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Highly Sensitive Broad Light Response Organic Photodetectors from Pyrrolo[3,4-c]pyrrole-1,4-dione-Based Conjugated Polymer with Noncovalent Conformational Locks
ACS Applied Electronic Materials ( IF 4.3 ) Pub Date : 2022-08-23 , DOI: 10.1021/acsaelm.2c00657 Yuan Zhou 1, 2 , Qian Wang 2 , Pengzhi Guo 1, 2 , Xiaoqing You 2 , Xianzheng Li 2 , Shaotong Wang 2 , Yi Liu 2 , Chenglong Wang 1 , Xianyu Deng 3 , Yangjun Xia 2
ACS Applied Electronic Materials ( IF 4.3 ) Pub Date : 2022-08-23 , DOI: 10.1021/acsaelm.2c00657 Yuan Zhou 1, 2 , Qian Wang 2 , Pengzhi Guo 1, 2 , Xiaoqing You 2 , Xianzheng Li 2 , Shaotong Wang 2 , Yi Liu 2 , Chenglong Wang 1 , Xianyu Deng 3 , Yangjun Xia 2
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An alternating narrow bandgap conjugated polymer named POT-DPP, comprising pyrrolo[3,4-c]pyrrole-1,4-dione (DPP) derivatives and 3,3′-dimethoxy-2,2′-bithiophene, was developed and successfully employ in organic photodiode detectors (OPDs). The polymer POT-DPP exhibited ampliative light absorption (from 300 to 1070 nm) in the solid state with an increased dielectric constant of 6.31 at 1 kHz, an upshifted highest occupied molecular orbital (HOMO) energy level (−4.98 eV), and increased planarity of conjugated molecules as compared to that of the polymer PDQT without methoxy side chains. The OPDs based on PDT-DPP:PC71BM blends, present high specific detectivity (D*) over 1013 Jones from 300 to 900 nm, a high linear dynamic range (LDR) of 153 dB, and response speed of about 86.6–90.4 μs. Moreover, the optimization of the OPDs was systematically implemented by replacing the ZnO cathode layer with a ZnO/PFN bilayer and modifying the photoactive layer thickness. The OPDs achieved the highest D* of 1.23 × 1014 Jones at 562 nm with a large high D*(over 1013) wavelength range from 300 to 900 nm with a 300 nm thick photoactive layer.
中文翻译：
由 Pyrrolo[3,4-c]pyrrole-1,4-dione 基具有非共价构象锁的共轭聚合物制成的高灵敏度宽光响应有机光电探测器
开发并成功开发了一种名为 POT-DPP 的交替窄带隙共轭聚合物，包括 pyrrolo[3,4- c ]pyrrole-1,4-dione (DPP) 衍生物和 3,3'-dimethoxy-2,2'-bithiophene用于有机光电二极管检测器（OPD）。聚合物 POT-DPP 在固态下表现出放大的光吸收（从 300 到 1070 nm），在 1 kHz 时介电常数增加为 6.31，最高占据分子轨道 (HOMO) 能级上移（-4.98 eV），并增加与没有甲氧基侧链的聚合物 PDQT 相比，共轭分子的平面性。基于 PDT-DPP:PC 71 BM 共混物的 OPD，具有超过 10 13的高比检测率 ( D* )琼斯从 300 到 900 nm，153 dB 的高线性动态范围 (LDR)，响应速度约为 86.6–90.4 μs。此外，通过用 ZnO/PFN 双层替换 ZnO 阴极层并修改光活性层厚度，系统地实现了 OPD 的优化。OPD 在 562 nm 处实现了1.23 × 10 14 Jones 的最高D* ，具有从 300 到 900 nm的大高D *（超过 10 13）波长范围，具有 300 nm 厚的光敏层。
更新日期：2022-08-23
中文翻译：
由 Pyrrolo[3,4-c]pyrrole-1,4-dione 基具有非共价构象锁的共轭聚合物制成的高灵敏度宽光响应有机光电探测器
开发并成功开发了一种名为 POT-DPP 的交替窄带隙共轭聚合物，包括 pyrrolo[3,4- c ]pyrrole-1,4-dione (DPP) 衍生物和 3,3'-dimethoxy-2,2'-bithiophene用于有机光电二极管检测器（OPD）。聚合物 POT-DPP 在固态下表现出放大的光吸收（从 300 到 1070 nm），在 1 kHz 时介电常数增加为 6.31，最高占据分子轨道 (HOMO) 能级上移（-4.98 eV），并增加与没有甲氧基侧链的聚合物 PDQT 相比，共轭分子的平面性。基于 PDT-DPP:PC 71 BM 共混物的 OPD，具有超过 10 13的高比检测率 ( D* )琼斯从 300 到 900 nm，153 dB 的高线性动态范围 (LDR)，响应速度约为 86.6–90.4 μs。此外，通过用 ZnO/PFN 双层替换 ZnO 阴极层并修改光活性层厚度，系统地实现了 OPD 的优化。OPD 在 562 nm 处实现了1.23 × 10 14 Jones 的最高D* ，具有从 300 到 900 nm的大高D *（超过 10 13）波长范围，具有 300 nm 厚的光敏层。
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