纤维基有机光电晶体管及其制备方法和应用

1.本发明涉及光电探测技术领域，涉及光电探测器件的制备，尤其涉及一种纤维基有机光电晶体管及其制备方法和应用。


背景技术：

2.光电晶体管作为一种光电探测器，即将光信号转换为电信号的器件，被广泛应用于电子、通信、军事和医疗等领域。随着科学技术日新月异，人们的需求不断提升，关于柔性光电探测器的要求也是陡然上升，柔性衬底因为其柔软、轻便、成本低的特点受到越来越多的关注，在柔性衬底上制备高性能的光电器件成为热门课题之一；目前大多数晶体管都是薄膜形的硅基或平面的场效应晶体管，难以应用于柔性光电探测器领域。
3.发明专利(申请号为cn202111140053.x)公开了一种硫化锑光电晶体管及其制备方法，该光电晶体管自下而上依次包括衬底、吸光pn结和表面金属电极；其中，衬底包括重掺杂si栅极和设于其上的sio2层，吸光pn结包括n型tio2层和设于其上的p型sb2s3吸光层，以赋予其光响应能力；但是该方法得到的光电晶体管不易弯曲，在柔性光电探测器方面的诸多应用领域受到限制。
4.发明专利(申请号为cn201811181410.5)公开了一种柔性二硫化钼光电晶体管及其制备方法，该器件的柔性衬底选择pen材料，sio2作为半导体层，mos2作为吸光层，并通过运用衬底转移技术将器件从硅衬底上转移到pen衬底上，并且在衬底转移过程中对二硫化钼材料进行掺杂以降低其接触电阻，提高了器件的性能和柔性；但是，该器件的制备过程中吸光层通过胶带粘在硅片上，器件的各结构之间相互关联性差，并未成为整体结构，使得该光电晶体管器件在应用时容易出现吸光层脱落或信号断开的问题，限制了其在光电领域的应用；另外，该器件的制备工艺复杂，耗时费力，不适合用于工业化批量生产。
5.有鉴于此，有必要设计一种改进的纤维基有机光电晶体管及其制备方法和应用，以解决上述问题。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于提供一种纤维基有机光电晶体管及其制备方法和应用，以复合导电聚合物和纳米导电材料的纤维作为柔性光电晶体管的源漏极，以复合导电聚合物、纳米导电材料以及二硫化钨量子点的纤维作为栅极；利用导电聚合物和纳米导电材料之间的协同效应来提高材料的复合性能，利用石墨烯协同控制二硫化钨量子点的吸附效果，从而提高光敏性能和光吸收性，最终得到综合性能优异的柔性光电探测器。
7.为实现上述发明目的，本发明提供了一种纤维基有机光电晶体管的制备方法，包括以下步骤：
8.s1、配制导电聚合物和纳米导电材料的混合溶液；配制二硫化钨量子点溶液；所述混合溶液中导电聚合物和纳米导电材料的质量比为1:(0.2～0.5)；
9.s2、将纤维基材重复n次浸入步骤s1的所述混合溶液中，得到吸附了n层导电聚合
物的导电聚合物纤维；
10.s3、将步骤s2的所述导电聚合物纤维浸入步骤s1的所述二硫化钨量子点溶液中，得到二硫化钨量子点-导电聚合物纤维；
11.s4、将步骤s2的所述导电聚合物纤维的两端涂覆导电浆料作为源漏极，将步骤s3的所述二硫化钨量子点-导电聚合物纤维作为栅极，与凝胶电解质进行组装，制得纤维基有机光电晶体管。
12.作为本发明的进一步改进，在步骤s1中，所述混合溶液中导电聚合物的浓度为1.0wt％～1.3wt％；所述混合溶液中纳米导电材料的浓度为0.5wt％～1.5wt％。
13.作为本发明的进一步改进，在步骤s1中，所述二硫化钨量子点溶液的浓度为0.01wt％～0.1wt％；所述二硫化钨量子点溶液中的二硫化钨粉末纯度为95％～99％。
14.作为本发明的进一步改进，所述纳米导电材料包括碳纳米管、石墨烯或石墨中的一种或多种；所述石墨烯为还原氧化石墨烯，制备所述还原氧化石墨烯的方法为：制备0.5～2mg/ml的氧化石墨烯水溶液，超声处理10～30min使其分散，再加入浓度95％～99％的水合肼，在80～100℃温度下反应5～8h，即得所述还原氧化石墨烯。
15.作为本发明的进一步改进，所述纳米导电材料优选为还原氧化石墨烯。
16.作为本发明的进一步改进，所述导电聚合物包括pedot:pss、聚苯胺，聚吡咯，聚噻吩，聚乙炔中的一种或多种。
17.作为本发明的进一步改进，所述导电聚合物优选为pedot:pss。
18.作为本发明的进一步改进，在步骤s2中，所述纤维基材每次浸入所述混合溶液中的时间为5～20min；所述导电聚合物纤维吸附的导电聚合物的层数n为1～10层。
19.作为本发明的进一步改进，在步骤s2中，所述纤维基材包括芳纶纤维、尼龙纤维、涤纶纤维、棉纤维、锦纶纤维、蚕丝纤维中的一种或多种组成的纤维束。
20.本发明还提供了一种纤维基有机光电晶体管，采用上述任一项所述的纤维基有机光电晶体管的制备方法制备得到。
21.作为本发明的进一步改进，所述纤维基有机光电晶体管的结构包括：两端涂覆导电浆料的导电聚合物纤维为源漏极，二硫化钨量子点-导电聚合物纤维为栅极；所述源漏极和栅极间隔平行布置，前述两者的间隔处设置凝胶电解质作为绝缘层，所述凝胶电解质包覆所述源漏极和栅极；所述导电聚合物纤维构成源漏极之间的沟道。
22.本发明还提供了一种以上述任一项所述的方法制得的纤维基有机光电晶体管或任一项所述的纤维基有机光电晶体管的应用，所述纤维基有机光电晶体管应用于柔性光电探测器领域。
23.本发明的有益效果是：
24.1、本发明的一种纤维基有机光电晶体管及其制备方法，将纤维基材复合导电聚合物和纳米导电材料得到导电聚合物纤维，作为柔性光电晶体管的源漏极；将导电聚合物纤维继续吸附二硫化钨量子点后作为晶体管的栅极；将源漏极、栅极与凝胶电解质组装，制得纤维基有机光电晶体管。本发明利用了导电聚合物和纳米导电材料之间的协同效应来提高材料的复合性能，同时利用了纳米导电材料石墨烯来协同控制二硫化钨量子点的吸附效果，从而提高了材料的光敏性能和光吸收性，最终得到综合性能优异的柔性光电探测器。本发明的有机光电晶体管的制备工艺简单，柔性好，毒害性小，重复性佳，适合工业化批量生
产，得到的柔性有机光电晶体管可应用于各种可穿戴光电探测器领域。
25.2、本发明采用导电聚合物材料和纳米导电材料混合吸附于纤维基材上，优选pedot:pss和石墨烯混合，因为pedot:pss具有较高的导电性能，且与纤维的相容性好，可促进石墨烯在纤维基材表面的复合；石墨烯优选还原氧化石墨烯，其不仅导电性好，且表面的官能团量多，容易与pedot:pss发生结合；如此，使得pedot:pss、石墨烯与纤维基材的结合强度高，结构整体性好，机械性能好，有利于制备的光电晶体管综合性能的提高。另外，光敏物质与导电聚合物纤维复合时，由于其表面的石墨烯结构规则，且石墨烯具有优异的吸附能力，有利于光敏物质的均匀复合；光敏物质进入石墨烯结构后，在纤维表面形成了利于光信号传输的结构通道，显著提高了光电晶体管的光吸收性和导电性能。
26.3、本发明在光电晶体管的栅极引入了零维二硫化钨量子点材料，利用其载流子迁移率高，带隙窄，光敏性能良好的特点，使得制备的晶体管的波长限制较小，具有几乎全波段的检测能力，因而提高了其光电性能和对低光照强度的敏感度以及拓宽了光电探测器检测波长的范围。另外，零维的二硫化钨量子点材料容易与导电聚合物纤维表面的石墨烯复合，形成均匀致密的结构；在制备的光电晶体管中，二硫化钨量子点与石墨烯以及导电聚合物材料协同配合，实现了导电性和光敏性的双重增效。
27.4、本发明通过对纤维基材进行液相浸泡的方式制备光电晶体管的材料，有利于改善导电聚合物材料的分散性，提高了晶体管的放大功能和转移跨导功能；且对纤维基材进行循环交替吸附，得到层层自组装的半导体纤维，使其具有晶体管特性的同时兼具优异的柔性，可应用于各种可穿戴光电探测器领域。本发明的光电晶体管的重复性良好，经过重复的几十次上百次的测试后，光电晶体管的光电响应仍然保持在比较稳定的数值，且其光电响应效果良好。
附图说明
28.图1为本发明实施例1的棉纤维原纤图。
29.图2为实施例1的柔性纤维基有机光电晶体管中棉纤维在混合溶液中浸泡两次之后的扫描电镜图。
30.图3为本发明1制备的二硫化钨量子点溶液的光照前后的光学照片对比图。
31.图4为实施例1制备的棉纤维基有机光电晶体管的实物图。
32.图5为实施例1制备的棉纤维基有机光电晶体管的未光照时的输出特性曲线图。
33.图6为实施例1制备的棉纤维基有机光电晶体管的未光照时的转移曲线图。
34.图7为实施例1制备的棉纤维基有机光电晶体管的未光照时的开关曲线图。
35.图8为实施例1制备的棉纤维基有机光电晶体管在光照时的光响应曲线图。
具体实施方式
36.为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。
37.在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在附图中仅仅示出了与本发明的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了与本发明关系不大的其他细节。
38.另外，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
39.一种纤维基有机光电晶体管的制备方法，包括以下步骤：
40.s1、配制导电聚合物和纳米导电材料的混合溶液；配制二硫化钨量子点溶液；其中，混合溶液中导电聚合物的浓度为1.0wt％～1.3wt％；纳米导电材料的浓度为0.5wt％～1.5wt％；混合溶液中导电聚合物和纳米导电材料的质量比为1:(0.2～0.5)；二硫化钨量子点溶液的浓度为0.01wt％～0.1wt％；二硫化钨量子点溶液中的二硫化钨粉末纯度为95％～99％；
41.s2、将清洗处理后的纤维基材重复n次浸入步骤s1的混合溶液中，得到吸附了n层导电聚合物的导电聚合物纤维；纤维基材每次浸入混合溶液中的时间为5～20min；导电聚合物纤维吸附的导电聚合物的层数n为1～10层；
42.s3、将步骤s2的导电聚合物纤维浸入步骤s1的二硫化钨量子点溶液中，得到二硫化钨量子点-导电聚合物纤维；
43.s4、将步骤s2的导电聚合物纤维的两端涂覆导电浆料作为源漏极，将步骤s3的二硫化钨量子点-导电聚合物纤维作为栅极，与凝胶电解质进行组装，制得纤维基有机光电晶体管。
44.具体地，纳米导电材料包括碳纳米管、石墨烯或石墨中的一种或多种；纳米导电材料优选为还原氧化石墨烯，制备还原氧化石墨烯的方法为：制备0.5～2mg/ml的氧化石墨烯水溶液，超声处理10～30min使其分散，再加入浓度95％～99％的水合肼，在80～100℃温度下反应5～8h，即得还原氧化石墨烯。导电聚合物包括pedot:pss、聚苯胺，聚吡咯，聚噻吩，聚乙炔中的一种或多种。
45.优选地，纳米导电材料为还原氧化石墨烯，导电聚合物为pedot:pss(聚3，4-乙烯二氧噻吩/聚苯乙烯磺酸盐)。优选pedot:pss和石墨烯混合，因为pedot:pss具有较高的导电性能，且与纤维的相容性高，可促进石墨烯在纤维基材表面的复合；石墨烯优选还原氧化石墨烯，其不仅导电性好，且表面的官能团量多，容易与pedot:pss发生结合；如此，使得pedot:pss、石墨烯与纤维基材的结合强度高，结构整体性好，机械性能好，有利于制备的光电晶体管综合性能的提高。另外，石墨烯的结构规则，还具有优异的吸附能力，所以在光敏物质与导电聚合物纤维复合时，石墨烯的存在有利于光敏活性物质在纤维表面的均匀复合；光敏活性物质进入石墨烯结构后，在纤维表面形成了利于光信号传输的结构通道，显著提高了光电晶体管的光吸收性和导电性能。
46.具体地，在步骤s1中，通过控制混合溶液中导电聚合物和纳米导电材料的浓度以及两者的质量比，可提高导电聚合物、纳米导电材料与纤维基材的复合程度和结合强度。通过控制二硫化钨量子点溶液的浓度，来控制纤维表面二硫化钨的负载量，使其与纳米导电材料相配合，使最终制备的光电晶体管兼具光吸收性和导电性能。
47.在一些具体的实施方式中，纤维基材包括芳纶纤维、尼龙纤维、涤纶纤维、棉纤维、锦纶纤维、蚕丝纤维中的一种或多种组成的纤维束。
48.本发明通过对纤维基材进行液相浸泡的方式制备光电晶体管的材料，有利于改善
导电聚合物材料的分散性，提高了晶体管的放大功能和转移跨导功能；且对纤维基材进行循环交替吸附，得到层层自组装的半导体纤维，使其具有晶体管特性的同时兼具优异的柔性，可应用于各种可穿戴光电探测器领域。
49.一种纤维基有机光电晶体管，采用上述纤维基有机光电晶体管的制备方法制备得到。纤维基有机光电晶体管的结构包括：两端涂覆导电浆料的导电聚合物纤维为源漏极，二硫化钨量子点-导电聚合物纤维为栅极；源漏极和栅极间隔平行布置，前述两者的间隔处设置凝胶电解质作为绝缘层，凝胶电解质包覆源漏极和栅极；导电聚合物纤维构成源漏极之间的沟道。
50.特别地，在光电晶体管的栅极引入了零维二硫化钨量子点材料，利用其载流子迁移率高，带隙窄，光敏性能良好的特点，使得制备的晶体管的波长限制较小，具有几乎全波段的检测能力，因而提高了其光电性能和对低光照强度的敏感度以及拓宽了光电探测器检测波长的范围。另外，零维的二硫化钨量子点材料容易与导电聚合物纤维表面的石墨烯复合，形成均匀致密的结构；在制备的光电晶体管中，二硫化钨量子点与石墨烯以及导电聚合物材料协同配合，实现了导电性和光敏性的双重增效。
51.本发明制备方法制得的纤维基有机光电晶体管，重复性良好，经过重复的几十次上百次的测试后，光电晶体管的光电响应仍然保持在比较稳定的数值，且其光电响应效果良好，可应用于柔性光电探测器领域。
52.实施例1
53.本实施例提供了一种纤维基有机光电晶体管及其制备方法和应用，包括以下步骤：
54.s1、对纤维进行表面去污处理：将棉纤维依次放入去离子水、无水乙醇、丙酮中进行超声波清洗20min，保存备用；
55.s2、制备还原氧化石墨烯：将2mg/ml的氧化石墨烯分散在22.5ml去离子水中，超声20min使其溶解分散，再加入1.5ml的水合肼，在反应釜中80℃反应8h，制备得到还原氧化石墨烯(rgo)溶液；
56.制备pedot:pss：在100ml烧杯中加入50ml的pedot:pss、0.5ml的γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(γ-gops)，超声使其分散均匀，制得pedot:pss溶液；
57.将pedot:pss溶液和还原氧化石墨烯溶液以1:0.2的比例混合为混合溶液；混合溶液中pedot:pss的浓度为1.3wt％，还原氧化石墨烯的浓度为0.6wt％；
58.制备二硫化钨量子点溶液：将二硫化钨(ws2)粉末和dmf(n,n-二甲基甲酰胺)混合充分融合，在20℃下超声2小时；然后将溶液转移到烧瓶中，并在130℃下进一步搅拌13小时；最后在5000rpm下离心5min，收集含有二硫化钨量子点的前三分之二的上清液(黄色)，得到浓度为0.07wt％二硫化钨量子点溶液(ws2qds溶液)；
59.s3、将步骤s1处理后的棉纤维基材重复两次浸入步骤s2的混合溶液中，每次浸泡时间为20min，得到吸附了2层导电聚合物的复合导电聚合物棉纤维；
60.s4、将经步骤s3处理后得到的复合导电聚合物棉纤维浸泡在步骤s2制备的ws2qds溶液中，10min后捞出，得到具有光电效应的二硫化钨量子点-导电聚合物棉纤维；
61.s5、纤维基柔性有机光电晶体管的制备：分别取一根步骤s3所制备的复合导电聚合物棉纤维和一根步骤s4制备的二硫化钨量子点-导电聚合物棉纤维，长度均为2cm左右，
以0.1mm的间距平行放置后滴入离子凝胶电解质，使电解质包覆住两根纤维；即得柔性棉纤维基有机光电晶体管。
62.请参阅图1～图2所示，图1为实施例1的棉纤维原纤图，从图中可看出经过清洗处理的棉线表面光滑无瑕疵，而且加捻的纤维之间存在一定的间隙，为后续操作保留了足够的空间。图2为实施例1的柔性纤维基有机光电晶体管中棉纤维在混合溶液中浸泡两次之后的扫描电镜图；从图中可以看出经过在pedot:pss和rgo的混合溶液浸泡之后，棉纤维由原来的光滑表面变为表面被包裹着分散均匀的导电聚合物的状态，且纤维之间的空隙也被导电聚合物覆盖。
63.请参阅图3所示，图3为制备的二硫化钨量子点溶液的光照前后的光学照片对比图；从图中可以看出，在二硫化钨量子点溶液光照之前溶液整体均一，呈浅黄色(图3左)，二硫化钨量子点溶液光照之后溶液整体均一，溶液呈浅蓝色(图3右)。
64.请参阅图4所示，图4为实施例1制备的棉纤维基有机光电晶体管的实物图；从图中可以看出，在光照下棉纤维呈现亮蓝色，纤维与纤维之间是平行排列，每段纤维长约2cm，器件为三端器件。在该棉纤维基有机光电晶体管中，两端涂覆导电浆料的导电聚合物纤维为源漏极，二硫化钨量子点-导电聚合物纤维为栅极；两者的间隔处设置凝胶电解质作为绝缘层；导电聚合物纤维构成源漏极之间的沟道。
65.请参阅图5～图6所示，图5为实施例1制备的棉纤维基有机光电晶体管的未光照时的输出特性曲线图；该曲线呈现典型的耗尽模式，即栅压恒定时随着源漏极电压的增加，输出电流逐渐增加，且曲线呈现良好的线性趋势，源漏极电压恒定时随着栅压的增加，输出电流逐渐减小，说明制备的棉纤维基有机光电晶体管具有较好的工作状态。图6为实施例1制备的棉纤维基有机光电晶体管的未光照时的转移曲线图；从图中可以看出源漏极电压恒定时随着栅压增大，源漏极间电流逐渐减小，符合晶体管的工作原理，与图5的输出曲线一致。
66.请参阅图7～图8所示，图7为实施例1制备的棉纤维基有机光电晶体管的未光照时的开关曲线图，曲线在多个循环周期内图形基本保持一致，说明该棉纤维基有机光电晶体管的循环稳定性较好。图8为实施例1制备的棉纤维基有机光电晶体管在光照时的光响应曲线图，可以看出随着光照功率密度的变化，光电晶体管的输出电流也发生变化，随着光照功率密度的增大，光电晶体管的输出电流也随之增大，符合光电晶体管的工作原理。
67.对比例1
68.对比例1提供了一种纤维基有机光电晶体管及其制备方法和应用，与实施例1相比，不同之处在于，步骤s2中，未进行还原氧化石墨烯溶液的配制，在步骤s3中棉纤维仅浸入pedot:pss溶液中；其余大致与实施例1相同，在此不再赘述。
69.对比例2
70.对比例2提供了一种纤维基有机光电晶体管及其制备方法和应用，与实施例1相比，不同之处在于，步骤s2中，未进行pedot:pss溶液的配制，在步骤s3中棉纤维仅浸入还原氧化石墨烯溶液中；其余大致与实施例1相同，在此不再赘述。
71.对比例3
72.对比例3提供了一种纤维基有机光电晶体管及其制备方法和应用，与实施例1相比，不同之处在于，步骤s2中，以氧化石墨烯溶液代替还原氧化石墨烯溶液；其余大致与实施例1相同，在此不再赘述。
73.实施例2
74.实施例2提供了一种纤维基有机光电晶体管及其制备方法和应用，与实施例1相比，不同之处在于，步骤s2中，以聚吡咯溶液代替pedot:pss溶液，其余大致与实施例1相同，在此不再赘述。
75.将实施例1～2以及对比例1～3的纤维基有机光电晶体管进行电学性能以及光敏性能的指标测试，结果如下表所示。
76.表1实施例1～2、对比例1～3的纤维基有机光电晶体管指标测试结果
[0077][0078]
由表1可知，对比例1未进行还原氧化石墨烯溶液的浸泡，其电性能表现良好，但是光电性能有明显下降，因为此时ws2qds没有形成异质结，光照之后光子的分离减弱，产生的电子空穴对减弱。对比例2未进行pedot：pss溶液的配制，此时晶体管中没有导电高分子，就没有离子的掺杂和解掺杂，加上栅压之后，理论上器件也就不会产生源漏极电流，但是ws2qds溶液与pedot:pss溶液之间的电势相差不大，光照之后会有激子的分离产生光生电流。对比例3配制氧化石墨烯，由于氧化石墨烯的面电阻很大，因此相比较而言其导电性明显下降。实施例2使用聚吡咯导电聚合物，虽然聚吡咯不仅具有导电性还具有一定光导电性质，但是聚吡咯的带隙大于pedot:pss，且聚吡咯的电子亲合能大于pedot:pss，聚吡咯的价带和导带不足以匹配ws2qds的价带和导带，光照之后产生的激子不太容易发生跃迁，因此光电流明显下降，而且小阴离子掺杂的聚吡咯在空气中会缓慢老化，导致其电导率降低，因此聚吡咯制备的光电晶体管的性能较实施例1的晶体管性能差。
[0079]
因此，光敏物质保持不变，导电聚合物是否加入会影响复合纤维的导电性和光电晶体管的光电性能。同时，还原氧化石墨烯是导电层对晶体管的电性能和光电性能影响显著，还原氧化石墨烯的导电性和氧化石墨烯的导电性以及光电性能有明显不同。需要说明的是以上表中所列数值会存在合理性误差。
[0080]
实施例3
[0081]
本实施例提供了一种纤维基有机光电晶体管及其制备方法和应用，与实施例1相比，不同之处在于，步骤s2中，将pedot:pss溶液和还原氧化石墨烯溶液以1:0.5的比例混合为混合溶液；其余大致与实施例1相同，在此不再赘述。
[0082]
实施例4
[0083]
本实施例提供了一种纤维基有机光电晶体管及其制备方法和应用，与实施例1相比，不同之处在于，步骤s2中，混合溶液中pedot:pss的浓度为1.0wt％；其余大致与实施例1相同，在此不再赘述。
[0084]
实施例5
[0085]
本实施例提供了一种纤维基有机光电晶体管及其制备方法和应用，与实施例1相比，不同之处在于，步骤s2中，混合溶液中还原氧化石墨烯的浓度为0.5wt％，其余大致与实施例1相同，在此不再赘述。
[0086]
实施例6
[0087]
本实施例提供了一种纤维基有机光电晶体管及其制备方法和应用，与实施例1相比，不同之处在于，步骤s2中，二硫化钨量子点溶液的浓度为0.1wt％，其余大致与实施例1相同，在此不再赘述。
[0088]
对比例5
[0089]
对比例5提供了一种纤维基有机光电晶体管及其制备方法和应用，与实施例1相比，不同之处在于，步骤s2中，混合溶液中还原氧化石墨烯的浓度为2.0wt％，其余大致与实施例1相同，在此不再赘述。
[0090]
对比例6
[0091]
对比例6提供了一种纤维基有机光电晶体管及其制备方法和应用，与实施例1相比，不同之处在于，步骤s2中，混合溶液中pedot:pss溶液的浓度为0.3wt％，其余大致与实施例1相同，在此不再赘述。
[0092]
对比例7
[0093]
对比例7提供了一种纤维基有机光电晶体管及其制备方法和应用，与实施例1相比，不同之处在于，步骤s2中，不配制二硫化钨量子点溶液，不进行步骤s4的处理，其余大致与实施例1相同，在此不再赘述。
[0094]
将实施例3～6及对比例5～7的纤维基有机光电晶体管进行电学性能以及光敏性能的指标测试，结果如下表所示。
[0095]
表2实施例3～6及对比例5～7的纤维基有机光电晶体管指标测试结果
[0096][0097][0098]
由表2可知，实施例3与实施例1相比，增大了rgo的比例，纳米导电材料增大会使输出电流有增大的趋势，但是此时rgo溶解不完全，大的颗粒会影响器件的光子吸收，所以此时光电流会稍微下降是合理的。实施例4与实施例1相比，减小pedot:pss的浓度，pedot:pss的浓度减小使得成膜性下降，影响复合纤维的导电性及光电晶体管的电化学性能和光敏性能。实施例5与实施例1相比，减小了rgo的浓度，这时纤维表面的rgo可能不均匀，导致纤维导电性下降。实施例6与实施例1相比，增大光敏物质二硫化钨量子点溶液的，其浓度过大导
致溶液吸光性下降，因此当光子的数量增加到一定量时，过多的ws2qds也不会使器件的光电性能增强。对比例5随着rgo浓度的增大，其溶解性变差，在溶液中分散不均匀，从而沉积在纤维表面的rgo也不均匀，因此源漏极电压下降，光电性能下降。对比例6随着pedot:pss溶液浓度的下降，不仅成膜性下降，分散rgo的能力也下降，因此输出电流会明显下降。对比例7没有加入光敏物质，虽然光敏物质对光电晶体管的光响应起到显著作用，但是rgo也会吸收光能量产生激子，使器件产生较弱的光电流。因此，导电聚合物的浓度不适合过大也不适合过小，导电聚合物的成膜性决定了rgo和ws2qds的均匀性，进而影响器件的电性能和光敏性能。以上表中所列数值会存在合理性误差。
[0099]
实施例7
[0100]
本实施例提供了一种纤维基有机光电晶体管及其制备方法和应用，与实施例1相比，不同之处在于，以蚕丝纤维代替棉纤维，其余大致与实施例1相同，在此不再赘述。
[0101]
实施例8
[0102]
本实施例提供了一种纤维基有机光电晶体管及其制备方法和应用，与实施例1相比，不同之处在于，以芳纶纤维代替棉纤维，其余大致与实施例1相同，在此不再赘述。
[0103]
综上所述，本发明提供了一种纤维基有机光电晶体管及其制备方法和应用，将纤维基材复合导电聚合物和纳米导电材料得到导电聚合物纤维，作为柔性光电晶体管的源漏极；将导电聚合物纤维继续吸附二硫化钨量子点后作为晶体管的栅极；将源漏极、栅极与凝胶电解质组装，制得纤维基有机光电晶体管。选用pedot:pss和还原氧化石墨烯混合吸附于纤维基材上，pedot:pss促进了石墨烯在纤维基材表面的复合，而还原氧化石墨烯不仅导电性好，且表面的官能团量多，容易与pedot:pss发生结合，使得pedot:pss、石墨烯与纤维基材的结合强度高，结构整体性好，机械性能好，有利于光电晶体管综合性能的提高。另外，石墨烯有利于零维二硫化钨量子点材料与导电聚合物纤维的均匀复合，在纤维表面形成了利于光信号传输的结构通道，显著提高了光电晶体管的光吸收性和导电性能。本发明利用了导电聚合物和纳米导电材料之间的协同效应来提高材料的复合性能，同时利用了石墨烯协同控制二硫化钨量子点的吸附效果，从而提高了材料的光敏性能和光吸收性，最终得到综合性能优异的柔性光电探测器。本发明的有机光电晶体管的制备工艺简单，柔性好，毒害性小，重复性佳，适合工业化批量生产，得到的柔性有机光电晶体管可应用于各种可穿戴光电探测器领域。
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以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。