[發明專利]有機光伏中的受體和供體的能量敏化

在審

• 申請號: 201380057838.8
• 申請日: 2013-10-07
• 公開（公告）號: CN104904028A
• 公開（公告）日: 2015-09-09
• 發明（設計）人: 馬克·E·湯普森;功·禎;彼得·I·久洛維奇;薩拉·M·康羅恩
• 申請（專利權）人: 南加利福尼亞大學
• 主分類號: H01L51/42
• 分類號: H01L51/42;H01L51/00;H01L51/50
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 楊青;穆德駿

1.一種有機光敏光電器件，其包含：

呈疊置關系的兩個電極；

位于所述兩個電極之間的混合有機受體層和有機供體層，其中所述混合有機受體層包含受體材料和至少一種受體敏化劑的混合物，其中所述受體材料和所述至少一種受體敏化劑經過選擇以滿足以下條件：

-所述至少一種受體敏化劑具有大于或等于所述受體材料的最低三重激發態能量(E_T-A)的最低三重激發態能量(E_T-ASens)；

-所述至少一種受體敏化劑具有低于或等于所述受體材料的還原電位的還原電位；和

-如果所述至少一種受體敏化劑和所述受體材料形成具有電荷轉移(CT)態能量的CT態，則所述CT態能量大于或等于所述受體材料的最低三重激發態能量(E_T-A)。

2.根據權利要求1所述的器件，其中所述受體材料和所述至少一種受體敏化劑經過選擇以使得所述至少一種受體敏化劑具有大于或等于所述受體材料的最低單重激發態能量(E_S-A)的最低單重激發態能量(E_S-ASens)。

3.根據權利要求1所述的器件，其中所述受體材料和所述至少一種受體敏化劑經過選擇以使得所述CT態能量大于或等于所述受體材料的最低單重激發態能量(E_S-A)。

4.根據權利要求1所述的器件，其中所述受體材料和所述至少一種受體敏化劑的混合物形成固溶體。

5.根據權利要求1所述的器件，其中所述至少一種受體敏化劑在350nm至950nm范圍內的一種或多種波長下具有至少10³cm^-1的吸收率。

6.根據權利要求1所述的器件，其中所述至少一種受體敏化劑在一種或多種波長下具有最大吸收率，所述最大吸收率是所述受體材料在所述一種或多種波長下的吸收率的至少兩倍。

7.根據權利要求1所述的器件，其中所述受體材料選自富勒烯和富勒烯衍生物。

8.根據權利要求7所述的器件，其中所述受體材料選自C₆₀、C₇₀、C₇₆、C₈₂、C₈₄和其衍生物。

9.根據權利要求1所述的器件，其中所述至少一種受體敏化劑選自酞菁、亞酞菁、二吡咯甲烯和其金屬絡合物、卟啉、氮雜二吡咯甲烯和其金屬絡合物、硼二吡咯亞甲基(BODIPY)染料，和其衍生物。

10.根據權利要求9所述的器件，其中所述至少一種受體敏化劑是具有以下結構的化合物：

其中M選自B、Al、Ga、In和Tl；X選自鹵素、-SCN、烷基、芳基、-OR和-SR；并且R_1-12獨立地選自-NO₂、鹵素、-CN、-SCN、烷基、芳基、-OR、-SR、-COOR、-CRO和H。

11.根據權利要求9所述的器件，其中所述至少一種受體敏化劑是選自以下的化合物：

其中X_1-2獨立地選自

X₃選自

M選自金屬和硼；n選自1、2和3；R_1-n獨立地選自-NO₂、鹵素、-CN、-SCN、烷基、芳基、-OR、-SR、-COOR、-CRO和H；L選自具有單個或多個配位位點的無機和有機配體；并且Y是雜原子。

12.根據權利要求9所述的器件，其中所述至少一種受體敏化劑是選自以下的化合物：

其中X_1-2獨立地選自

R_1-n獨立地選自-NO₂、鹵素、-CN、-SCN、烷基、芳基、-OR、-SR、-COOR、-CRO和H；并且Y是雜原子。