPD) 已成为一项很有前途的技术，特别是对于弱光检测。
OPD 具有多种优势，包括高灵敏度、低成本、灵活性以及与大面积和低温制造工艺的兼容性。
为了进一步提高性能，研究人员一直在探索原子级化学反应，以此作为将 OPD 的外量子效率 (EQE) 提高到 108% 以上的方法。
外部量子效率 (EQE) 是量化光电探测器将入射光子转换为可用电荷的能力的关键参数，它表示收集的电荷载流子与入射光子数的比率。
换句话说，EQE 提供了关于光电探测器将光转换为电信号的效率的见解，对于弱光检测应用，实现高 EQE 对于提高信噪比和提高光电探测器的整体性能至关重要。
原子级化学反应涉及在原子尺度上操纵和修改材料的分子结构，通过精确设计化学环境，研究人员可以诱导材料的电子和光学特性发生理想的变化。
在 OPD 的背景下，原子级化学反应通过改善光吸收、激子产生、电荷传输和提取效率，在增强 EQE 方面发挥着至关重要的作用。
有效的光吸收对于最大化 OPD 中产生的电荷载流子的数量至关重要。原子级化学反应可用于设计 OPD 活性层中使用的有机材料的能带隙。
通过仔细调整分子轨道的能级和空间分布，研究人员可以在更宽的光谱范围内增加光吸收，这是通过促进入射光子与有机材料之间更强的相互作用来实现的，从而导致光子吸收和激子产生的可能性更高。
激子是有机材料吸收光子后产生的束缚电子-空穴对。高效的激子产生对于提高整体光电探测效率至关重要。
利用原子级化学反应来提高 OPD 的 EQE 对未来的光电器件具有巨大的潜力。以下是一些潜在的影响：
高级传感技术：原子级化学反应可以开发具有增强灵敏度的 OPD，适用于各种传感应用。例如，在环境监测中，检测微量污染物或气体是必不可少的，即使在极低的浓度下，高 EQE OPD 也可以提供可靠和准确的测量。
能量收集：具有改进 EQE 的 OPD 可用于能量收集系统，以捕获弱光源（例如室内照明或环境太阳辐射）并将其转换为可用电能。这可能会对低功耗应用和自供电设备的开发产生影响。
可穿戴电子产品：有机材料的灵活性和兼容性使 OPD 适合集成到可穿戴电子产品中。通过原子级化学反应提高 EQE，智能纺织品或健康监测设备等可穿戴设备可以实现更高的灵敏度和改进的性能，同时保持其轻巧和灵活的特性。
虽然原子级化学反应增强 OPD 的 EQE 的潜力是有希望的，但要广泛实施还需要解决一些挑战：
材料稳定性：需要彻底研究通过原子级化学反应改性的材料的稳定性和长期性能。确保改性材料在长时间使用后保持其理想特性对于实际应用至关重要。
可扩展性和制造：需要考虑将原子级化学反应纳入大规模制造过程的可扩展性和成本效益。在不影响设备性能和可靠性的情况下，开发可以在工业环境中轻松实施的技术至关重要。
多波长性能：虽然在宽光谱范围内增强 EQE 是可取的，但实现多波长的高效率可能具有挑战性。在电磁频谱的不同区域表现出改进的 EQE 的材料的设计和工程需要进一步探索。
集成和设备架构：OPD 与其他组件（例如读出电路和信号处理单元）的集成带来了额外的挑战。开发能够高效集成和利用增强型 EQE 的优化设备架构是未来研究的一个重要领域。
原子级化学反应已成为增强有机光电倍增管检测器 (OPD) 弱光检测 EQE 的有力工具。通过精确设计分子结构和分子间相互作用，研究人员可以提高光吸收、激子产生、电荷传输和提取效率，从而实现超过 108% 的 EQE 值。
这一进步的潜在影响是深远的，应用范围从高灵敏度成像和先进的传感技术到能量收集和可穿戴电子产品。
然而，需要解决材料稳定性、可扩展性和多波长性能等挑战，以充分发挥原子级化学反应在增强 OPD 性能方面的潜力。
