RU2013147989A - Активные материалы для электрооптических устройств и электрооптические устройства - Google Patents

Активные материалы для электрооптических устройств и электрооптические устройства Download PDF

Info

Publication number
RU2013147989A
RU2013147989A RU2013147989/04A RU2013147989A RU2013147989A RU 2013147989 A RU2013147989 A RU 2013147989A RU 2013147989/04 A RU2013147989/04 A RU 2013147989/04A RU 2013147989 A RU2013147989 A RU 2013147989A RU 2013147989 A RU2013147989 A RU 2013147989A
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
polymer
layer
tandem
photovoltaic device
semiconductor
Prior art date
Application number
RU2013147989/04A
Other languages
English (en)
Inventor
Ян Ян
Лэтиань ДОУ
Цзин-Би Ю
Original Assignee
Те Риджентс Оф Те Юниверсити Оф Калифорния
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Те Риджентс Оф Те Юниверсити Оф Калифорния filed Critical Те Риджентс Оф Те Юниверсити Оф Калифорния
Publication of RU2013147989A publication Critical patent/RU2013147989A/ru

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/10—Organic polymers or oligomers
    • H10K85/111—Organic polymers or oligomers comprising aromatic, heteroaromatic, or aryl chains, e.g. polyaniline, polyphenylene or polyphenylene vinylene
    • H10K85/113—Heteroaromatic compounds comprising sulfur or selene, e.g. polythiophene
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/06—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers
    • H01L31/072—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers the potential barriers being only of the PN heterojunction type
    • H01L31/0725—Multiple junction or tandem solar cells
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G61/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carbon-to-carbon link in the main chain of the macromolecule
    • C08G61/12—Macromolecular compounds containing atoms other than carbon in the main chain of the macromolecule
    • C08G61/122—Macromolecular compounds containing atoms other than carbon in the main chain of the macromolecule derived from five- or six-membered heterocyclic compounds, other than imides
    • C08G61/123—Macromolecular compounds containing atoms other than carbon in the main chain of the macromolecule derived from five- or six-membered heterocyclic compounds, other than imides derived from five-membered heterocyclic compounds
    • C08G61/126—Macromolecular compounds containing atoms other than carbon in the main chain of the macromolecule derived from five- or six-membered heterocyclic compounds, other than imides derived from five-membered heterocyclic compounds with a five-membered ring containing one sulfur atom in the ring
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G73/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing nitrogen with or without oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule, not provided for in groups C08G12/00 - C08G71/00
    • C08G73/06—Polycondensates having nitrogen-containing heterocyclic rings in the main chain of the macromolecule
    • C08G73/0666—Polycondensates containing five-membered rings, condensed with other rings, with nitrogen atoms as the only ring hetero atoms
    • C08G73/0672—Polycondensates containing five-membered rings, condensed with other rings, with nitrogen atoms as the only ring hetero atoms with only one nitrogen atom in the ring
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D165/00—Coating compositions based on macromolecular compounds obtained by reactions forming a carbon-to-carbon link in the main chain; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G9/00—Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
    • H01G9/20—Light-sensitive devices
    • H01G9/2027—Light-sensitive devices comprising an oxide semiconductor electrode
    • H01G9/2031—Light-sensitive devices comprising an oxide semiconductor electrode comprising titanium oxide, e.g. TiO2
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K30/00—Organic devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation
    • H10K30/20—Organic devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation comprising organic-organic junctions, e.g. donor-acceptor junctions
    • H10K30/211—Organic devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation comprising organic-organic junctions, e.g. donor-acceptor junctions comprising multiple junctions, e.g. double heterojunctions
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K30/00—Organic devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation
    • H10K30/50—Photovoltaic [PV] devices
    • H10K30/57—Photovoltaic [PV] devices comprising multiple junctions, e.g. tandem PV cells
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/10—Organic polymers or oligomers
    • H10K85/151—Copolymers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G2261/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carbon-to-carbon link in the main chain of the macromolecule
    • C08G2261/10—Definition of the polymer structure
    • C08G2261/12—Copolymers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G2261/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carbon-to-carbon link in the main chain of the macromolecule
    • C08G2261/10—Definition of the polymer structure
    • C08G2261/12—Copolymers
    • C08G2261/124—Copolymers alternating
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G2261/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carbon-to-carbon link in the main chain of the macromolecule
    • C08G2261/10—Definition of the polymer structure
    • C08G2261/14—Side-groups
    • C08G2261/141—Side-chains having aliphatic units
    • C08G2261/1412—Saturated aliphatic units
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G2261/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carbon-to-carbon link in the main chain of the macromolecule
    • C08G2261/10—Definition of the polymer structure
    • C08G2261/14—Side-groups
    • C08G2261/142—Side-chains containing oxygen
    • C08G2261/1424—Side-chains containing oxygen containing ether groups, including alkoxy
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G2261/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carbon-to-carbon link in the main chain of the macromolecule
    • C08G2261/10—Definition of the polymer structure
    • C08G2261/14—Side-groups
    • C08G2261/149—Side-chains having heteroaromatic units
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G2261/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carbon-to-carbon link in the main chain of the macromolecule
    • C08G2261/10—Definition of the polymer structure
    • C08G2261/18—Definition of the polymer structure conjugated
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G2261/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carbon-to-carbon link in the main chain of the macromolecule
    • C08G2261/10—Definition of the polymer structure
    • C08G2261/22—Molecular weight
    • C08G2261/228—Polymers, i.e. more than 10 repeat units
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G2261/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carbon-to-carbon link in the main chain of the macromolecule
    • C08G2261/30—Monomer units or repeat units incorporating structural elements in the main chain
    • C08G2261/32—Monomer units or repeat units incorporating structural elements in the main chain incorporating heteroaromatic structural elements in the main chain
    • C08G2261/322—Monomer units or repeat units incorporating structural elements in the main chain incorporating heteroaromatic structural elements in the main chain non-condensed
    • C08G2261/3223—Monomer units or repeat units incorporating structural elements in the main chain incorporating heteroaromatic structural elements in the main chain non-condensed containing one or more sulfur atoms as the only heteroatom, e.g. thiophene
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G2261/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carbon-to-carbon link in the main chain of the macromolecule
    • C08G2261/30—Monomer units or repeat units incorporating structural elements in the main chain
    • C08G2261/32—Monomer units or repeat units incorporating structural elements in the main chain incorporating heteroaromatic structural elements in the main chain
    • C08G2261/324—Monomer units or repeat units incorporating structural elements in the main chain incorporating heteroaromatic structural elements in the main chain condensed
    • C08G2261/3241—Monomer units or repeat units incorporating structural elements in the main chain incorporating heteroaromatic structural elements in the main chain condensed containing one or more nitrogen atoms as the only heteroatom, e.g. carbazole
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G2261/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carbon-to-carbon link in the main chain of the macromolecule
    • C08G2261/30—Monomer units or repeat units incorporating structural elements in the main chain
    • C08G2261/32—Monomer units or repeat units incorporating structural elements in the main chain incorporating heteroaromatic structural elements in the main chain
    • C08G2261/324—Monomer units or repeat units incorporating structural elements in the main chain incorporating heteroaromatic structural elements in the main chain condensed
    • C08G2261/3243—Monomer units or repeat units incorporating structural elements in the main chain incorporating heteroaromatic structural elements in the main chain condensed containing one or more sulfur atoms as the only heteroatom, e.g. benzothiophene
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G2261/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carbon-to-carbon link in the main chain of the macromolecule
    • C08G2261/30—Monomer units or repeat units incorporating structural elements in the main chain
    • C08G2261/33—Monomer units or repeat units incorporating structural elements in the main chain incorporating non-aromatic structural elements in the main chain
    • C08G2261/334—Monomer units or repeat units incorporating structural elements in the main chain incorporating non-aromatic structural elements in the main chain containing heteroatoms
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G2261/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carbon-to-carbon link in the main chain of the macromolecule
    • C08G2261/30—Monomer units or repeat units incorporating structural elements in the main chain
    • C08G2261/34—Monomer units or repeat units incorporating structural elements in the main chain incorporating partially-aromatic structural elements in the main chain
    • C08G2261/344—Monomer units or repeat units incorporating structural elements in the main chain incorporating partially-aromatic structural elements in the main chain containing heteroatoms
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G2261/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carbon-to-carbon link in the main chain of the macromolecule
    • C08G2261/40—Polymerisation processes
    • C08G2261/41—Organometallic coupling reactions
    • C08G2261/414—Stille reactions
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G2261/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carbon-to-carbon link in the main chain of the macromolecule
    • C08G2261/90—Applications
    • C08G2261/91—Photovoltaic applications
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K30/00—Organic devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation
    • H10K30/30—Organic devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation comprising bulk heterojunctions, e.g. interpenetrating networks of donor and acceptor material domains
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K30/00—Organic devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation
    • H10K30/80—Constructional details
    • H10K30/81—Electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K71/00—Manufacture or treatment specially adapted for the organic devices covered by this subclass
    • H10K71/30—Doping active layers, e.g. electron transporting layers
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/549—Organic PV cells

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)
  • Polyoxymethylene Polymers And Polymers With Carbon-To-Carbon Bonds (AREA)
  • Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)

Abstract

1. Инвертированное тандемное полимерное фотовольтаическое устройство, содержащее:электрод для экстракции дырок;электрод для экстракции электронов, отделенный некоторым расстоянием от указанного электрода для экстракции дырок;первый слой полимерного полупроводника с объемными гетеропереходами;второй слой полимерного полупроводника с объемными гетеропереходами, отделенный некоторым расстоянием от указанного первого слоя полимерного полупроводника с объемными гетеропереходами; имежду указанными первым и вторым слоями полимерного полупроводника с объемными гетеропереходами слой p-типа, физически контактирующий с одним слоем из первого и второго слоев полимерного полупроводника с объемными гетеропереходами, и слой n-типа, физически контактирующий с другим слоем из первого и второго слоев полимерного полупроводника с объемными гетеропереходами;где по меньшей мере один слой из слоя p-типа и слоя n-типа легирован в такой степени, чтобы носители заряда туннелировали через слой p-типа и/или n-типа.2. Тандемное полимерное фотовольтаическое устройство по п.1, в котором указанный электрод для экстракции электронов является прозрачным.3. Тандемное полимерное фотовольтаическое устройство по п.1, в котором указанный слой p-типа находится ближе к электроду для экстракции электронов, чем указанный слой n-типа.4. Тандемное полимерное фотовольтаическое устройство по п.1, в котором указанный слой p-типа находится в физическом контакте с указанным слоем n-типа.5. Тандемное полимерное фотовольтаическое устройство по п.1, в котором указанный слой p-типа легирован в такой степени, чтобы дырки туннелировали через легированный

Claims (39)

1. Инвертированное тандемное полимерное фотовольтаическое устройство, содержащее:
электрод для экстракции дырок;
электрод для экстракции электронов, отделенный некоторым расстоянием от указанного электрода для экстракции дырок;
первый слой полимерного полупроводника с объемными гетеропереходами;
второй слой полимерного полупроводника с объемными гетеропереходами, отделенный некоторым расстоянием от указанного первого слоя полимерного полупроводника с объемными гетеропереходами; и
между указанными первым и вторым слоями полимерного полупроводника с объемными гетеропереходами слой p-типа, физически контактирующий с одним слоем из первого и второго слоев полимерного полупроводника с объемными гетеропереходами, и слой n-типа, физически контактирующий с другим слоем из первого и второго слоев полимерного полупроводника с объемными гетеропереходами;
где по меньшей мере один слой из слоя p-типа и слоя n-типа легирован в такой степени, чтобы носители заряда туннелировали через слой p-типа и/или n-типа.
2. Тандемное полимерное фотовольтаическое устройство по п.1, в котором указанный электрод для экстракции электронов является прозрачным.
3. Тандемное полимерное фотовольтаическое устройство по п.1, в котором указанный слой p-типа находится ближе к электроду для экстракции электронов, чем указанный слой n-типа.
4. Тандемное полимерное фотовольтаическое устройство по п.1, в котором указанный слой p-типа находится в физическом контакте с указанным слоем n-типа.
5. Тандемное полимерное фотовольтаическое устройство по п.1, в котором указанный слой p-типа легирован в такой степени, чтобы дырки туннелировали через легированный слой p-типа.
6. Тандемное полимерное фотовольтаическое устройство по п.5, в котором слой p-типа легирован поли(стиролсульфоновой кислотой), FeCl3, I2 или H2O2.
7. Тандемное полимерное фотовольтаическое устройство по п.1, в котором указанный слой n-типа легирован в такой степени, чтобы электроны туннелировали через легированный слой n-типа.
8. Тандемное полимерное фотовольтаическое устройство по п.7, в котором указанный слой n-типа легирован металлом с малой работой выхода, Na, Li, Al, фторидами с малой работой выхода, LiF, CsF, солями с малой работой выхода или Cs2CO3.
9. Тандемное полимерное фотовольтаическое устройство по п.1, в котором как указанный слой p-типа, так и указанный слой n-типа легированы в такой степени, чтобы носители заряда туннелировали через оба легированных слоя.
10. Тандемное полимерное фотовольтаическое устройство по п.1, в котором указанный слой n-типа содержит оксид металла n-типа.
11. Тандемное полимерное фотовольтаическое устройство по п.8, в котором указанный оксид металла n-типа выбран из группы, состоящей из ZnO, ZnOx, TiO2, TiOx и их комбинаций.
12. Тандемное полимерное фотовольтаическое устройство по п.1, в котором указанный слой p-типа содержит оксид металла p-типа.
13. Тандемное полимерное фотовольтаическое устройство по п.1, в котором указанный оксид металла p-типа выбран из группы, состоящей из МоО3, MoOx, V2O5, VOx, WOa, WO3, NiO, NiOx, оксида графена и их комбинаций.
14. Тандемное полимерное фотовольтаическое устройство по п.1, в котором указанный слой p-типа представляет собой полимерный слой p-типа.
15. Тандемное полимерное фотовольтаическое устройство по п.1, в котором указанный слой p-типа представляет собой PEDOT, легированный поли (стиролсульфоновой кислотой).
16. Тандемное полимерное фотовольтаическое устройство по п.1, в котором указанный слой n-типа представляет собой ZnO.
17. Тандемное полимерное фотовольтаическое устройство по п.1, дополнительно содержащее слой переноса электронов между электродом для экстракции электронов и первым слоем полимерного полупроводника с объемными гетеропереходами или вторым слоем полимерного полупроводника с объемными гетеропереходами.
18. Тандемное полимерное фотовольтаическое устройство по п.1, дополнительно содержащее слой переноса дырок между электродом для экстракции дырок и первым слоем полимерного полупроводника с объемными гетеропереходами или вторым слоем полимерного полупроводника с объемными гетеропереходами.
19. Тандемное полимерное фотовольтаическое устройство по п.1, в котором первый слой полимерного полупроводника с объемными гетеропереходами находится ближе к прозрачному электроду, чем второй слой полимерного полупроводника с объемными гетеропереходами.
20. Тандемное полимерное фотовольтаическое устройство по п.19, в котором полимер, используемый в первом слое полимерного полупроводника с объемными гетеропереходами, имеет более широкую запрещенную зону, чем полимер, используемый во втором слое полимерного полупроводника с объемными гетеропереходами.
21. Тандемное полимерное фотовольтаическое устройство по п.20, в котором полимер, используемый в первом слое полимерного полупроводника с объемными гетеропереходами, имеет максимум поглощения между примерно 400 нм и примерно 700 нм, а полимер, используемый во втором слое полимерного полупроводника с объемными гетеропереходами, имеет максимум поглощения между 700 нм и примерно 1000 нм.
22. Тандемное полимерное фотовольтаическое устройство по п.20, в котором длина волны максимума поглощения полимера, используемого в первом слое полимерного полупроводника с объемными гетеропереходами, более чем на 20 нм меньше, чем длина волны максимума поглощения полимера, используемого во втором слое полимерного полупроводника с объемными гетеропереходами.
23. Тандемное полимерное фотовольтаическое устройство по п.20, в котором длина волны заднего фронта спектра поглощения между 300 нм и 1000 нм при 60% от максимума поглощения для полимера, используемого в первом слое полимерного полупроводника с объемными гетеропереходами, является такой же или меньше, чем длина волны переднего фронта спектра поглощения между 300 нм и 1000 нм при 60% от максимума поглощения для полимера, используемого во втором слое полимерного полупроводника с объемными гетеропереходами.
24. Тандемное полимерное фотовольтаическое устройство по п.20, в котором поглощение на длине волны посередине между максимумом поглощения полимера, используемого в первом слое полимерного полупроводника с объемными гетеропереходами, и максимумом поглощения полимера, используемого во втором слое полимерного полупроводника с объемными гетеропереходами, в суммарном нормированном спектре поглощения, измеренном между 300 нм и 1000 нм, составляет больше чем 10% и меньше чем 150% от нормированного максимума поглощения каждого полимера по отдельности.
25. Тандемное полимерное фотовольтаическое устройство по п.1, в котором один из полимеров, используемых либо в первом, либо во втором слое полимерного полупроводника с объемными гетеропереходами, имеет структуру формулы (I)
Figure 00000001
,
где R1, R2 и R3 независимо выбраны из алкильных групп, имеющих до 18 атомов C, арилов и замещенных арилов;
X выбран из атомов кислорода, серы, селена и азота; и
Ar1 и Ar2 каждый независимо представляет собой 1-5 моноциклических ариленовых, бициклических ариленовых и полициклических ариленовых, моноциклических гетероариленовых, бициклических гетероариленовых и полициклических гетероариленовых групп, либо конденсированных, либо просто соединенных между собой.
26. Полимер, содержащий повторяющееся звено, имеющее структуру формулы (I)
Figure 00000001
,
где R1, R2 и R3 независимо выбраны из алкильных групп, имеющих до 18 атомов C, арилов и замещенных арилов;
X выбран из атомов кислорода, серы, селена и азота; и
Ar1 и Ar2 каждый независимо представляет собой 1-5 моноциклических ариленовых, бициклических ариленовых и полициклических ариленовых, моноциклических гетероариленовых, бициклических гетероариленовых и полициклических гетероариленовых групп, либо конденсированных, либо просто соединенных между собой.
27. Полимер по п.26, в котором Ar1 и Ar2 независимо выбраны из группы, состоящей из:
Figure 00000002
Figure 00000003
Figure 00000004
Figure 00000005
Figure 00000006
Figure 00000007
Figure 00000008
Figure 00000009
Figure 00000010
Figure 00000011
Figure 00000012
Figure 00000013
Figure 00000014
Figure 00000015
Figure 00000016
Figure 00000017
Figure 00000018
Figure 00000019
Figure 00000020
Figure 00000021
Figure 00000022
Figure 00000023
Figure 00000024
Figure 00000025
Figure 00000026
Figure 00000027
Figure 00000028
Figure 00000029
Figure 00000030
Figure 00000031
Figure 00000032
Figure 00000033
Figure 00000034
Figure 00000035
Figure 00000036
Figure 00000037
Figure 00000038
Figure 00000039
или
Figure 00000040
,
где в указанных выше структурах R представляет собой протон, атом фтора, CF3, CN, NO2 или алкильную группу с количеством атомов углерода 1-18.
28. Полимер по п.26, в котором повторяющееся звено имеет структуру формулы (II)
Figure 00000041
,
где R1 и R3 независимо выбраны из алкильных групп, имеющих до 18 атомов C, арилов и замещенных арилов.
29. Полимер по п.28, в котором R1 и R3 независимо выбраны из алкильных групп с 4-12 атомами C.
30. Полимер по п.29, в котором R1 представляет собой 2-этилгексильную группу, а R3 представляет собой 2-бутилоктильную группу.
31. Электронное или электрооптическое устройство, содержащее полимер по любому из пп.26-30.
32. Устройство по п.31, в котором указанный материал сопряженного полимера представляет собой фотовольтаический материал.
33. Устройство по п.31, в котором указанное электронное или электрооптическое устройство представляет собой устройство полимерного солнечного элемента или устройство фотодетектора.
34. Устройство по п.33, в котором указанное устройство представляет собой устройство полимерного солнечного элемента, содержащее структуру с объемными гетеропереходами.
35. Устройство по п.34, в котором указанная структура объемного гетероперехода содержит по меньшей мере один ингредиент в дополнение к указанному сопряженному полимеру.
36. Устройство по п.35, в котором указанный по меньшей мере один ингредиент в дополнение к указанному сопряженному полимеру содержит структуру фуллерена.
37. Устройство по п.35, в котором указанный по меньшей мере один ингредиент представляет собой по меньшей мере одно соединение из метилового эфира [6,6]-фенил C61 масляной кислоты, метилового эфира [6,6]-фенил C71 масляной кислоты или инден-С60 бисаддукта.
38. Электронное или электрооптическое устройство, содержащее:
первый электрод;
второй электрод, отделенный некоторым расстоянием от указанного первого электрода; и
слой активного материала, расположенный между указанным первым электродом и указанным вторым электродом,
где указанный активный слой содержит полимер, содержащий повторяющееся звено, имеющее структуру формулы (I)
Figure 00000001
,
где n представляет собой целое число большее 1;
R1, R2 и R3 независимо выбраны из алкилов, арилов и замещенных арилов;
X выбран из атомов кислорода, серы, селена и азота;
Ar1 и Ar2 представляет собой 1-5 моноциклических ариленовых, бициклических ариленовых, полициклических ариленовых, моноциклических гетероариленовых, бициклических гетероариленовых или полициклических гетероариленовых групп, либо конденсированных, либо просто соединенных между собой.
39. Электронное или электрооптическое устройство по п.38, дополнительно содержащее второй слой активного материала, расположенный между указанными первым и вторым электродами, так что указанное электронное или электрооптическое устройство представляет собой тандемное фотовольтаическое устройство.
RU2013147989/04A 2011-03-29 2012-03-29 Активные материалы для электрооптических устройств и электрооптические устройства RU2013147989A (ru)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201161468904P 2011-03-29 2011-03-29
US61/468,904 2011-03-29
US201161500832P 2011-06-24 2011-06-24
US61/500,832 2011-06-24
PCT/US2012/031265 WO2012135527A2 (en) 2011-03-29 2012-03-29 Active materials for electro-optic devices and electro-optic devices

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2013147989A true RU2013147989A (ru) 2015-05-10

Family

ID=46932345

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013147989/04A RU2013147989A (ru) 2011-03-29 2012-03-29 Активные материалы для электрооптических устройств и электрооптические устройства

Country Status (14)

Country Link
US (2) US9425420B2 (ru)
EP (1) EP2691993A4 (ru)
JP (1) JP2014512100A (ru)
KR (1) KR20140029409A (ru)
CN (1) CN103597601B (ru)
AU (1) AU2012236408A1 (ru)
BR (1) BR112013024418A2 (ru)
CA (1) CA2831394A1 (ru)
IL (1) IL228611A0 (ru)
MX (1) MX2013011261A (ru)
RU (1) RU2013147989A (ru)
SG (1) SG193951A1 (ru)
WO (1) WO2012135527A2 (ru)
ZA (1) ZA201307261B (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2804778C1 (ru) * 2022-11-07 2023-10-05 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный университет имени М.В.Ломоносова" (МГУ) Проводящий композитный материал на основе сопряженных полимеров с графеном

Families Citing this family (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5658633B2 (ja) * 2011-08-19 2015-01-28 株式会社クラレ 有機半導体用組成物及びそれを用いた光電変換素子
US10651409B2 (en) * 2012-07-20 2020-05-12 Nutech Ventures Narrowband nanocomposite photodetector
US20150287871A1 (en) * 2012-11-05 2015-10-08 University Of Florida Research Foundation, Inc. Solution-processed ultraviolet light detector based on p-n junctions of metal oxides
KR102251818B1 (ko) * 2012-11-22 2021-05-12 더 리젠츠 오브 더 유니버시티 오브 미시간 유기 광전지용 하이브리드 평면 혼합 헤테로접합
WO2014093334A2 (en) * 2012-12-10 2014-06-19 Invisage Technologies, Inc. Capture of scenes and events in space and time
JP2014239087A (ja) * 2013-06-05 2014-12-18 三菱化学株式会社 有機薄膜太陽電池の設置方法
JP6005595B2 (ja) 2013-06-28 2016-10-12 株式会社東芝 ポリマーとそれを用いた太陽電池
KR101638693B1 (ko) 2013-09-16 2016-07-11 주식회사 엘지화학 공중합체 및 이를 포함하는 유기 태양 전지
CN104775108B (zh) * 2014-01-15 2017-07-04 中国科学院理化技术研究所 柔性氧化物薄膜的化学镀法
US9399698B2 (en) 2014-01-31 2016-07-26 Xerox Corporation Processes for purifying diketopyrrolopyrrole copolymers
KR101728738B1 (ko) * 2014-03-07 2017-05-02 한국화학연구원 유기 반도체 화합물, 이의 제조방법 및 이를 채용한 유기 반도체 소자
EP3396729B1 (en) 2014-05-28 2019-10-09 Alliance for Sustainable Energy, LLC Methods for producing and using perovskite materials and devices therefrom
CN104140521A (zh) * 2014-07-11 2014-11-12 太原理工大学 宽吸收谱的三元共轭聚合物给体材料及其制备方法和用途
RU2583267C2 (ru) * 2014-07-23 2016-05-10 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт высокомолекулярных соединений Российской академии наук Фотолюминесцентный полимерный композиционный материал для светоизлучающих систем
US9692968B2 (en) 2014-07-31 2017-06-27 Invisage Technologies, Inc. Multi-mode power-efficient light and gesture sensing in image sensors
KR101705406B1 (ko) * 2014-09-11 2017-02-10 경희대학교 산학협력단 갈륨을 포함하는 p형 산화물 반도체를 이용한 유기 발광 다이오드 및 이의 제조 방법
CN104672434B (zh) * 2015-01-27 2017-11-07 华南理工大学 一种有机半导体材料及其制备方法与应用
US9701696B2 (en) 2015-02-27 2017-07-11 Alliance For Sustainable Energy, Llc Methods for producing single crystal mixed halide perovskites
KR102395776B1 (ko) 2015-05-18 2022-05-09 삼성전자주식회사 이차원 물질을 포함하는 반도체소자 및 그 제조방법
FR3046300B1 (fr) * 2015-12-23 2018-07-20 Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives Dispositif optoelectronique organique, matrice de tels dispositifs et procede de fabrication de telles matrices.
KR101972636B1 (ko) * 2016-01-14 2019-08-26 단국대학교 산학협력단 X-선 검출용 유기소자 및 그 제조방법
US10910439B1 (en) * 2016-12-21 2021-02-02 Government Of The United States As Represented By The Secretary Of The Air Force Efficient interconnecting layer for tandem solar cells
US10651408B2 (en) 2017-02-14 2020-05-12 International Business Machines Corporation Selenium-fullerene heterojunction solar cell
TWI699922B (zh) * 2017-10-23 2020-07-21 行政院原子能委員會核能研究所 大面積有機光電二極體之製造方法
US11233207B2 (en) * 2017-11-02 2022-01-25 The Regents Of The University Of California Narrow bandgap non-fullerene acceptors and devices including narrow bandgap non-fullerene acceptors
WO2019178789A1 (en) * 2018-03-21 2019-09-26 South University Of Science And Technology Of China Chlorination on side chains of conjugated polymers towards solar cell applications
CN109354591B (zh) * 2018-11-19 2021-09-14 中国科学院重庆绿色智能技术研究院 一种有机太阳能电池的活性层材料及其制备方法和应用
US11444256B2 (en) * 2019-06-25 2022-09-13 Hong Kong Baptist University Filter-free tunable spectrum photodetectors
KR20220139669A (ko) * 2021-04-08 2022-10-17 서울시립대학교 산학협력단 Pss 도핑된 폴리아닐린을 정공 수송층으로 사용하는 실내용 유기 태양 셀

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090126779A1 (en) * 2006-09-14 2009-05-21 The Regents Of The University Of California Photovoltaic devices in tandem architecture
US8373060B2 (en) * 2006-10-24 2013-02-12 Zetta Research and Development LLC—AQT Series Semiconductor grain microstructures for photovoltaic cells
JP5627459B2 (ja) 2007-08-17 2014-11-19 ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピアＢａｓｆ Ｓｅ ハロゲン含有のペリレンテトラカルボン酸誘導体及びそれらの使用
US7932344B2 (en) * 2007-09-06 2011-04-26 Xerox Corporation Diketopyrrolopyrrole-based polymers
DE102008051737B4 (de) * 2007-10-24 2022-10-06 Novaled Gmbh Quadratisch planare Übergangsmetallkomplexe, organische halbleitende Materialien sowie elektronische oder optoelektronische Bauelemente, die diese umfassen und Verwendung derselben
GB0802934D0 (en) * 2008-02-18 2008-03-26 Univ Denmark Tech Dtu Air stable photovoltaic device
US20100326525A1 (en) 2009-03-26 2010-12-30 Thuc-Quyen Nguyen Molecular semiconductors containing diketopyrrolopyrrole and dithioketopyrrolopyrrole chromophores for small molecule or vapor processed solar cells
JP2010272674A (ja) * 2009-05-21 2010-12-02 Konica Minolta Holdings Inc 有機光電変換素子およびその製造方法
US20100326497A1 (en) * 2009-06-29 2010-12-30 The Regents Of The University Of California Highly efficient tandem polymer photovoltaic cells

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2804778C1 (ru) * 2022-11-07 2023-10-05 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный университет имени М.В.Ломоносова" (МГУ) Проводящий композитный материал на основе сопряженных полимеров с графеном

Also Published As

Publication number Publication date
AU2012236408A1 (en) 2013-10-17
CA2831394A1 (en) 2012-10-04
WO2012135527A2 (en) 2012-10-04
MX2013011261A (es) 2014-03-27
EP2691993A4 (en) 2014-09-10
CN103597601B (zh) 2016-09-21
US9425420B2 (en) 2016-08-23
BR112013024418A2 (pt) 2016-12-20
KR20140029409A (ko) 2014-03-10
US20140020739A1 (en) 2014-01-23
US10026899B2 (en) 2018-07-17
SG193951A1 (en) 2013-11-29
US20170062723A1 (en) 2017-03-02
EP2691993A2 (en) 2014-02-05
CN103597601A (zh) 2014-02-19
ZA201307261B (en) 2014-12-23
IL228611A0 (en) 2013-12-31
WO2012135527A3 (en) 2013-03-28
JP2014512100A (ja) 2014-05-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2013147989A (ru) Активные материалы для электрооптических устройств и электрооптические устройства
JP5651606B2 (ja) 複数の電子供与体を有する光電池
US10305055B2 (en) Photoelectric conversion device and manufacturing method thereof
US8519068B2 (en) Conductive polymer containing carbazole, and organic photovoltaic device using same
Li et al. Graphdiyne-doped P3CT-K as an efficient hole-transport layer for MAPbI3 perovskite solar cells
Abdulrazzaq et al. Comparative aging study of organic solar cells utilizing polyaniline and PEDOT: PSS as hole transport layers
Bi et al. Device performance correlated with structural properties of vertically aligned nanorod arrays in polymer/ZnO solar cells
Zhan et al. Boosting the performance of self-powered CsPbCl3-based UV photodetectors by a sequential vapor-deposition strategy and heterojunction engineering
JP2015525470A (ja) アミン基を有する非共役高分子を含む有機電子素子用機能層及びこれを含む有機電子素子
Han et al. The sulfur-rich small molecule boosts the efficiency of carbon-based CsPbI2Br perovskite solar cells to approaching 14%
Liu et al. Inhibition of zero drift in perovskite-based photodetector devices via [6, 6]-Phenyl-C61-butyric acid methyl ester doping
KR101440607B1 (ko) 태양전지 모듈 및 이의 제조방법
Muth et al. Influence of charge carrier mobility and morphology on solar cell parameters in devices of mono-and bis-fullerene adducts
KR20140044786A (ko) 광기전력 전지
Liu et al. Large-area heterojunction photodetectors based on nanometer-thick CH3NH3PbI3 films modified with poly (methyl methacrylate) nanofilms
Sun et al. Photomodulated hysteresis behaviors in perovskite phototransistors with ultra-low operating voltage
Chen et al. Highly stable inverted organic photovoltaics using aluminum-doped zinc oxide as electron transport layers
Kobori et al. Effect of optical intensity distribution on device performances of PTB7-Th: PC71BM-based organic photovoltaic cells
Wang et al. CH3NH3PbI3/C60 heterojunction photodetectors with low dark current and high detectivity
Khattak et al. Device optimization of PIN structured perovskite solar cells: impact of design variants
Zhang et al. High efficiency and negligible hysteresis planar perovskite solar cells based on NiO nanocrystals modified TiO2 electron transport layers
Wu et al. High-sensitivity light detection via gate tuning of organometallic perovskite/PCBM bulk heterojunctions on ferroelectric Pb0. 92La0. 08Zr0. 52Ti0. 48O3 gated graphene field effect transistors
US20220376181A1 (en) Organic semiconductor device
US10923666B1 (en) Hole transporting material, manufacturing method thereof, and organic photodiode thereof
US10446757B2 (en) Solar cell

Legal Events

Date Code Title Description
FA93 Acknowledgement of application withdrawn (no request for examination)

Effective date: 20150330