[发明专利]联亚吡喃、二硫代联亚吡喃和二硒代联亚吡喃及其用途

说明书

本发明涉及根据式(I)的联亚吡喃、二硫代联亚吡喃和二硒代联亚吡喃，其作为光吸收剂或红外线吸收剂的用途和包含至少一种根据式(I)的化合物的电子或光电元器件。

本发明涉及根据式(I)的联亚吡喃、二硫代联亚吡喃和二硒代联亚吡喃，它们作为光吸收剂或红外线吸收剂的用途，和含有至少一种根据式(I)的化合物的电子或光电元器件。

光电元器件具有将光，尤其是太阳光，转换成电或反之亦然的性质。这些元器件类别包括太阳能电池、OLED和传感器，尤其是光电探测器。优化太阳能电池，以将尽可能大份额的太阳光转换成电力。另一方面，经常采用外部施加电压来使探测器运行，以在探测范围中实现更高的外部量子效率和更快的响应时间。探测范围可以在可见光范围内，也可以在可见光范围之外。

电子元器件，如有机场效应管(OFET)除了三个触点(源极、漏极、栅极)之外，可以由非常薄的绝缘膜和有机半导体层组成，其漏极电压/电流特性曲线很大程度上取决于栅极电压。

用于电子和光电元器件的化合物的开发目前是深入研究的主题。目的在于开发和研究能够改进性质特性，尤其在吸收范围、电迁移率以及组件效率方面的化合物。

Strzelecka等人公开了对未取代的和被甲基基团、芳基基团或噻吩基团取代的二亚吡喃和二硫代亚吡喃的光学和电学性质的研究(Strzelecka等，1979)。所述化合物用于制备TCNQ分子络合物。

Fabre等人公开了被不同的芳族基团，尤其是被苯基基团、对甲苯基基团或噻吩基团取代的二亚吡喃(Fabre等，1976)。

Mabon等人描述了用于制备不同的四取代二亚吡喃，尤其是对称和不对称二亚吡喃(它们被甲基基团或芳基基团，如苯基基团、噻吩基团或茴香基基团取代)的方法(Mabon等，1989)。

用于改进光电组件，如光伏电池和光电探测器，尤其是近红外(NIR)传感器和红外(IR)传感器的性质特性的变体提供了使用所谓的电荷转移跃迁。电荷转移跃迁(CT，)被分为分子内和分子间电荷转移跃迁。电荷转移跃迁是从供体化合物到受体化合物的完全或几乎完全的电荷转移。如果两种化合物都锚定在相同分子中，则存在分子内电荷转移跃迁。如果也可以通过配位相互作用松散耦联的不同的(离散的)分子或离子作为供体化合物和受体化合物起作用，则也被称为分子间电荷转移。分子间电荷转移跃迁典型地导致静电结合的供体-受体络合物。

分子间电荷转移状态是LUMO(或以较高能量存在的状态)中的激发电子与HOMO(或以较低能量存在的状态)中的空穴之间的弱束缚状态，其中所述空穴和电子位于空间分开的分子上。优选地，在供体化合物与受体化合物之间的界面处形成电荷转移状态。随后，由于吸收电磁辐射而激发的供体化合物通过发色团间电荷转移将负电荷从LUMO转移到受体化合物的LUMO或通过复合而进入基态。

EP 3152785 B1和Siegmund等人描述了近红外光电探测器，其基于分子叫电荷转移吸收(Siegmund等，2017)，尤其是利用光学微腔使在电荷转移吸收的光谱范围内典型地可以忽略的外部量子效率(EQE)提高多于40倍。Siegmund等人描述了超过20％的EQE以及低至36nm的光谱线宽和介于810nm与1550nm之间共振波长，这基于具有高HOMO水平的供体材料与C₆₀-富勒烯的混合物，尤其是ZnPc:C₆₀和TPDP:C₆₀。

EP 3152785 B1描述了使用供体化合物和受体化合物探测在780nm至10μm波长范围内的电磁信号，所述供体化合物优选选自以下物质的组：酞菁如锌酞菁或铁酞菁；吡喃，如联亚吡喃，尤其是TPDP；富瓦烯如四硫代富瓦烯，或芳族胺如N,N,N’,N’-四(4-甲氧基苯基)-联苯胺、2,7-双[N,N-双(4-甲氧基-苯基)氨基]9,9-螺-联芴或4,4’,4-三(3-甲基苯基-苯基氨基)三苯基胺)，双硫代亚吡喃，联亚吡啶或二酮吡咯并吡咯；所述受体化合物优选选自富勒烯如C₆₀。