柔性大面积有机光电二极管的性能现在进步到能够提供比以往的硅光电二极管技术更多的功能的程度，特别是在生物医学图像和生物识别监视等需要检测大面积的低水平光的应用中。

“我们取得的成果首次证明了这些低温下由溶液生成的器件能够检测出每秒数十万个以下的光子的可见光。 类似于黑暗天空中的恒星到达我们眼睛的光量。 ”佐治亚理工大学电计算机工程学院主任研究科学家Canek Fuentes-Hernandez说。 '将这些材料涂布在具有任意形状的大面积基板上的能力意味着，在要求响应时间在几十微秒范围内的应用中，柔性有机光电二极管现在比最尖端的硅光电二极管具有明显的优势。

11月6日出版的《Science》杂志介绍了大面积低噪声有机光电二极管的开发和性能。 这项研究得到了海军研究室、空军科学研究室、美国能源部国家核安全管理局等多个组织的支持。

有机电子器件基于由碳系分子或聚合物制造的材料，而不是现有的无机半导体(例如硅)。 这种器件可以用简单的溶液和喷墨印刷技术制造，而不是现有电子产品制造中的昂贵复杂的工艺。 目前，该技术广泛应用于显示器、太阳能电池等器件。

有机光电二极管使用的是聚乙烯亚胺。 这是含胺聚合物质的表面改性剂，是佐治亚理工大学Joseph M. Pettit教授Bernard Kippelen实验室开发的电光器件，发现空气稳定，可以形成低工作功能的电极。 聚乙烯亚胺的使用也证明了可以生产暗电流水平低的光伏设备，即使在黑暗中也可以流过设备的电流。 这意味着这种材料在光电检测器中起作用，可以捕获可见光的微弱信号。

“多年来，暗电流水平大幅下降，为了检测与百万分之一秒钟的1个电子波动对应的电子噪声，必须重新设计测量仪器”论文的第一作者Fuentes-Hernandez说。 '这项工作反映了Kippelen集团6年以上持续团队的努力，包括最近毕业生Talha Kahn和文房Chou的博士课程的一部分。 这些集团的努力产生了显示具有这种性能水平的有机光电二极管所需的科学见解。'

新设备的一个应用是脉搏血氧计，现在放在手指上测量心率和血氧水平。 有机光电二极管可以在身体上放置多个设备，工作时的光可能比传统设备少10倍。 这样，不用频繁更换电池，就可以使用可穿戴健康监视器进行更好的生理信息和连续的监视。 其他潜在的应用程序有人机界面，如非接触手势识别和控制。

一个未来的应用是闪烁检测电离放射线，荧光体击中高能粒子时产生的闪光灯。 如果降低可检测的光电平，设备的灵敏度就会提高，可以检测低水平的辐射。 检测来自车辆和集装箱的辐射需要很大的检测面积，有机光电二极管比硅光电二极管阵列更容易制造。

有机光电二极管在x射线装置中也有同样的优点，医生希望以尽可能少的放射线量将传递给患者的放射线量抑制在最小限度。 在这里，灵敏度、大面积、柔软的外形尺寸也应该使有机光电二极管比硅基阵列更有优势。

'我们正在努力提高光电探测器的响应时间。 因为生产高速光电探测器可以实现很多重要的应用。' Fuentes-Hernandez先生说。 '确实有必要开发更具扩展性的光电探测器技术。 这项工作的动机之一是推进我们知道的经济高效的有机技术的扩展。'

有机光电二极管可以显示几十安培范围内的电子噪声电流值和几百千瓦的噪声等效功率值。 在响应时间方面，有机光电二极管的重要性能要素优于硅，研究者努力将其提高100倍以实现未来的应用。

Kippelen说：“我们使用的材料是用印刷技术从油墨加工的，所以没有晶体材料那么有序。” '因此，通过这些材料可以移动的载体的移动速度和速度很低，所以无法得到与硅相同的高速信号。 但是，许多应用程序不需要皮秒或纳秒数量级的响应时间。'

对Kippelen来说，光电二极管的工作显示了25年来致力于提高有机电子材料的性能的成果。 这项工作是佐治亚理工大学有机光子学和电子中心的一部分，与广泛的器件建模相关联地继续进行了解基础科学和提高材料性能的研究。

Kippelen说：“有机薄膜比硅更有效地吸收光，因此吸收这些光的整体厚度必须非常小。” '即使你扩大那些面积，你的探测器的整体体积还是很小，使用有机材料。 增加硅检测器的面积会增大材料的体积，在室温下产生大量的电子噪声。'

在Kippelen实验室制作的光电二极管中使用的活性层的厚度只有500纳米。 一克材料，只有手指头那么大，可以涂桌子表面。