[发明专利]电子器件和化合物

说明书

技术领域

本发明涉及一种电子器件和一种化合物。

背景技术

有机太阳能电池(OSC)，也被称为有机光伏(OPV)器件，具有最不同的器件结构。通常，它们包括至少一个布置在两个电极之间的有机半导体层。所述有机层可以是给体和受体例如P3HT(聚3-己基噻吩)和PCBM(苯基C61丁酸甲酯)的掺合物。如果界面注入层用于促进载流子注入／提取，则这种简单的器件结构只能合理地实现效率(Liao等，Appl.Phys.Lett.(应用物理快报)，2008.92：p.173303)。其它有机太阳能电池具有多层结构，有时甚至有杂化聚合物和小分子结构。而且串联或多单元堆积是已知的(参见US2007／090371A1，或AMERI等人，Energy&Env.Science(能源和环境科学)，2009.2：p.347)。多层器件可以更容易优化，因为不同的层可以包含适用于不同功能的不同化合物(或简单化合物)和它们的混合物。典型的功能层是传输层、光敏层、注入层等。

光学活性化合物是具有高吸光系数的化合物，用于至少一个太阳光谱的特定波长范围，这种化合物将吸收的光子转化为激子，然后激子促成光电流。光活性化合物通常用于供体-受体异质结，其中供体或受体中的至少一者是光吸收化合物。供体-受体异质结的界面将所生成的激子分离为载流子。该异质结可以是一个本体异质结(掺合物)，或扁平(也称为平面)异质结，也可以提供附加层(Hong等，J.Appl.Phys.(应用物理期刊)，2009.106：p.064511)。

高效率OPV器件的复合损失必须最小化。因此，异质结中的化合物必须具有高的载流子迁移率和高的激子扩散长度。激子必须在异质结面分离成载流子，而且载流子在任何复合发生之前，必须离开光学活性区域。由于这些原因，目前，富勒烯(C60、C70、PCBM等)是OPV器件受体材料的优选项。

用于光电器件的传输化合物必须是透明的，至少在器件有活性的波长处必须是透明的，并具有良好的半导体性能。这些半导体性质是固有的，例如能级或迁移率，或非固有的，例如载流子密度。载流子密度也可以通过用电掺杂剂掺杂所述化合物而受到外在影响。

OSC通常需要在n型掺杂的电子传输层中使用至少一种n型掺杂剂，或者作为纯中间层促进电子从导电层注入到半导体或从半导体注入到另一半导体。

几种不同的n型掺杂剂是已知的，例如EP1768200B1的四(1，3，4，6，7，8-六氢-2H-嘧啶并[1，2-a]嘧啶合)二钨(II)，双(2，2′-三联吡啶)钌，以及其它化合物。n型掺杂剂的一个主要问题是，由于是强供体，它们容易通过与大气中的氧气反应而降解。并非有许多已知的化合物能够直接作为还具有空气稳定性的n型掺杂剂。开发前体化合物的目的是提供空气稳定的有机化合物并且能够作为n型掺杂剂，在WO2007／107306A1中公开了这样的前体的实例。

另-，只有很少的能够高效率地掺杂OSC中所用低LUMO化合物的有机化合物是已知的，例如富勒烯(例如C60)或富勒烯衍生物(例如PCBM)，例如在US2007／145355A1中公开的化合物。

发明内容

本发明的一个目的是提供用于电子器件的改进技术。其它目的是提供在电子器件中的高电导率和热稳定性的掺杂层，并且还提供一种易于处理的化合物。

该目的通过根据独立权利要求1所述的电子器件和根据独立权利要求15所述的化合物而实现。从属权利要求的主题是有利的实施方案。

根据本发明的一个方面，提供一种包含根据式1所述的化合物的电子器件

A-B(1)

其中

并且其中

-Ar¹是C6-C18亚芳基，其可以是单环或多环的，并且可以任选地被一个或多个C₁-C₁₀烷基或C₃-C₁₀环烷基基团取代，

-Ar²为C6-C18芳烃骨架，其任选被供电子基团R⁴所取代，

-B¹和B²独立地选自B和Ar²，

-B³独立地选自与B相同的基团，

-R¹、R²、R³独立地选自烷基、芳基烷基、环烷基、芳基、二烷基氨基，