[发明专利]有机半导体化合物、半导体器件、太阳能电池及有机半导体化合物的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及有机化合物、尤其是有机半导体化合物、半导体器件、太阳能电池及有机半导体化合物制造方法。

背景技术

Si(硅)系非晶形半导体的加工性能优异，因此占据了当前的大部分市场。例如，在液晶显示器的TFT(Thin Film Transistor，薄膜晶体管)及太阳能电池方面，频繁使用了Si系非晶形半导体。

另一方面，有机半导体具备轻、柔软等属性，因此将有望应用于便携式装置。然而，半导体部分的主流使用结晶或掺杂的聚合物，纵贯全球，有机非晶形半导体等有机半导体的开发目前也显著落后。

此外，虽然采用低分子π化合物及光传导性掺杂聚合物的有机薄膜太阳能电池、以及有机EL(Organic Electro-Luminescence)器件的开发正在推进，但是众所周知，其性能与无机Si系非晶形固体相比较落后。这是由于在薄膜及芯片等加工形态方面，无法维持高性能和稳定性。与加工形态无关而都具有高性能的无机Si系非晶形一样，有机非晶形固体等有机化合物从在工业应用上应具有较大的潜力，但迄今为止的应用实例极少。这是因为对于有机非晶形固体的了解限于类似的π电子系星射状分子群，虽然这些自由基体中也存在具备传导性的物质，但是其数值通常极低。

此外，由于采用电解法等制作一般的电荷移动型有机导体，因此难以进行排列控制。另外，因为电子属性在很大程度上取决于结晶结构，所以在实现工业化所要求的聚合物化及液晶化的薄膜方面也比较困难。

此外，关于通过掺杂实现半导体化的传导性高分子，由于控制排列方式困难，因此难以提高电荷分离能力。另外，化学稳定性差，逐渐严重劣化。

因为具备高空穴效应的InSc及GaAs结晶是稀有金属，所以价格昂贵，并且加工性不良。作为热电材料的钴氧化物结晶在减轻重量和薄膜化方面也较为困难。

专利文献1：特开2005-112951

专利文献2：特表2007-526640

发明内容

发明要解决的技术课题

本发明基于上述背景技术完成，目的在于提供可成为能够控制多种功能材料的化合物等。

技术方案

本发明为解决上述目的采用了以下构成。下面对本发明做详细说明。

本发明的第1点是：

一种有机半导体化合物，其特征在于，通过使作为供体的有机分子与无机酸或无机碱反应形成盐的方法形成，并自组装。

根据本构成，可通过简单的方法得到有机半导体化合物。

本发明的第2点是：

第一发明中的有机半导体化合物具备铵部位。

根据本构成，可得到根据来自铵部位旋转及振动运动的机理发生热电率的有机半导体化合物。

本发明的第3点是：

第2发明的有机半导体化合物，在自组装状态下对铵部位形成氢键。

根据本构成，可得到电子传导性优异的有机半导体化合物。

本发明的第4点是：

一种有机化合物，其特征在于，上述有机化合物是通过将骨架内包含四硫富瓦烯类似物部位、且具备质子酸官能团的化合物诱导为铵盐或羟胺盐的方法形成的。

根据本构成，可得到能够控制多种功能的有机化合物。

本发明的第5点是：

一种有机化合物，其特征在于，上述有机化合物是通过骨架内包含四硫富瓦烯类似物部位、且具备伯胺的化合物诱导为无机酸盐的方法形成的。

根据本构成，可得到能够控制多种功能的有机化合物。

本发明的第6点是：

有机化合物为(化1)中列出的化合物的其中之一。

[化1]

(式中，X¹至X⁴是S或Se，R¹是在(化2)中列出的其中之一。)

[化2]

-COO^-·NH₄⁺-COO^-·NH₃OH⁺

根据本构成，可得到能够控制多种功能的有机化合物。

本发明的第7点是：

第6发明中的有机化合物中，(化1)中的R²至R⁸是(化3)中列出的其中之一(可相同亦可不同。)。

[化3]

根据本构成，可得到能够控制多种功能的有机化合物。

本发明的第8点是：

有机化合物为(化4)中列出的化合物的其中之一。

[化4]