段春晖教授科研成果 | 面向柔性宽谱光探测的高性能有机电子受体——BTPV-CN
2026-09-02 · 使用说明 · 百灵威授权转载
光电探测技术是人工智能、生物成像、可穿戴设备等领域的核心支撑。当前商用硅光电二极管（SiPD）虽性能卓越，但其刚性特质无法满足柔性电子对可弯折、可贴附的需求。有机光探测器（OPD）凭借溶液加工、轻质柔性等优势被视为理想替代方案，但长期以来在近红外响应效率、暗电流抑制和大面积制备等方面与硅基器件存在显著差距。
百灵威供应由华南理工大学段春晖团队研发的一款基于A–D–A分子骨架设计的新型窄带隙电子受体BTPV-CN（图1），首次实现大面积柔性OPD在关键性能指标上全面对标商用SiPD。
图1 BTPV-CN结构式
产品特点：
宽谱响应能力与硅基器件相当
BTPV-CN采用氰基端基（CN-IC）设计，将光学带隙窄化至与硅相当的水平，器件响应范围覆盖300–1200 nm，可同时覆盖可见光至近红外波段，适配多波长探测需求。（图2 a）
图2 BTPV-CN与商用硅光电二极管 (SiPD) 的 a) 外量子效率 (EQE) 光谱、b) 响应度 (R) 光谱对比
近红外波段高效响应
BTPV-CN基OPD在940 nm这一重要近红外窗口表现出高效率的光电转换能力，充分满足近红外探测场景对灵敏度的要求。（图2 b）
暗电流极低，信噪比优异
BTPV-CN的大分子偶极矩设计增强了分子间相互作用，有效抑制了暗态下的载流子注入与热生载流子，使器件在低偏压下的暗电流处于极低水平，保证了弱光探测时的信号纯净度。
灵敏度达到商用硅基水平
BTPV-CN基器件在全响应波段保持超高比探测率，在近红外波段的弱光探测能力与商用硅光电二极管持平甚至更优。（图3）
图3 BTPV-CN基OPD与 a) 商用硅光电二极管 (SiPD) 及 b) 已报道近红外OPD的比探测率（D*）对比
动态范围宽，响应速度快
BTPV-CN基OPD可适应从极弱光到强光的宽光强变化场景，且响应时间在微秒级别，满足动态实时探测需求。（图4）
图4 BTPV-CN基OPD的a) 线性动态范围（LDR）、b) 截止频率及c) 响应速度
柔性大面积制备性能保持优异
BTPV-CN在柔性基底上制备的大面积器件仍能维持与刚性器件相当的光电探测性能，是目前柔性近红外OPD领域的最优表现之一。（图5）
图5 大面积柔性BTPV-CN基OPD与商用SiPD的关键性能雷达图对比
产品优势：
性能全面对标商用硅光电二极管
BTPV-CN基OPD在响应范围（300–1200 nm）、响应度（0.53 A/W@940 nm）、比探测率（>10¹³ Jones）等核心指标上与商用SiPD（Hamamatsu S1787-08）相当，在暗电流密度、线性动态范围等参数上甚至更优，是有机光探测器首次在综合性能上达到硅基器件水平的突破性材料。
本征柔性，突破刚性局限
BTPV-CN支持溶液加工，可在PEN等柔性基底上制备大面积器件。80 mm²柔性器件在反复弯折后仍保持稳定性能，有效弥补了硅基器件无法弯折、无法贴附于曲面的先天局限。
溶液加工，适配低成本大规模制造
BTPV-CN可溶于氯仿、氯苯等常见有机溶剂，适配旋涂、刮涂、喷墨打印、卷对卷等多种溶液加工工艺，无需昂贵的外延生长设备，为柔性光电器件的低成本大规模制造提供了材料基础。
应用定位：
柔性可穿戴健康监测设备（心率、血氧PPG传感）
生物荧光成像与光声成像系统
柔性电子皮肤与软体机器人触觉传感
机器视觉与智能感知传感器
近红外单像素成像与柔性光电探测阵列
个人简介：
| 品名 | CAS | 货号 |
|---|---|---|
| BTPV-CN, 99% BTPV-CN | / | 9756123 |
