[發明專利]有機光電子部件中的多酚和多氨基衍生物

在審

• 申請號: 201880049474.1
• 申請日: 2018-05-31
• 公開（公告）號: CN110945676A
• 公開（公告）日: 2020-03-31
• 發明（設計）人: 岡特·馬特斯泰格;瑪蒂娜·列維奇科瓦;卡爾斯滕·沃爾澤;馬丁·法伊弗-雅各布;丹尼爾·德索薩;奧爾加·格迪斯;迪爾克·希爾德布蘭特;安托萬·米爾盧;安德烈·韋斯
• 申請（專利權）人: 赫里亞泰克有限責任公司
• 主分類號: H01L51/42
• 分類號: H01L51/42;H01L51/46
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 陳海濤;王海川

本發明描述了多酚和多氨基衍生物在有機光電子部件中的用途，所述多酚和多氨基衍生物與基于小分子的吸收劑層相鄰。

技術領域

本發明描述了具有多酚和多氨基衍生物的光電子部件，特別是有機光電子部件。

背景技術

有機光電子部件使得例如作為太陽能電池能夠使用光電效應將光轉換為電。對于所述轉換所需要的有機半導體材料，需要具有足夠好的吸收性能。這些吸收劑材料優選是小的有機分子，其光學和電子性質強烈取決于所述有機分子的取向。

為了制造有效的有機光敏器件，它們通常由兩個電極之間的呈串聯或多層結構的多個堆疊電池構成，其中光敏層(即電池層)也可以由多個層構成，所述光敏層吸收光并有助于產生電。有機光電子器件在電池中緊鄰光敏層還可以包含例如摻雜和未摻雜的電荷載流子傳輸層和/或鈍化層。作為光敏材料，能夠使用基于小分子的供體和受體材料。發明人基于小分子低聚物而理解為吸收劑材料。這些低聚物優選為具有至少一個擴展的供體或擴展的受體嵌段的受體-供體-受體或供體-受體-供體低聚物。該吸收劑材料包含明確限定的單體數量，通常少于十，具有明確限定的質量，通常小于1500g/mol，優選小于1200g/mol，并且不含不確定的、可能具有反應性的鏈端基團，因為聚合鏈反應的副產物可能存在于聚合物中。這些基于小分子的吸收劑材料的優點是在真空中可蒸發，由此具有通過梯度升華進行清潔的相關可能性。這使得可以通過依次蒸發不同的純材料來制造任意復雜的多層體系。這些吸收劑材料繼續使得能夠存在光敏異質結，參見WO 2006/092134。電池的光敏層堆疊體中的光敏層可以僅包含一種受體或僅包含一種供體吸收劑材料，或者可以包含幾種不同類型的吸收劑材料的組合。此外，添加吸收劑層材料以改善吸收性能。例如在WO 2006/092134、WO 2011/161262或WO 2014/128277中描述了基于小分子的吸收劑材料。例如在WO2004/083958或WO 2011/138021中公開了有機光電子部件。

當吸收劑分子的分子躍遷偶極矩以垂直于入射光波的方式布置時，獲得特別強的光吸收。除了光吸收之外，電荷載流子從吸收劑分子向電極吸收到相鄰層中也很重要。當存在于吸收劑中的π電子體系與下層的π電子體系重疊時，其變得特別大。我們稱這種布置為“面上(face-on)”。這種布置是優選的。相比之下，稱作“邊上(edge-on)”的布置抑制了π電子體系之間的有效電荷轉移，稱作“邊上”的布置中分子偶極子與“面上”的布置一樣與入射光正交，但具有與下層正交的吸收劑π電子體系。吸收劑材料在基底或其它層上的生長由分子間力決定，所述分子間力在一方面決定了彼此相鄰分子的生長方向和取向。為此，可以插入取向形成層，也稱為模板層。

發明人已經發現，單一吸收劑材料，主要是供體材料，可能在面上對齊、即與入射光波正交的取向方面存在問題。這樣的供體材料包括例如雜環類環如酞菁、噻吩、呋喃和/或吡咯環，并且優選本身為受體供體受體化合物，如在例如WO 2006/092134中所公開的。由于所述吸收劑材料通常不是“面上”生長取向，因此在由這些材料制造的太陽能電池中沒有實現這些吸收劑材料的最佳使用。

WO 2011/025567公開了有機光電子部件，其由電極層上的結構形成層構成，然后在其上施加受體和供體分子的光敏層體系，使得受體或供體材料通過相鄰的結構形成層實現有序的分子取向。作為結構形成材料，WO 2011/025567提出了并苯、二萘嵌苯如二茚并二萘嵌苯(DIP)或3,4,9,1-O-二萘嵌苯-四羧酸二酐(PTCDA)、聚亞苯基或暈苯。

US 2002/098 346公開了在基底上的多層結構，其中第一單分子層包含第一圖案形成材料并限定該層的取向方向，其中化學反應性單體導致表面上的定向化學反應并由此實現有序的分子結構。這是US 2002/098 346，其適用性限于能夠發生化學反應的物質。它不適用于沒有化學反應的純物理吸附。WO 2010/044122公開了基于引起光電化學反應的染料的有機太陽能電池。