WO2013156563A1 - Quinone acceptors for photovoltaic use - Google Patents
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Definitions
- the P-type organic semiconductor compounds (electron donor) used are generally of polythiophene type, for example poly (3-hexylthiophene), called P3HT, or of poly (arylene vinylene) type, while N-type organic semiconductor compounds (electron acceptor) used are generally fullerene type, such as for example methyl [6,6] -phenyl-C 6 -butyrate, called PCBM.
- P3HT / PCBM mixtures have, for example, been described in patent applications US2008 / 315187 or US2009 / 032808.
- P type semiconductor compounds of poly (arylene vinylene) type have, for example, been described in patent application WO94 / 29883.
- An object of the present invention is to increase the variety of photovoltaic coatings available and to provide a new type of photovoltaic coating.
- the present invention provides a photovoltaic coating based on a mixture of organic semiconductor compounds, based on specific organic semiconductor compounds.
- alkyl radicals When they are branched or substituted by one or more alkyl radicals, mention may be made especially of the isopropyl, tert-butyl, 2-ethylhexyl, 2-methylbutyl, 2-methylpentyl, 1-methylpentyl and 3-methylheptyl radicals.
- halogen is meant here a bromine atom, chlorine, fluorine or iodine.
- aryl denotes here a hydrocarbon aromatic system, mono or bicyclic comprising from 6 to 30, preferably from 6 to 10, carbon atoms.
- aryl radicals mention may especially be made of the phenyl or naphthyl radical, more particularly substituted with at least one halogen atom or an -OH group.
- heteroaryl is used.
- heteromatic polycyclic structure refers here to a bi, tri or polycyclic structure consisting of heteroaryl units contiguous to each other.
- X represents a nitrogen atom.
- the N-type organic semiconductor compound may especially be the following compound
- the N-type organic semiconductor compound then has a structure based on an anthraquinone and then corresponds to formula (II):
- the compounds of formula (II c ) may especially be chosen from:
- the organic semiconductor compound N-type of formula (II a) may also for example comprise at least two component units, identical or different, each having the formula (III):
- Photovoltaic coatings comprising the compounds of formula (I) of the present invention are capable of providing an advantageous photovoltaic effect in a coating comprising these compounds in combination with other semiconductors, in particular organic semiconductors.
- compositions and preparation kits for producing such coatings.
- compositions and preparation kits can be prepared according to the embodiments suitable for the formulation of currently known semiconductor compounds, such as PCBM for example.
Abstract
The present invention relates to a photovoltaic coating containing a mixture of type N (acceptor) and type P (donor) organic semiconductor compounds, which makes it possible to adjust the semiconducting properties of the photovoltaic coating by selecting a donor/acceptor pair, such that the coating may be suitable for use in the context of a photovoltaic device, wherein one of the organic semiconductors contains a quinone core.
Description
Accepteurs quinones pour application photovoltaïque Quinone acceptors for photovoltaic application
La présente invention a trait au domaine des dispositifs photovoltaïques, dits de troisième génération, qui mettent en œuvre des semi-conducteurs de nature organique. De tels dispositifs (cellules photovoltaïques en particulier), qui, pour assurer un effet photovoltaïque, mettent en œuvre des semi-conducteurs organiques (souvent désignés par OSC, pour l'anglais "Organic Semi-Conductors"), sont de conception récente. Ces systèmes, qui ont commencé à être développés au cours des années 1990, visent à se substituer, à terme, aux dispositifs de première et deuxième génération, qui mettent en œuvre des semi-conducteurs inorganiques. The present invention relates to the field of photovoltaic devices, said third generation, which implement semiconductors of organic nature. Such devices (photovoltaic cells in particular), which, to ensure a photovoltaic effect, implement organic semiconductors (often referred to as OSC, for the English "Organic Semi-Conductors"), are of recent design. These systems, which began to be developed in the 1990s, are intended to replace, in the long term, the first and second generation devices, which implement inorganic semiconductors.
Dans les dispositifs photovoltaïques qui mettent en œuvre des OSC, l'effet photovoltaïque est assuré par la mise en œuvre conjointe de deux composés organiques distincts, employés en mélange, à savoir : In photovoltaic devices that implement CSOs, the photovoltaic effect is ensured by the joint implementation of two distinct organic compounds, used in a mixture, namely:
- un premier composé organique présentant un caractère semi-conducteur de type P (donneur d'électron), qui est généralement un composé, de préférence polymère, qui présente des électrons engagés dans des liaisons ττ, avantageusement délocalisées, et qui est le plus souvent un polymère conjugué ; et a first organic compound having a P-type semiconductor character (electron donor), which is generally a compound, preferably a polymer, which has electrons engaged in ττ bonds, advantageously delocalized, and which is most often a conjugated polymer; and
- un deuxième composé organique, qui est immiscible au premier composé dans les conditions d'utilisation du dispositif photovoltaïque, et qui présente un caractère semiconducteur de type N (accepteur d'électron). a second organic compound, which is immiscible with the first compound under the conditions of use of the photovoltaic device, and which exhibits an N-type semiconductor character (electron acceptor).
L'effet photovoltaïque est obtenu en plaçant les deux semi-conducteurs organiques entre deux électrodes, sous la forme d'un revêtement comprenant ces deux semi-conducteurs en mélange (ce revêtement étant en contact direct avec les deux électrodes, ou éventuellement connecté au moins à une des électrodes par l'intermédiaire d'un revêtement supplémentaire, par exemple un revêtement collecteur de charge) ; et en irradiant la cellule photovoltaïque ainsi réalisée par un rayonnement électromagnétique adéquat, typiquement par la lumière du spectre solaire. Pour ce faire, une des électrodes est généralement transparente au rayonnement électromagnétique employé : de façon connue en soi, une anode transparente en ITO (oxyde d'indium dopé à l'étain) peut notamment être employée. L'obtention du revêtement à base du mélange des deux composés organiques semi-conducteurs entre les électrodes est typiquement réalisée en déposant une solution des deux composés dans un solvant approprié puis en évaporant ce solvant.
Sous l'effet de l'irradiation, les électrons du semi-conducteur organique de type P sont excités, typiquement selon un mécanisme dit de transition ττ-ττ* (passage de l'orbitale occupée la plus haute (HOMO) à l'orbitale moléculaire vacante la plus basse (LUMO)), ce qui conduit à un effet similaire à l'injection d'un électron de la bande de valence à la bande de conduction dans un semi-conducteur inorganique, qui conduit à la création d'un exciton (paire électron/trou). The photovoltaic effect is obtained by placing the two organic semiconductors between two electrodes, in the form of a coating comprising these two mixed semiconductors (this coating being in direct contact with the two electrodes, or possibly connected at least to one of the electrodes via an additional coating, for example a charge collection coating); and irradiating the photovoltaic cell thus produced with adequate electromagnetic radiation, typically by the light of the solar spectrum. To do this, one of the electrodes is generally transparent to the electromagnetic radiation employed: in a manner known per se, a transparent anode of ITO (indium oxide doped with tin) may in particular be used. Obtaining the coating based on the mixture of the two semiconductor organic compounds between the electrodes is typically carried out by depositing a solution of the two compounds in a suitable solvent and then evaporating this solvent. Under the effect of irradiation, the electrons of the P-type organic semiconductor are excited, typically according to a so-called transition mechanism ττ-ττ * (transition from the highest occupied orbital (HOMO) to the orbital vacant molecular molecule (LUMO)), which leads to an effect similar to the injection of an electron from the valence band to the conduction band in an inorganic semiconductor, which leads to the creation of a exciton (electron pair / hole).
De par la présence du semi-conducteur organique de type N au contact du semi conducteur de type P, l'exciton ainsi créé peut être dissocié au niveau de l'interface P/N et l'électron excité créé lors de l'irradiation peut ainsi être véhiculé par le semi conducteur de type N vers l'anode, le trou étant quant à lui conduit vers la cathode via le semiconducteur de type P. Due to the presence of the N type organic semiconductor in contact with the P-type semiconductor, the exciton thus created can be dissociated at the P / N interface and the excited electron created during irradiation can thus be conveyed by the N type semiconductor to the anode, the hole being led to the cathode via the P-type semiconductor.
La notion de caractère donneur (semi-conducteur de type P) ou accepteur (semi- conducteur de type N) d'un composé semi-conducteur est relative et est fonction de la nature du composé auquel il est associé au sein du revêtement photovoltaïque. Un composé comportant des groupements attracteurs est généralement de caractère accepteur (type N), et inversement, un composé comportant des groupements donneurs est généralement de caractère donneur (type P). The notion of donor character (P-type semiconductor) or acceptor (N-type semiconductor) of a semiconductor compound is relative and depends on the nature of the compound with which it is associated within the photovoltaic coating. A compound having attracting groups is generally of acceptor character (type N), and conversely, a compound comprising donor groups is generally of donor character (type P).
Les dispositifs photovoltaïques mettant en œuvre des semi-conducteurs organiques sont potentiellement prometteurs. En effet, compte tenu de la mise en œuvre de composés organiques de type polymères en remplacement des semi-conducteurs inorganiques, ils offrent l'avantage d'être plus flexibles mécaniquement, et par conséquent moins fragiles, que les systèmes de première et deuxième générations. Par ailleurs, ils sont plus légers et ils sont en outre plus faciles à fabriquer et ils s'avèrent moins onéreux. Photovoltaic devices using organic semiconductors are potentially promising. Indeed, taking into account the use of polymer-type organic compounds to replace inorganic semiconductors, they offer the advantage of being mechanically more flexible, and therefore less fragile, than the first and second generation systems. . In addition, they are lighter and they are also easier to manufacture and they are less expensive.
Toutefois, à ce jour, les types de composés semi-conducteurs organiques utilisés dans des dispositifs photovoltaïques sont restreints, ce qui constitue un frein à leur emploi effectif dans la production d'énergie photovoltaïque. De ce fait, de nombreux efforts sont réalisés pour essayer de diversifier les types de composés semi-conducteurs organiques utilisés. However, to date, the types of organic semiconductor compounds used in photovoltaic devices are restricted, which is a barrier to their effective use in the production of photovoltaic energy. As a result, many efforts are made to try to diversify the types of organic semiconductor compounds used.
Actuellement, les composés semi-conducteurs organiques de type P (donneur d'électron) utilisés sont généralement de type polythiophène, comme par exemple le poly(3-hexylthiophène), dit P3HT, ou de type poly(arylène vinylène), tandis que les
composés semi-conducteurs organiques de type N (accepteur d'électron) utilisés sont généralement de type fullerène, comme par exemple le [6,6]-phényl-C6rbutyrate de méthyle, dit PCBM. Des mélanges de type P3HT/PCBM ont par exemple été décrits dans les demandes de brevet US2008/315187 ou US2009/032808. Des composés semiconducteurs de type P de type poly(arylène vinylène) ont par exemple été décrits dans la demande de brevet W094/29883. Un but de la présente invention est d'augmenter la variété de revêtements à caractère photovoltaïque disponibles et de fournir un nouveau type de revêtement à caractère photovoltaïque. At present, the P-type organic semiconductor compounds (electron donor) used are generally of polythiophene type, for example poly (3-hexylthiophene), called P3HT, or of poly (arylene vinylene) type, while N-type organic semiconductor compounds (electron acceptor) used are generally fullerene type, such as for example methyl [6,6] -phenyl-C 6 -butyrate, called PCBM. P3HT / PCBM mixtures have, for example, been described in patent applications US2008 / 315187 or US2009 / 032808. P type semiconductor compounds of poly (arylene vinylene) type have, for example, been described in patent application WO94 / 29883. An object of the present invention is to increase the variety of photovoltaic coatings available and to provide a new type of photovoltaic coating.
A cet effet, la présente invention fournit un revêtement à caractère photovoltaïque à base de mélange de composés semi-conducteurs organiques, à base de composés semi-conducteurs organiques spécifiques. For this purpose, the present invention provides a photovoltaic coating based on a mixture of organic semiconductor compounds, based on specific organic semiconductor compounds.
Plus précisément, selon un premier aspect, la présente invention a pour objet un revêtement à caractère photovoltaïque à base d'un mélange d'au moins un composé semi-conducteur organique de type N et d'au moins un composé semi-conducteur organique de type P, dans lequel au moins un des composés semi-conducteurs organiques, de préférence le composé semi-conducteur organique de type N, est un composé comprenant un c osé de formule (I) : More specifically, according to a first aspect, the present invention relates to a photovoltaic coating based on a mixture of at least one N-type organic semiconductor compound and at least one organic semiconductor compound of type P, wherein at least one of the organic semiconductor compounds, preferably the organic N type semiconductor compound, is a compound comprising a compound of formula (I):
où : or :
le groupe
est un groupe =0, =C(CN)2 ou =N(CN) ; the group is a group = 0, = C (CN) 2 or = N (CN);
X représente un atome de carbone ou d'azote ; X represents a carbon or nitrogen atom;
le groupement -(D)- représente un groupement -NR'C- ou un groupement -CR'c=CR'd- où la double liaison est délocalisée ;the group - (D) - represents a group -NR ' C - or a group -CR' c = CR ' d - where the double bond is delocalized;
- chacun des groupes Ra, Rb, Rc, Rd, R'a, R'b, R'c et R'd, identiques ou différents, représente indépendamment un atome d'hydrogène, un atome
d'halogène (F, Cl , Br), un groupement -OH, un groupement -N02, un groupement amino (notamment -NH2), un groupement -CN, un groupement -SO2CF3, un groupement -O-alkyle ou -O-hétéroalkyle, un groupement -O-aryle ou -O-hétéroaryle, ou un groupement hydrocarboné, éventuellement substitué et comprenant éventuellement un ou plusieurs hétéroatome(s) (par exemple un alkyle C1-C20, de préférence un alkyle C1-C12) linéaire ou ramifié, ou un groupement aryle éventuellement substitué, par exemple aryle-alkyle) ; each of the groups R a , Rb, R c , Rd, R'a, R'b, R'c and R ' d , identical or different, independently represents a hydrogen atom, an atom of halogen (F, Cl, Br), a group -OH, a group -NO 2 , an amino group (in particular -NH 2 ), a group -CN, a group -SO 2 CF 3 , a group -O- alkyl or -O-heteroalkyl, a group -O-aryl or -O-heteroaryl, or a hydrocarbon group, optionally substituted and optionally comprising one or more heteroatoms (for example a C 1 -C 20 alkyl, preferably a linear or branched C 1 -C 12 alkyl, or an optionally substituted aryl group, for example aryl-alkyl);
étant entendu que deux ou plus des groupes Ra, Rb, Rc, Rd, R'a, R'b, R'c et R'd peuvent former ensemble avec le cycle auquel ils sont attachés une structure polycyclique aromatique ou hétéroaromatique, pouvant contenir une quinone ; it being understood that two or more R a , Rb, R c , Rd, R'a, R'b, R'c and R ' d groups may together with the ring to which they are attached form an aromatic or heteroaromatic polycyclic structure, may contain a quinone;
le groupe =ΑΊ est un groupe =0, =C(CN)2 ou =N(CN) ; ou bien ΑΊ est un groupe hydrocarboné qui forme avec Rd et/ou Rc, et/ou R'd et/ou R'c une structure polycyclique aromatique ou hétéroaromatique ; et the group = ΑΊ is a group = 0, = C (CN) 2 or = N (CN); or ΑΊ is a hydrocarbon group which forms with R d and / or R c , and / or R ' d and / or R' c an aromatic or heteroaromatic polycyclic structure; and
n est égal à 1 , ou bien n représente un degré de polymérisation et est un nombre entier ou non, supérieur à 1 , par exemple, de 1 à 5000, de préférence inférieur à 1000, plus avantageusement inférieur à 500. De préférence, le revêtement de la présente invention est un revêtement exclusivement organique, qui contient en général le mélange d'au moins un composé semi-conducteur organique de type N et d'au moins un composé semi-conducteur organique de type P, à l'exclusion notamment de composés semi-conducteurs inorganiques. Selon un mode de réalisation particulier, le revêtement de la présente invention consiste en un mélange comprenant un ou plusieurs composé(s) semiconducteurs) organique(s) de type N, un ou plusieurs composé(s) semi-conducteur(s) organique(s) de type P, et optionnellement des additifs organiques. Selon un mode de réalisation encore plus spécifique, le revêtement de la présente invention est un revêtement consistant exclusivement en un mélange d'un ou plusieurs composé(s) semi- conducteur(s) organique(s) de type N, et d'un ou plusieurs composé(s) semiconducteurs) organique(s) de type P. n is 1, or n represents a degree of polymerization and is an integer or non-integer, greater than 1, for example, from 1 to 5000, preferably less than 1000, more preferably less than 500. Preferably, the coating of the present invention is an exclusively organic coating, which generally contains the mixture of at least one N-type organic semiconductor compound and at least one P-type organic semiconductor compound, excluding, in particular, inorganic semiconductor compounds. According to a particular embodiment, the coating of the present invention consists of a mixture comprising one or more organic compound (s) N-type semiconductors, one or more organic semiconductor compound (s) ( s) type P, and optionally organic additives. According to an even more specific embodiment, the coating of the present invention is a coating consisting exclusively of a mixture of one or more N-type organic semiconductor compound (s), and a or more organic compound (s) semiconductors) type P.
Par ailleurs, quelle que soit sa composition, le revêtement de l'invention est de préférence un revêtement comprenant les composés semi-conducteurs organiques de type N et P en association au sein d'une même couche. De préférence il s'agit d'un revêtement monocouche.
Le revêtement selon l'invention peut notamment être un revêtement à caractère photovoltaïque à base d'un mélange d'au moins un composé semi-conducteur organique de type N et d'au moins un composé semi-conducteur organique de type P, dans lequel au moins un des composés semi-conducteurs organiques, de préférence le composé semi-conducteur organique de type N, répond à la formule (I). Moreover, whatever its composition, the coating of the invention is preferably a coating comprising the organic semiconductor compounds of N and P type in combination within the same layer. Preferably it is a monolayer coating. The coating according to the invention may in particular be a photovoltaic coating based on a mixture of at least one N-type organic semiconductor compound and at least one P-type organic semiconductor compound, in which at least one of the organic semiconductor compounds, preferably the N type organic semiconductor compound, corresponds to formula (I).
Alternativement, le revêtement selon l'invention peut mettre en œuvre d'autres composés comprenant un cœur quinone que les composés de formule (I), par exemple des composés de type anthraquinone, éventuellement substitués, ou bien des composés comprenant un cœur quinone ou anthraquinone et au moins un substituant à caractère donneur, tel qu'un thiophène ou un polythiophène. Alternatively, the coating according to the invention can implement other compounds comprising a quinone core than the compounds of formula (I), for example anthraquinone compounds, optionally substituted, or compounds comprising a quinone or anthraquinone core and at least one donor substituent, such as thiophene or polythiophene.
Selon un deuxième aspect, l'invention a généralement pour l'objet l'utilisation d'un composé de formule (I) à titre de composés semi-conducteurs organiques dans un revêtement à caractère photovoltaïque, notamment du type précité. According to a second aspect, the invention generally relates to the use of a compound of formula (I) as organic semiconductor compounds in a photovoltaic coating, especially of the aforementioned type.
Les composés semi-conducteurs organiques de formule (I) constituent une alternative intéressante aux composés semi-conducteurs actuellement connus. En particulier, ils sont généralement bien moins onéreux que les composés fullerènes, tel que le PCBM précité. Selon un mode de réalisation préférentiel, le revêtement selon l'invention ne comprend aucun fullerène ou fullerène greffé ou modifié du type du PCBM. En particulier, il est préférable, notamment pour des raisons de coût, que le revêtement soit exempt de PCBM. Selon une variante intéressante, le revêtement ne contient que des composés de formule (I) à titre de semi-conducteurs organiques de type N ou P, en contact avec d'autres composés organiques assurant le rôle de semi-conducteurs respectivement de type P ou N, à l'exclusion de PCBM, et de préférence à l'exclusion de tout dérivé de fullerènes. Dans le revêtement de l'invention, les composés semi-conducteurs organiques de type N et P sont propres à fournir, en association (généralement en contact l'un de l'autre) un effet photovoltaïque. The organic semiconductor compounds of formula (I) constitute an interesting alternative to the currently known semiconductor compounds. In particular, they are generally much less expensive than fullerene compounds, such as the abovementioned PCBM. According to a preferred embodiment, the coating according to the invention does not comprise any fullerene or fullerene grafted or modified of the PCBM type. In particular, it is preferable, especially for cost reasons, that the coating is free of PCBM. According to one advantageous variant, the coating contains only compounds of formula (I) as organic N or P type semiconductors, in contact with other organic compounds acting as semiconductors respectively of P type or N, excluding PCBM, and preferably excluding any derivative of fullerenes. In the coating of the invention, the organic semiconductor compounds of N and P type are able to provide, in combination (generally in contact with each other) a photovoltaic effect.
Un revêtement photovoltaïque comprenant un composé de formule (I) selon l'invention présente l'avantage de pouvoir ajuster l'énergie de la LUMO du composé organique semi-conducteur de type accepteur en fonction de l'énergie de la HOMO du
composé organique semi-conducteur de type donneur, et réciproquement. En effet, grâce à la variété de composés organiques semi-conducteurs de formule (I), notamment de par la variété des substituants présents sur les cycles, qui peuvent présenter un caractère donneur ou attracteur, l'invention met à disposition un large éventail de composés semi- conducteurs. A photovoltaic coating comprising a compound of formula (I) according to the invention has the advantage of being able to adjust the energy of the LUMO of the acceptor-type semiconductor organic compound as a function of the energy of the HOMO of the semiconductor organic compound of the donor type, and vice versa. Indeed, thanks to the variety of semiconducting organic compounds of formula (I), in particular by the variety of substituents present on the rings, which may have a donor or attractor character, the invention makes available a wide range of semiconductor compounds.
Selon la présente description, les radicaux « alkyle » désignent des radicaux hydrocarbonés saturés, en chaîne droite ou ramifiée, comprenant de 1 à 10 atomes de carbone, de préférence de 1 à 5 atomes de carbone (ils peuvent typiquement être représentés par la formule CnH2n+i , n représentant le nombre d'atomes de carbone). On peut notamment citer, lorsqu'ils sont linéaires, les radicaux méthyle, éthyle, propyle, butyle, pentyle, hexyle, octyle, nonyle et décyle. On peut notamment citer, lorsqu'ils sont ramifiés ou substitués par un ou plusieurs radicaux alkyles, les radicaux isopropyle, tertbutyle, 2-éthylhexyle, 2-méthylbutyle, 2-méthylpentyle, 1 -méthylpentyle et 3-méthylheptyle. According to the present description, the radicals "alkyl" denote saturated hydrocarbon radicals, straight or branched chain, comprising from 1 to 10 carbon atoms, preferably from 1 to 5 carbon atoms (they can typically be represented by the formula C n H 2 n + i, where n is the number of carbon atoms). Mention may in particular be made, when they are linear, the methyl, ethyl, propyl, butyl, pentyl, hexyl, octyl, nonyl and decyl radicals. When they are branched or substituted by one or more alkyl radicals, mention may be made especially of the isopropyl, tert-butyl, 2-ethylhexyl, 2-methylbutyl, 2-methylpentyl, 1-methylpentyl and 3-methylheptyl radicals.
Pour « halogène », on entend ici un atome de brome, de chlore, de fluor ou d'iode. Le terme « aryle » désigne ici un système aromatique hydrocarboné, mono ou bicyclique comprenant de 6 à 30, de préférence de 6 à 10, atomes de carbone. Parmi les radicaux aryle, on peut notamment citer le radical phényle ou naphtyle, plus particulièrement substitué par au moins un atome d'halogène ou un groupement -OH. Lorsque le radical aryle comprend au moins un hétéroatome, on parle de radical « hétéroaryle ». Ainsi, le terme « hétéroaryle » désigne un système aromatique comprenant un ou plusieurs hétéroatomes choisis parmi l'azote, l'oxygène ou le soufre, mono ou bicyclique, comprenant de 5 à 30, et de préférence de 5 à 10, atomes de carbone. Parmi les radicaux hétéroaryles, on pourra citer le pyrazinyle, le thiényle, l'oxazolyle, le furazanyle, le pyrrolyle, le 1 ,2,4-thiadiazolyle, le naphthyridinyle, le pyridazinyle, le quinoxalinyle, le phtalazinyle, l'imidazo[1 ,2-a]pyridine, l'imidazo[2,1 -b]thiazolyle, le cinnolinyle, le triazinyle, le benzofurazanyle, l'azaindolyle, le benzimidazolyle, le benzothiényle, le thiénopyridyle, le thiénopyrimidinyle, le pyrrolopyridyle, l'imidazopyridyle, le benzoazaindole, le 1 ,2,4-triazinyle, le benzothiazolyle, le furanyle, l'imidazolyle, l'indolyle, le triazolyle, le tétrazolyle, l'indolizinyle, l'isoxazolyle, l'isoquinolinyle, l'isothiazolyle, l'oxadiazolyle, le pyrazinyle, le pyridazinyle, le pyrazolyle, le pyridyle, le pyrimidinyle, le purinyle, le quinazolinyle, le quinolinyle, l'isoquinolyle, le 1 ,3,4- thiadiazolyle, le thiazolyle, le triazinyle, l'isothiazolyle, le carbazolyle, ainsi que les groupes correspondants issus de leur fusion ou de la fusion avec le noyau phényle.
Les radicaux "alkyle", "aryle" et "cycloalkyle" susmentionnés peuvent être substitués par un ou plusieurs substituants. Parmi ces substituants, on peut citer les groupes suivants : amino, hydroxy, thio, halogène, alkyle, alkoxy, alkylthio, alkylamino, aryloxy, arylalkoxy, cyano, trifluorométhyle, carboxy ou carboxyalkyle. For "halogen" is meant here a bromine atom, chlorine, fluorine or iodine. The term "aryl" denotes here a hydrocarbon aromatic system, mono or bicyclic comprising from 6 to 30, preferably from 6 to 10, carbon atoms. Among the aryl radicals, mention may especially be made of the phenyl or naphthyl radical, more particularly substituted with at least one halogen atom or an -OH group. When the aryl radical comprises at least one heteroatom, the term "heteroaryl" radical is used. Thus, the term "heteroaryl" denotes an aromatic system comprising one or more heteroatoms chosen from nitrogen, oxygen or sulfur, mono or bicyclic, comprising from 5 to 30, and preferably from 5 to 10, carbon atoms. . Among the heteroaryl radicals, mention may be made of pyrazinyl, thienyl, oxazolyl, furazanyl, pyrrolyl, 1,2,4-thiadiazolyl, naphthyridinyl, pyridazinyl, quinoxalinyl, phthalazinyl and imidazo [1]. , 2-a] pyridine, imidazo [2,1-b] thiazolyl, cinnolinyl, triazinyl, benzofurazanyl, azaindolyl, benzimidazolyl, benzothienyl, thienopyridyl, thienopyrimidinyl, pyrrolopyridyl, imidazopyridyl , benzoazaindole, 1,2,4-triazinyl, benzothiazolyl, furanyl, imidazolyl, indolyl, triazolyl, tetrazolyl, indolizinyl, isoxazolyl, isoquinolinyl, isothiazolyl, oxadiazolyl, pyrazinyl, pyridazinyl, pyrazolyl, pyridyl, pyrimidinyl, purinyl, quinazolinyl, quinolinyl, isoquinolyl, 1, 3,4-thiadiazolyl, thiazolyl, triazinyl, isothiazolyl, carbazolyl, as well as the corresponding groups resulting from their fusion or from the fusion with the phen ring yl. The above-mentioned "alkyl", "aryl" and "cycloalkyl" radicals may be substituted by one or more substituents. Among these substituents, there may be mentioned the following groups: amino, hydroxy, thio, halogen, alkyl, alkoxy, alkylthio, alkylamino, aryloxy, arylalkoxy, cyano, trifluoromethyl, carboxy or carboxyalkyl.
Le terme « structure polycyclique aromatique » désigne ici une structure bi, tri ou polycyclique constituée d'unités aryle accolées les unes aux autres. The term "aromatic polycyclic structure" refers here to a bi, tri or polycyclic structure consisting of aryl units contiguous to each other.
Le terme « structure polycyclique hétéroaromatique » désigne ici une structure bi, tri ou polycyclique constituée d'unités hétéroaryle accolées les unes aux autres. The term "heteroaromatic polycyclic structure" refers here to a bi, tri or polycyclic structure consisting of heteroaryl units contiguous to each other.
Selon un premier mode de réalisation de l'invention, X représente un atome d'azote. Dans ce cadre, le composé semi-conducteur organique de type N peut notamment être le composé suiv According to a first embodiment of the invention, X represents a nitrogen atom. In this context, the N-type organic semiconductor compound may especially be the following compound
Selon une variante de ce mode de réalisation, le groupement -(D)- peut représenter un groupement -NR'C— Dans ce cadre, le composé semi-conducteur de type N peut notamment être le composé suivant : According to a variant of this embodiment, the group - (D) - may represent a group -NR ' C - In this context, the N-type semiconductor compound may especially be the following compound:
Selon un deuxième mode de réalisation de l'invention, X représente un atome carbone et le groupement -(D)- représente -CR'c=CR'd-. Le composé semi-conducteur organique de type N présente alors une structure à base d'une anthraquinone et répond alors à la formule (II) : According to a second embodiment of the invention, X represents a carbon atom and the group - (D) - represents -CR ' c = CR' d -. The N-type organic semiconductor compound then has a structure based on an anthraquinone and then corresponds to formula (II):
Le mode de réalisation dans lequel on utilise un composé de formule (II) où n=1 est décrit plus en détail ci-dessous. The embodiment wherein a compound of formula (II) wherein n = 1 is described in more detail below.
Selon ce mode, le composé semi-conducteur organique de type N répond à la formule (lla) : In this embodiment, the organic semiconductor compound N-type has the formula (II a):
où les groupes A1 ; A'-, , Ra, Rb, Rc, Rd, R'a, R'b, R'c et R'd sont tels que prédéfinis.
Selon un mode de réalisation intéressant, le composé semi-conducteur organique de type N est un composé de formule (lla) où les groupes
sont identiques et représentent un groupe =0, =C(CN)2 ou =N(CN), de préférence =0. Plusieurs variantes sont envisageables pour ce mode de réalisation : where the groups A 1; A'-,, R a , Rb, R c , Rd, R'a, R'b, R'c and R ' d are as predefined. According to an interesting embodiment, the organic semiconductor compound N-type is a compound of formula (II a) wherein the groups are identical and represent a group = 0, = C (CN) 2 or = N (CN), preferably = 0. Several variants are conceivable for this embodiment:
• Selon une première variante, le composé de type N peut comprendre au moins deux unités constitutives de la formule (lla) identiques. Dans ce cas, le composé de t e N peut notamment être : • In a first variant, the n-type compound may comprise at least two component units of the formula (II a) identical. In this case, the compound of te N can in particular be:
Selon une deuxième variante, chacun des groupes Ra, Rb, Rc, Rd, R'a, R'b, R'c et R'd, identiques ou différents, peut par exemple, représenter indépendamment des autres groupes, un atome d'hydrogène, un groupement -OH, et/ou un groupement -N02. Dans ce cadre, les composés de formule (lla) peuvent notamment être choisis parmi : According to a second variant, each of the groups R a , Rb, R c , Rd, R'a, R'b, R'c and R ' d , which are identical or different, may for example represent, independently of the other groups, an atom hydrogen, an -OH group, and / or an -NO 2 group. In this context, the compounds of formula (II a) may be chosen especially from:
Selon une troisième variante, les groupes (Ra et Rb), et/ou (Rc et Rd), et/ou (R'a et R'b), et/ou (R'c et R'd) peuvent par exemple, former ensemble avec les deux atomes de carbone auxquels ils sont liés, une structure cyclique, typiquement monocyclique, aromatique ou hétéroaromatique, de préférence pyridine. Dans ce cadre, le composé semi-conducteur organique de type N répond alors à la formule (llb) suivante : According to a third variant, the groups (R a and R b ), and / or (R c and R d ), and / or (R ' a and R' b ), and / or (R ' c and R' d ) may, for example, form together with the two carbon atoms to which they are bonded, a cyclic structure, typically monocyclic, aromatic or heteroaromatic, preferably pyridine. In this context, the organic semiconductor compound N-type then the formula (II b):
ou : or :
le groupe (A) représente une structure cyclique, aromatique ou hétéroaromatique, de préférence une pyridine ; et the group (A) represents a cyclic, aromatic or heteroaromatic structure, preferably a pyridine; and
- chacun des groupes Ra, Rb, R'a, R'b, R'c et R'd est tel que prédéfini. - each of R a, R b, R 'a, R' b, R'c and R d is as predefined.
Les composés de formule (llb) peuvent notamment être choisis parmi : The compounds of formula (II b) may be chosen especially from:
Selon une quatrième variante, les groupes (Ra et Rb), et/ou (Rc et Rd), et/ou (R'a et R'b), et/ou (R'c et R'd) peuvent aussi, former ensemble avec les deux atomes de carbone auxquels ils sont liés, une structure polycyclique, aromatique ou hétéroaromatique, de préférence comprenant une quinone. Dans ce cadre, le composé semi-conducteur organique de type N répond alors la formule (llc) suivante : According to a fourth variant, the groups (R a and R b ), and / or (R c and R d ), and / or (R ' a and R' b ), and / or (R ' c and R' d ) may also form, together with the two carbon atoms to which they are bonded, a polycyclic, aromatic or heteroaromatic structure, preferably comprising a quinone. In this context, the N-type organic semiconductor compound then satisfies the following formula (II c ):
ou : or :
(B) est une structure polycyclique, aromatique ou hétéroaromatique de préférence incluant des groupes quinones ; et
les groupes Ai et ΑΊ sont tels que prédéfinis. (B) is a polycyclic, aromatic or heteroaromatic structure, preferably including quinone groups; and groups Ai and ΑΊ are as predefined.
Les composés de formule (llc) peuvent notamment être choisis parmi : The compounds of formula (II c ) may especially be chosen from:
Alternativement, selon cette quatrième variante, au moins un couple parmi les groupes (Ra et Rb), (R'c et R'd), (Rc et Rd) et (R'a et R'b) peut par exemple, former ensemble avec les deux atomes de carbone auxquels il est lié, une structure polycyclique, aromatique ou hétéroaromatique, et au moins un autre couple parmi les groupes (Ra et Rb), (R'c et R'd), (R'c et R'd) et (R'a et R'b) forme ensemble avec les deux atomes de carbone auxquels il est lié, une structure polycyclique, aromatique ou hétéroaromatique. Dans ce cadre, le composé semi-conducteur organique de type N répond alors à la formule (lld) ou à la formule (lle) suivante : Alternatively, according to this fourth variant, at least one of the groups (R a and R b ), (R ' c and R' d ), (R c and R d ) and (R ' a and R' b ) can for example, together with the two carbon atoms to which it is bonded, form a polycyclic, aromatic or heteroaromatic structure, and at least one other pair from the groups (R a and R b ), (R'c and R ' d ) (R'c and R ' d ) and (R' a and R ' b ) form together with the two carbon atoms to which it is bonded, a polycyclic, aromatic or heteroaromatic structure. In this context, the organic semiconductor compound N-type then the formula (II d) or formula (II e) below:
où : or :
chacun des groupes (B) et (Β'), identiques ou différents, est une structure polycyclique, aromatique ou hétéroaromatique, de préférence incluant des groupes quinones ; each of the groups (B) and (Β '), which are identical or different, is a polycyclic, aromatic or heteroaromatic structure, preferably including quinone groups;
- les groupes et ΑΊ sont tels que prédéfinis ; et the groups and ΑΊ are as predefined; and
chacun des groupes Rc, Rd, R'a, R'b, R'c et R'd est tel que prédéfini. each of R c , R d , R ' a , R' b , R'c and R ' d is as predefined.
Le composé répond à la formule (lle) peut notamment être le composé suivant :
The compound of the formula (II e) may include the following compound:
Les composés de formule (lld) et (lle) peuvent comprendre d'autres structures cycliques que les groupes (B) et (Β'), ces structures étant éventuellement reliées entre elles. The compounds of formula (II d) and (II e) can include other cyclic structures that groups (B) and (Β '), these structures being optionally interconnected.
Selon un autre mode de réalisation intéressant, le composé semi-conducteur organique de type N est un composé de formule (lla) où le groupe =ΑΊ est un groupe hydrocarboné qui forme avec Rd et/ou Rc, et/ou R'd et/ou R'c (par exemple, avec Rc et Rd ou avec Rd seulement) une structure polycyclique, aromatique ou hétéroaromatique, porteuse des groupes =0, =C(CN)2 ou =N(CN), de préférence =0. In another advantageous embodiment, the organic semiconductor compound N-type is a compound of formula (II a) wherein the group = ΑΊ is a hydrocarbon group that forms with R d and / or R c and / or R d and / or R ' c (for example, with R c and R d or with R d only) a polycyclic, aromatic or heteroaromatic structure, bearing groups = 0, = C (CN) 2 or = N (CN) , preferably = 0.
Dans ce cadre, les composés de type N peuvent notamment être choisis parmi : In this context, the N-type compounds can in particular be chosen from:
Selon un autre mode de réalisation intéressant, le composé semi-conducteur organique de type N de formule (lla) peut aussi par exemple, comprendre au moins deux unités constitutives, identiques ou différents, ayant chacune la formule (III) suivante : According to another interesting embodiment, the organic semiconductor compound N-type of formula (II a) may also for example comprise at least two component units, identical or different, each having the formula (III):
(L3) représente un groupe Rc du type précité, ou une liaison entre l'unité et une autre des unités constitutives ; et (L 3 ) represents a group R c of the aforementioned type, or a bond between the unit and another of the constituent units; and
- (L4) représente un groupe Rb du type précité, ou une liaison entre l'unité et une autre des unités constitutives. - (L 4 ) represents a group R b of the aforementioned type, or a link between the unit and another of the constituent units.
Selon une première variante de ce mode de réalisation, la liaison (L^ peut former une liaison C=C avec la liaison (L^ d'une autre unité et chacune des unités (L2), (L3) et (L4) représente un groupe Rb, Rc et Rd prédéfini. According to a first variant of this embodiment, the bond (L 1 may form a bond C = C with the bond (L 1) of another unit and each of the units (L 2 ), (L 3 ) and (L 4 ) represents a group R b , R c and R d predefined.
Dans ce cadre, les composés de type N peuvent comprendre de préférence uniquement deux unités constitutives de formule (III) et peuvent notamment être des composés choisis parmi : In this context, the N-type compounds may preferably comprise only two constituent units of formula (III) and may in particular be compounds chosen from:
Selon une deuxième variante de ce mode de réalisation, la liaison (l_i) peut former une liaison C=C avec la liaison (l_i) de l'autre unité ; ou bien la liaison (l_i) peut être liée à la liaison (L3) d'une autre unité par l'intermédiaire d'un groupement espaceur, typiquement (l_i) et (L3) forment ensemble une liaison du type -CH=N- ; la liaison (L2) peut former avec la liaison (L2) d'une autre unité une liaison covalente C-C ; lorsque (L3) est une liaison, elle peut être liée à une liaison (l_i) d'une autre unité, typiquement par l'intermédiaire d'un groupement espaceur -CH=N- ; et lorsque (L4) est une liaison, elle peut être liée à une autre liaison (L4) d'une autre unité, typiquement par l'intermédiaire d'un groupement espaceur, préférentiellement les deux liaisons (L4) peuvent former l'ensemble un groupement divalent -CH=CH-. Dans ce cadre, le composé de type N peut notamment être le composé suivant :
According to a second variant of this embodiment, the link (I_i) can form a connection C = C with the link (I_i) of the other unit; or else the bond (l_i) may be linked to the bond (L 3 ) of another unit via a spacer group, typically (l_i) and (L 3 ) together form a bond of the type -CH = NOT- ; the bond (L 2 ) can form with the bond (L 2 ) of another unit a covalent bond CC; when (L 3 ) is a bond, it may be bonded to a bond (l_i) of another unit, typically via a spacer group -CH = N-; and when (L 4 ) is a bond, it may be bonded to another bond (L 4 ) of another unit, typically via a spacer group, preferentially the two bonds (L 4 ) may form together a divalent group -CH = CH-. In this context, the compound of type N can in particular be the following compound:
Les revêtements photovoltaïques comprenant les composés de formule (I) de la présente invention sont capables de fournir un effet photovoltaïque intéressant au sein d'un revêtement comprenant ces composés en association avec d'autres semiconducteurs, en particulier des semi-conducteurs organiques. Photovoltaic coatings comprising the compounds of formula (I) of the present invention are capable of providing an advantageous photovoltaic effect in a coating comprising these compounds in combination with other semiconductors, in particular organic semiconductors.
L'invention a pour objet ce type de revêtements, ainsi que les compositions et les kits de préparation permettant de réaliser de tels revêtements. Ces compositions et kits de préparation peuvent être préparés selon les modes de réalisation adaptés à la formulation des composés semi-conducteurs actuellement connus, tel que le PCBM par exemple.
The subject of the invention is this type of coating, as well as the compositions and preparation kits for producing such coatings. These compositions and preparation kits can be prepared according to the embodiments suitable for the formulation of currently known semiconductor compounds, such as PCBM for example.
Claims
REVENDICATIONS
1. Revêtement à caractère photovoltaïque, comprenant au moins un composé semi-conducteur organique de type N et d'au moins un composé semiconducteur de type P, où, le composé de type N répond à la formule (I) : A photovoltaic coating, comprising at least one N-type organic semiconductor compound and at least one P-type semiconductor compound, wherein the N-type compound has formula (I):
où : or :
le groupe
est un groupe =0, =C(CN)2 ou =N(CN) ; the group is a group = 0, = C (CN) 2 or = N (CN);
X représente un atome de carbone ou d'azote ; X represents a carbon or nitrogen atom;
le groupement -(D)- représente un groupement -NR'C- ou un groupement -CR'c=CR'd- où la double liaison est délocalisée ; the group - (D) - represents a group -NR ' C - or a group -CR' c = CR ' d - where the double bond is delocalized;
- chacun des groupes Ra, Rb, Rc, Rd, R'a, R'b, R'c et R'd, identiques ou différents, représente indépendamment un atome d'hydrogène, un atome d'halogène (F, Cl , Br), un groupement -OH, un groupement -N02, un groupement amino (notamment -NH2), un groupement -CN, un groupement -S02CF3, un groupement -O-alkyle ou -O-hétéroalkyle, un groupement -O-aryle ou -O-hétéroaryle, ou un groupement hydrocarboné, éventuellement substitué et comprenant éventuellement un ou plusieurs hétéroatome(s) (par exemple un alkyle CrC20, de préférence un alkyle C1 -C12) linéaire ou ramifié, ou un groupement aryle éventuellement substitué, par exemple aryle-alkyle) ; each of the groups R a , Rb, R c , Rd, R'a, R'b, R'c and R ' d , identical or different, independently represents a hydrogen atom, a halogen atom (F, Cl, Br), an -OH group, a -NO 2 group, an amino group (especially -NH 2 ), a -CN group, a -SO 2 CF 3 group, a -O-alkyl or -O-heteroalkyl group. a -O-aryl or -O-heteroaryl group, or a hydrocarbon-based group, optionally substituted and optionally comprising one or more heteroatoms (for example a linear or branched C 1 -C 20 alkyl, preferably a C 1 -C 12 alkyl), or an optionally substituted aryl group, for example aryl-alkyl);
étant entendu que deux ou plus des groupes Ra, Rb, Rc, Rd, R'a, R'b, R'c et R'd peuvent former ensemble avec le cycle auquel ils sont attachés une structure polycyclique aromatique ou hétéroaromatique, pouvant contenir une quinone ; it being understood that two or more R a , Rb, R c , Rd, R'a, R'b, R'c and R'd groups together with the ring to which they are attached may form an aromatic or heteroaromatic polycyclic structure, may contain a quinone;
le groupe =ΑΊ est un groupe =0, =C(CN)2 ou =N(CN) ; ou bien ΑΊ est un groupe hydrocarboné qui forme avec Rd et/ou Rc, et/ou R'd et/ou R'c une structure polycyclique aromatique ou hétéroaromatique ; et the group = ΑΊ is a group = 0, = C (CN) 2 or = N (CN); or ΑΊ is a hydrocarbon group which forms with R d and / or R c , and / or R ' d and / or R' c an aromatic or heteroaromatic polycyclic structure; and
n est égal à 1 , ou bien n représente un degré de polymérisation et est un nombre entier ou non supérieur à 1 , par exemple, de 1 à 5000, de
préférence inférieur à 1000, plus avantageusement inférieur à 500. n is 1, or n represents a degree of polymerization and is an integer or no greater than 1, for example, from 1 to 5000, preferably less than 1000, more preferably less than 500.
2. Revêtement selon la revendication 1 , où le composé de type N répond à la formule (II) : The coating of claim 1, wherein the N-type compound has the formula (II):
où les groupes A1 ; ΑΊ , Ra, Rb, Rc, Rd, R'a, R'b, R'c et R'd sont tels que définis dans la revendication 1 . where the groups A 1; ΑΊ, R a , Rb, R c , Rd, R'a, R'b, R'c and R ' d are as defined in claim 1.
3. Revêtement selon la revendication 2, où n=1 , le composé de type N répondant à la formule (lla) suivante : 3. The coating of claim 2, wherein n = 1, the N-type compound of formula (II a):
4. Revêtement selon la revendication 3, où les groupes = ^ et =ΑΊ sont identiques et représentent un groupe =0, =C(CN)2 ou =N(CN), de préférence =0. 4. The coating of claim 3, wherein the groups = 1 and ΑΊ are identical and represent a group = 0, = C (CN) 2 or = N (CN), preferably = 0.
5. Revêtement selon la revendication 3 ou 4, où le composé de type N comprend au moins deux unités constitutives de la formule (l la) identiques.
5. The coating of claim 3 or 4, wherein the N-type compound comprises at least two component units of the formula (II a) identical.
6. Revêtement selon la revendication 5 où le composé de type N est : The coating of claim 5 wherein the N-type compound is:
Revêtement selon la revendication 3 ou 4, où chacun des groupes Ra, Rb, Rc, Rd, R'a, R'b, R'c et R'd, identiques ou différents, représente indépendamment des autres groupes, un atome d'hydrogène, un groupement -OH, et/ou un groupement -N02. The coating of claim 3 or 4, wherein each of R a , Rb, R c , R d , R ' a , R'b, R'c and R' d , the same or different, independently of the other groups, represents hydrogen atom, an -OH group, and / or an -NO 2 group.
Revêtement selon la revendication 7, où le composé de type N est un composé de formule (lla) choisi dans le groupe consistant en : Coating composition according to claim 7, wherein the N-type compound is a compound of formula (II a) selected from the group consisting of:
9. Revêtement selon la revendication 3 ou 4, où les groupes (Ra et Rb), et/ou (Rc et Rd), et/ou (R'a et R'b), et/ou (R'c et R'd) forment ensemble avec les deux atomes de carbone auxquels ils sont liés, une structure cyclique, aromatique ou hétéroaromatique. 9. The coating of claim 3 or 4, wherein the groups (R a and R b ), and / or (R c and R d ), and / or (R ' a and R' b ), and / or (R c and R ' d ) together with the two carbon atoms to which they are attached form a cyclic, aromatic or heteroaromatic structure.
10. Revêtement selon la revendication 9, où la structure cyclique est une pyridine.
The coating of claim 9, wherein the ring structure is pyridine.
11. Revêtement selon la revendication 9, où le composé répond à la formule (llb) suivante : 11. The coating of claim 9, wherein the compound has formula (II b):
chacun des groupes Ra, Rb, R'a, R'b, R'c et R'd est tel que défini dans la revendication 1 . each of R a , Rb, R'a, R'b, R'c and R ' d is as defined in claim 1.
12. Revêtement selon la revendication 1 1 , où le composé de type N est un composé de formule (llb) choisi dans le groupe consistant en : The coating of claim 11, wherein the N-type compound is a compound of formula ( 11b ) selected from the group consisting of:
et Rd), et/ou (R'a et R'b), et/ou (R'c et R'd) forment ensemble avec les deux atomes de carbone auxquels ils sont liés, une structure polycyclique, aromatique ou hétéroaromatique. and R d ), and / or (R ' a and R' b ), and / or (R ' c and R' d ) together with the two carbon atoms to which they are attached form a polycyclic, aromatic or heteroaromatic structure .
14. Revêtement selon la revendication 13, où la structure polycyclique comprend une quinone. The coating of claim 13, wherein the polycyclic structure comprises a quinone.
15. Revêtement selon la revendication 13, où le composé répond à la formule (llc) suivante : The coating of claim 13, wherein the compound has the following formula (II c ):
les groupes Ai et ΑΊ sont tels que définis dans la revendication 4. the groups Ai and ΑΊ are as defined in claim 4.
16. Revêtement selon la revendication 15, où le composé de type N est composé de formule (llc) choisi dans le groupe consistant en : The coating of claim 15, wherein the N-type compound is of formula (II c ) selected from the group consisting of:
17. Revêtement selon la revendication 13, où au moins un couple parmi les groupes (Ra et Rb), (R'c et R'd), (Rc et Rd) et (R'a et R'b) forme ensemble avec les deux atomes de carbone auxquels il est lié, une structure polycyclique, aromatique ou hétéroaromatique, et au moins un autre couple parmi les groupes (Ra et Rb), (R'c et R'd), (Rc et Rd) et (R'a et R'b) forme ensemble avec les deux atomes de carbone auxquels il est lié, une structure polycyclique, aromatique ou hétéroaromatique. 17. The coating of claim 13, wherein at least one of the groups (R a and R b ), (R ' c and R' d ), (R c and R d ) and (R ' a and R' b ) together with the two carbon atoms to which it is bonded forms a polycyclic, aromatic or heteroaromatic structure, and at least one other of the groups (R a and R b ), (R ' c and R' d ), ( R c and R d ) and (R ' a and R' b ) form together with the two carbon atoms to which it is bonded, a polycyclic, aromatic or heteroaromatic structure.
18. Revêtement selon la revendication 17, où le composé répond à la formule (lld) ou à la formule (lle) suivante : 18. The coating of claim 17 wherein the compound has the formula (II d) or formula (II e) below:
les groupes Ai et ΑΊ sont tels que définis dans la revendication 4 ; et
chacun des groupes Rc, Rd, R'a, R'b, R'c et R'd est tel que défini dans la revendication 1 . the groups A 1 and ΑΊ are as defined in claim 4; and each of R c , R d , R ' a , R'b, R'c and R' d is as defined in claim 1.
19. Revêtement selon la revendication 18, où le composé de type N de formule The coating of claim 18, wherein the N type compound of formula
20. Revêtement selon la revendication 2 ou 3, où dans le composé de type N de formule (lla), le groupe =ΑΊ est un groupe hydrocarboné qui forme avec Rd et/ou Rc, et/ou R'd et/ou R'c (par exemple, avec Rc et Rd ou avec Rd seulement) une structure polycyclique, aromatique ou hétéroaromatique, porteuse des groupes =0, =C(CN)2 ou =N(CN), de préférence =0. 20. The coating of claim 2 or 3, wherein in the N-type compound of formula (II a), the group = ΑΊ is a hydrocarbon group that forms with R d and / or R c and / or R d and or R ' c (for example, with R c and R d or with R d only) a polycyclic, aromatic or heteroaromatic structure, bearing groups = 0, = C (CN) 2 or = N (CN), preferably = 0.
21. Revêtement selon la revendication 20, où le composé de type N est composé de formule (lla) choisi dans le groupe consistant en : 21. The coating of claim 20, wherein the N-type compound is compound of formula (II a) selected from the group consisting of:
22. Revêtement selon la revendication 2 ou 3, où le composé de type N est un composé de formule (lla) qui comprend au moins deux unités constitutives identiques ou différents, ayant chacune la formule (I II) suivante : 22. The coating of claim 2 or 3, wherein the N-type compound is a compound of formula (II a) which comprises at least two identical or different structural units, each having the formula (I II):
(l_i) et (L2) représente chacune une liaison avec une autre des unités constitutives ; (l_i) and (L 2 ) each represents a link with another of the constituent units;
(L3) représente un groupe Rc du type tel que défini dans la revendication 1 , ou une liaison entre l'unité et une autre des unités constitutives ; et (L 3 ) represents a group R c of the type as defined in claim 1, or a bond between the unit and another of the constituent units; and
(L4) représente un groupe Rb du type tel que défini dans la revendication 1 , ou une liaison entre l'unité et une autre des unités constitutives. (L 4 ) represents a group R b of the type as defined in claim 1, or a link between the unit and another of the constituent units.
23. Revêtement selon la revendication 22, où : 23. The coating of claim 22, wherein:
la liaison (L^ forme une liaison C=C avec la liaison (L^ d'une autre unité ; chacune des unités (L2), (L3) et (L4) représente respectivement un groupe Rb, Rc et Rd tel que défini dans la revendication 1 ; et the bond (L) forms a bond C = C with the bond (L) of another unit, each of the units (L 2 ), (L 3 ) and (L 4 ) respectively represents a group R b , R c and R d as defined in claim 1, and
de préférence, les composés de type N comprennent uniquement deux unités constitutives de formule (III). preferably, the N-type compounds comprise only two constituent units of formula (III).
24. Revêtement selon la revendication 23, où le composé de type N est un composé de formule (lla) choisi dans le groupe consistant en : 24. The coating of claim 23, wherein the N-type compound is a compound of formula (II a) selected from the group consisting of:
25. Revêtement selon la revendication 22, où : 25. The coating of claim 22, wherein:
la liaison (l_i) forme une liaison C=C avec la liaison (l_i) de l'autre unité ; ou bien la liaison (l_i) est liée à la liaison (L3) d'une autre unité par l'intermédiaire d'un groupement espaceur ; the link (I_i) forms a C = C link with the link (I_i) of the other unit; or the link (I_i) is linked to the link (L 3 ) of another unit via a spacer group;
la liaison (L2) forme avec la liaison (L2) d'une autre unité une liaison covalente C-C ; the bond (L 2 ) forms with the bond (L 2 ) of another unit a covalent bond CC;
lorsque (L3) est une liaison, elle est liée à une liaison (L^ d'une autre unité ; et
lorsque (L4) est une liaison, elle est liée à une autre liaison (L4) d'une autre unité, typiquement par l'intermédiaire d'un groupement espaceur. when (L 3 ) is a link, it is linked to a link (L ^ of another unit, and when (L 4 ) is a bond, it is linked to another bond (L 4 ) of another unit, typically via a spacer group.
26. Revêtement selon la revendication 25, où le composé de type N répond à la formule suivante The coating of claim 25, wherein the N-type compound has the following formula
27. Revêtement selon la revendication 2, où : The coating of claim 2, wherein:
- n>1 ; et - n> 1; and
- chacun des groupes R'a, R'b, R'c et R'd, identiques ou différents, représente indépendamment un atome d'hydrogène, ou un groupement -O-alkyle, -O-hétéroalkyle, -O-alkyle, ou -O-hétéroalkyle. each of the groups R ' a , R'b, R'c and R' d , identical or different, independently represents a hydrogen atom, or a group -O-alkyl, -O-heteroalkyl, -O-alkyl, or -O-heteroalkyl.
28. Revêtement selon la revendication 27, où le composé de type N est un composé de formule (II) choisi dans le groupe consistant en : The coating of claim 27, wherein the N-type compound is a compound of formula (II) selected from the group consisting of:
29. Revêtement selon la revendication 1 , où X représente un atome d'azote. 29. The coating of claim 1, wherein X represents a nitrogen atom.
30. Revêtement selon la revendication 29, où le composé de type N répond à la formule suivante : The coating of claim 29, wherein the N-type compound has the following formula:
31. Revêtement selon la revendication 29, où le groupement -(D)- représente un groupement -NR'C-.
31. The coating of claim 29, wherein the group - (D) - represents a group -NR ' C -.
32. Revêtement selon la revendication 29 ou 31 , où le composé de type N répond à la formule suivante The coating of claim 29 or 31, wherein the N-type compound has the following formula
33. Utilisation d'un composé de formule (I) selon la revendication 1 , à titre de composé semi-conducteur organique pour la fabrication d'un revêtement à caractère photovoltaïque.
33. Use of a compound of formula (I) according to claim 1, as organic semiconductor compound for the manufacture of a photovoltaic coating.
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2989834A1 (en) | 2013-10-25 |
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