[發(fā)明專利]用于有機(jī)光伏器件的對稱電荷轉(zhuǎn)移化合物

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110871098.8
• 申請日: 2021-07-30
• 公開（公告）號: CN114057781A
• 公開（公告）日: 2022-02-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: M·E·湯普森;A·門克
• 申請（專利權(quán)）人: 南加州大學(xué)
• 主分類號: C07F5/02
• 分類號: C07F5/02;C07D401/14;C07F7/22;C07F15/00;C07F1/08;C09K11/06;H01L51/42;H01L51/46
• 代理公司: 北京律盟知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11287
• 代理人: 容春霞

本申請涉及用于有機(jī)光伏器件的對稱電荷轉(zhuǎn)移化合物。本公開涉及用于有機(jī)光伏器件的作為非富勒烯受體的有機(jī)受體?供體?受體化合物。

相關(guān)申請的交叉引用

本申請要求2020年7月30日提交的美國臨時申請第63/058,591號的優(yōu)先權(quán)，其以全文引用的方式并入本文中。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及供用作發(fā)射體的化合物；和包括其的裝置，如有機(jī)發(fā)光二極管。

聯(lián)合研究協(xié)議的各方

所要求的本發(fā)明由、代表和/或連同以下一或多方依據(jù)聯(lián)合大學(xué)企業(yè)研究協(xié)議進(jìn)行：密歇根大學(xué)董事會(Regents of the University of Michigan)、普林斯頓大學(xué)(Princeton University)、南加州大學(xué)(University of Southern California)以及環(huán)宇顯示公司(Universal Display Corporation)。所述協(xié)議在作出所要求的本發(fā)明的日期當(dāng)天和之前就生效，并且所要求的本發(fā)明是因在所述協(xié)議的范圍內(nèi)進(jìn)行的活動而作出。

背景技術(shù)

光電子裝置依賴于材料的光學(xué)和電子特性以電子地產(chǎn)生或檢測電磁輻射或從環(huán)境電磁輻射發(fā)電。

最近的努力集中在使用有機(jī)光伏(OPV)電池以經(jīng)濟(jì)的生產(chǎn)成本實現(xiàn)可接受的光伏轉(zhuǎn)換效率。OPV為太陽能轉(zhuǎn)換提供了一種低成本、輕重量且機(jī)械靈活的途徑。與聚合物相比，小分子OPV具有使用具有明確分子結(jié)構(gòu)和重量的材料的優(yōu)勢。這產(chǎn)生了一種可靠的純化途徑和使用高度受控的熱沉積來沉積多個層的能力，而無需擔(dān)心溶解且因此損壞先前沉積的層或子電池。

迄今為止報道的最有效的OPV是體異質(zhì)結(jié)(BHJ)或平面混合異質(zhì)結(jié)，由純供體和受體層之間的混合供體/受體區(qū)構(gòu)成。單結(jié)電池中的紀(jì)錄OPV效率為17％(崔(Cui)等人,國家科學(xué)評論(Natl.Sci.Rev.)2019,0:1-8)，其中涉及在BHJ結(jié)構(gòu)中使用聚合供體和非富勒烯分子受體。據(jù)報道，具有分子供體和非富勒烯分子受體的BHJ OPV的效率也為14％(周(Zhou)等人,自然通訊(Nat.Commun.)2017,19:3440-58)。

在考慮使已報道的非富勒烯受體在OPV中成為優(yōu)良受體的所述受體的方面之前，考慮哪些特性使富勒烯在十多年內(nèi)成為OPV中選擇的受體是有指導(dǎo)意義的。富勒烯的許多特性被認(rèn)為是其作為OPV受體的高性能的原因。這些包括：1)富勒烯薄膜在太陽光譜的可見光部分具有強(qiáng)吸收帶，2)富勒烯可逆地還原并且具有非常低的電子轉(zhuǎn)移重組能， 3)富勒烯偶極矩低，使得電荷俘獲的趨勢降低，4)富勒烯π系統(tǒng)在3-D中與多個相鄰分子的π系統(tǒng)重疊，允許在所有方向上與其相鄰分子進(jìn)行密切的電子相互作用。這些特征結(jié)合起來提供了高載流子電導(dǎo)率和低填充因子。當(dāng)與匹配良好的供體配對時，富勒烯/ 供體系統(tǒng)可提供高開路電壓(V_OC)和短路電流(J_SC)，且因此提供高功率轉(zhuǎn)換效率(PCE)。