[发明专利]半导体组件

说明书

本发明涉及一种包括多个层的半导体元件。一个或多个层还可以包含化合物，所述化合物可用作光吸收剂，电荷传输材料和/或掺杂剂。

近年来，在红光和红外光谱范围内具有高吸收能力的有机化合物已经引起了广大的兴趣，这是由于它们适合应用在科学和技术的很多领域。例如，这类化合物在激光驱动可记录媒体，例如CD或DVD中可以用作活性(active)介质，或者在太阳能电池中用来将热辐射转换为电能，和在热绝缘材料中用来防止封闭空间内部过热，例如在机动车或显示窗区域。与此同时，这类吸收长波能量的化合物还必须具有在短波、可见光谱带尽可能几乎不吸收能量、并且热稳定的性质，以便例如通过真空蒸发过程它们能够被用于实现它们各自的目的。

在过去已经发现了很多类型的化合物，这些化合物除了天生具有各种各样的界定它们各自目的其他特征外，还能够在红光和红外光谱带中吸收大量的光。然而，在大多数情况下，期望特征的光谱单从一种类型的化合物中是无法得到的。例如，聚甲炔染料，它们中的大多数包含足够长度的聚甲炔链，以吸收红光和红外光谱带中有用量的光，聚甲炔染料由于其显著的离子性能而具有非常低的热稳定性，这阻碍了未分解的蒸发。类似的情况出现于芳香族或杂芳香族二胺和聚胺，例如4，4’，4”，4’”-四-(二芳氨基)-N，N-四苯基-联苯胺类型的氧化产物，以及它们的芳基同系物，其在它们的氧化态时吸收很长波的光，但是因为它们的离子性能也难于蒸发，并因此不适合于很多应用。与这类化合物相比，二硫烯镍复合物(nickel dithiolene complexes)还能够在红外光谱带中吸收很长波的光，并且大部分具有足够的热稳定性而容易蒸发，但是它们在长波谱带中吸收光的能力通常非常低，以至于为了获得这些化合物IR光谱区域的吸收曲线(profiles)，必须采用高的浓度或层厚度，这于是时常导致在可见光谱带中的干扰吸收。

现在以能够展示吸收超过700nm的有机太阳能电池而闻名的唯一材料是酞菁染料系列中的化合物。这些化合物以它们高的长波吸收和良好的稳定性著称，但是因为它们较差的溶解性，所以很难甚至不可能对它们其他方面的性质，如它们表面轨道能量配置(disposition)进行优化。

因此，本发明的目的是提供半导体组件，所述半导体组件包含有机化合物，该有机化合物在红光和红外光谱带中具有高的吸收性能，但是克服了相关技术的缺点、尤其是为了制造所述组件的目的而能够未分解蒸发，也就是说，该有机化合物展示了很好的热稳定性，并且能够吸收长波带的光。

本发明的目的通过包括有多个层的半导体组件来解决的，其中所述层中的至少一个包含至少一种具有通式A、B或C的化合物：

现在以能够展示吸收超过700nm的有机太阳能电池而闻名的唯一材料是酞菁染料系列中的化合物。这些化合物以它们高的长波吸收和良好的稳定性著称，但是因为它们较差的溶解性，所以很难甚至不可能对它们其他方面的性质，如它们表面轨道能量配置(disposition)进行优化。

因此，本发明的目的是提供半导体组件，所述半导体组件包含有机化合物，该有机化合物在红光和红外光谱带中具有高的吸收性能，但是克服了相关技术的缺点、尤其是为了制造所述组件的目的而能够未分解蒸发，也就是说，该有机化合物展示了很好的热稳定性，并且能够吸收长波带的光。

本发明的目的通过包括有多个层的半导体组件来解决的，其中所述层中的至少一个包含至少一种具有通式A、B或C的化合物：

其中，M是金属离子，优选具有能够形成B或C型电中性复合物数量的电荷；R在各种情况下独立地选自由未取代的或取代的C₁-C₂₀的烷基，C₁-C₂₀的杂烷基，C₆-C₂₀的芳基，C₆-C₂₀杂芳基，饱和的或不饱和的碳环或杂环化合物组成的组；L¹和L²可以相同或不同，并且代表能够完全填充M的价电子层的原子的或分子的组合体(assembly)；并且，-X_i-代表分子碎片，该分子碎片与邻近的吡咯环C-C双键一起形成芳香族或杂芳香族的结构元件。

在本文中，若所述组件选自有机太阳能电池，光电探测器或有机场效应晶体管，是尤其优选的。本发明的权利要求并未意图延伸(extend)至发光二极管，而是总体上的有机-无机杂化半导体。

优选建议金属离子M选自周期表中9到13族中的元素的离子，优选为Cu，Zn，Ni，B或Al。