CN116670139A - 化合物 - Google Patents

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S·A·琼斯
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Abstract

一种式(I)的化合物：EAG–EDG–EAG(I)其中EDG是式(II)的供电子基团，每个EAG独立地是式(III)(II)(III)的受电子基团，每个X独立地是O或S；每个Y独立地是O、S、Se、NR8或C(R9)2，其中R8和R9在每次出现时独立地选自H或取代基；Ar3和Ar4在每次出现时独立地是单环或多环芳香族或杂芳香族基团；R1和R2在每次出现时独立地是取代基；R3‑R6各自独立地是H或取代基；Z1是直接键，或者Z1与取代基R4一起形成Ar1，其中Ar1是单环或多环芳香族或杂芳香族基团；Z2是直接键，或者Z2与取代基R5一起形成Ar2，其中Ar2是单环或多环芳香族或杂芳香族基团；p是0、1、2或3；q是0、1、2或3；R10在每次出现时是H或取代基；‑‑‑‑表示EDG的连接位置；并且R7在每次出现时是H或取代基，条件是至少一个R7是CN。所述式(I)的化合物可以用作有机光响应装置的本体异质结层中的电子受体。

Description

化合物
背景技术
本公开的实施例涉及用于有机光响应装置的有机化合物，特别是用于有机光检测器的电子接受化合物。
一系列包括有机半导体材料的有机电子装置是已知的，包含有机发光装置、有机场效应晶体管、有机光伏装置和有机光检测器(OPD)。
WO 2018/065352公开了具有光活性层的OPD，所述光活性层含有不含富勒烯部分的小分子受体和具有供体和受体单元的缀合共聚物电子供体。
WO 2018/065356公开了具有光活性层的OPD，所述光活性层含有不含富勒烯部分的小分子受体和具有随机分布的供体和受体单元的缀合共聚物电子供体。
Yao等人,“具有超窄带隙的小分子受体的设计、合成和光伏表征(Design,Synthesis,and Photovoltaic Characterization of a Small Molecular Acceptorwith an Ultra-Narrow Band Gap)”,《应用化学国际英文版(Angew Chem Int Ed Engl.)》2017年3月6日；56(11):3045-3049公开了带隙为1.24eV的非富勒烯受体。
Li等人,“用于高性能铸态太阳能单元的具有强近红外吸收的基于稠合三(噻吩并噻吩)的电子受体(Fused Tris(thienothiophene)-Based Electron Acceptor withStrong Near-Infrared Absorption for High-Performance As-Cast Solar Cells)”,《先进材料(Advanced Materials)》,第30(10)卷,2018公开了用于太阳能单元的稠合八环电子受体(FOIC)。
Gao等人,“用于效率超过13％的高性能三元共混有机太阳能单元的具有近红外吸收的新的非富勒烯受体(A New Non-fullerene Acceptor with Near InfraredAbsorption for High Performance Ternary-Blend Organic Solar Cells withEfficiency over 13％)”《先进科学(Advanced Science)》,第5(6)卷,2018年6月公开了含有受体-供体-受体(A-D-A)型非富勒烯受体3TT-FIC的太阳能单元，其具有三个稠合的噻吩并[3,2-b]噻吩作为中心核，并且二氟取代的茚满酮作为端基。
Wang等人,“用于效率为9.77％的半透明有机太阳能单元的具有强近红外吸收的稠合六环非富勒烯受体(Fused Hexacyclic Non-fullerene Acceptor with StrongNear-Infrared Absorption for Semitransparent Organic Solar Cells with 9.77％Efficiency)”公开了基于供电子-基团二噻吩并环戊噻吩并[3,2-b]噻吩(侧接吸电子-基团1,1-二氰亚甲基-3-茚满酮)，含有受体IHIC的太阳能单元。
发明内容
在一些实施例中，本公开提供了一种式(I)的化合物：
EAG–EDG–EAG
(I)
其中EDG是式(II)的供电子基团，每个EAG独立地是式(III)的受电子基团：
每个X独立地是O或S；
每个Y独立地是O、S、Se、NR8或C(R9)2，其中R8和R9在每次出现时独立地选自H或取代基；
Ar3和Ar4在每次出现时独立地是单环或多环芳香族或杂芳香族基团；
R1和R2在每次出现时独立地是取代基；
R3-R6各自独立地是H或取代基；
Z1是直接键，或者Z1与取代基R4一起形成Ar1，其中Ar1是单环或多环芳香族或杂芳香族基团；
Z2是直接键，或者Z2与取代基R5一起形成Ar2，其中Ar2是单环或多环芳香族或杂芳香族基团；
p是0、1、2或3；
q是0、1、2或3；
R10在每次出现时是H或取代基；
----表示EDG的连接位置；并且
R7在每次出现时是H或取代基，条件是至少一个R7是CN。
任选地，Ar3和Ar4各自独立地选自噻吩、呋喃、噻吩并噻吩、呋喃并呋喃、噻吩并呋喃、苯并噻吩和苯并呋喃。
任选地，p和q各自是1。
任选地，Z1和Z2各自是直接键。
任选地，式(III)的基团具有式(IIIa)：
任选地，R1和R2在每次出现时选自由以下组成的组：
直链、支链或环状C1-20烷基，其中一个或多个不相邻的非末端C原子能够被O、S、NR12、CO或COO替代，其中R12是C1-12烃基并且所述C1-20烷基的一个或多个H原子能够被F替代；以及
式-(Ak)u–(Ar6)v的基团，其中Ak是C1-14亚烷基链，所述C1-14亚烷基链中的一个或多个C原子能够被O、S、CO或COO替代；u是0或1；Ar6在每次出现时独立地是未经取代的或被一个或多个取代基取代的芳香族或杂芳香族基团；并且v是至少1。
任选地，R1和R2中的至少一个是未经取代的或被一个或多个选自C1-20烷基的取代基取代的苯基，其中一个或多个不相邻的非末端C原子能够被O、S、NR12、CO或COO替代，并且所述C1-20烷基的一个或多个H原子能够被F替代。
任选地，每个R3-R6独立地选自：
H；
C1-21烷基，其中一个或多个不相邻的非末端C原子能够被O、S、COO或CO替代；以及
芳香族或杂芳香族基团Ar6，所述芳香族或杂芳香族基团Ar6是未经取代的或被一个或多个取代基取代。
在一些实施例中，本公开提供了一种组合物，其包括电子供体和电子受体，其中所述电子受体是根据前述权利要求中任一项所述的化合物。
任选地，所述组合物包括至少一种另外的电子受体。任选地，所述所述组合物包括另外的富勒烯电子受体。
在一些实施例中，本公开提供了一种调配物，所述调配物包括溶解或分散在溶剂中的如本文所描述的化合物或组合物。
在一些实施例中，本公开提供了一种有机光响应装置，其包括阳极、阴极和安置在所述阳极与所述阴极之间的光响应层，其中所述光响应层包括电子受体和电子供体，其中受电子材料是如本文所描述的化合物。
任选地，所述有机光响应是有机光检测器。
在一些实施例中，本公开提供了一种形成如本文所描述的有机光响应装置的方法，所述方法包括在阳极和阴极中的一个之上形成光响应有机层，并且在所述光响应有机层之上形成所述阳极和所述阴极中的另一个。
任选地，光响应有机层的形成包括沉积如本文所描述的调配物。
在一些实施例中，本公开提供了一种光传感器，其包括光源和根据如本文所描述的有机光检测器，所述有机光检测器被配置成检测从光源发射的光。
任选地，所述光源发射峰值波长大于750nm的光。
任选地，所述光传感器被配置成接收在所述有机光检测器与所述光源之间的光路中的样品。
在一些实施例中，本公开提供了一种确定样品中的靶材料的存在和/或浓度的方法，所述方法包括照射所述样品并且测量如本文所描述的光检测器的响应，所述光检测器被配置成接收在照射时从所述样品发射的光。
任选地，有机光检测器是如本文所描述的光传感器的有机光检测器。
附图说明
所公开的技术和附图描述了所公开的技术的一些实现方式。
图1展示了根据本发明的实施例的有机光检测器；
图2示出了根据本公开的一些实施例的化合物实例1的溶液和薄膜吸收光谱；
图3示出了根据本公开的实施例的化合物实例2的薄膜吸收光谱；
图4A示出了根据本公开的一些实施例的有机光检测器和含有比较电子受体的比较光检测器的外部量子效率；
图4B示出了图3A的装置的暗电流；
图5示出了根据本公开的一些实施例的具有不同电子供体:电子受体比率的光检测器的外部量子效率；
图6A是含有化合物实例2的有机光检测器的电流密度与波长的图；
图6B是含有化合物实例2的有机光检测器的外部量子效率与波长的图；并且
图7是含有化合物实例1和富勒烯的有机光检测器的外部量子效率与波长的图。
附图没有按比例绘制，并且具有多种观点和视角。附图是一些实现方式和实例。此外，为了讨论所公开的技术的一些实施例的目的，一些部件和/或操作可以被分成不同的块或者被组合成单个块。此外，虽然该技术可以有各种修改和替代形式，但是在附图中已经通过实例的方式示出了具体实施例，并且在下面详细地描述。然而，目的不是将技术限制于所描述的特定实现方式。相反，该技术旨在覆盖落入如由所附权利要求限定的技术范围内的所有修改、等同物和替代物。
具体实施方式
除非上下文另有明确要求，否则在整个说明书和权利要求书中，词语“包括(comprise)”、“包括(comprising)”等应以包含性的意义，而不是以排他性的或穷尽性的意义解释；也就是说，以“包含但不限于”的意义解释。如本文所使用的，术语“连接”、“耦接”或其任何变体表示两个或更多个元件之间的任何直接或间接的连接或耦接；元件之间的耦接或连接可以是物理的、逻辑的、电磁的或其组合。此外，当在本申请中使用时，词语“在本文中”、“上面”、“下面”和类似含义的词语指的是本申请的整体，而不是本申请的任何特定部分。在上下文允许的情况下，具体实施方式中使用单数或复数的词语也可以分别包含复数或单数。词语“或”在涉及两个或更多个项目的列表时，涵盖了该词语的所有以下解释：列表中的任何项目、列表中的所有项目以及列表中项目的任何组合。除非另有说明，否则提及元素包含所述元素的所有同位素。
本文所提供的技术的教导可以应用于其它系统，不一定仅是下文描述的系统。下面描述的各种实例的要素和动作可以被组合以提供该技术的另外的实现方式。该技术的一些替代实现方式不仅可以包含下面提到的那些实现方式的附加要素，而且还可以包含更少的要素。
根据下面的详细描述，可以对该技术进行这些和其他改变。虽然该描述描述了该技术的某些实例，并且描述了预期的最佳模式，但是无论该描述看起来多么详细，该技术都可以以多种方式实践。该系统的细节在其具体实现方式中可以有相当大的变化，同时仍然被本文公开的技术所涵盖。如上所述，当描述技术的某些特征或方面时使用的特定术语不应被理解为暗示该术语在本文中被重新定义为限于与该术语相关联的技术的任何特定特性、特征或方面。一般而言，在所附权利要求中使用的术语不应被解释为将技术限制于说明书中公开的特定实例，除非具体实施方式部分明确定义了这类术语。因此，本技术的实际范围不仅涵盖所公开的实例，而且还涵盖在权利要求下实践或实现本技术的所有等同方式。
为了减少权利要求的数量，该技术的某些方面在下面以某些权利要求的形式给出，但是申请人考虑了以任何数量的权利要求形式的该技术的各个方面。例如，虽然该技术的一些方面可以作为计算机可读介质权利要求来陈述，但是其他方面同样可以作为计算机可读介质权利要求来体现，或者以其他形式来体现，如以装置加功能的权利要求来体现。
在以下描述中，出于解释的目的，阐述了许多具体细节，以便提供对所公开的技术的实现方式的全面理解。然而，对本领域技术人员来说将显而易见的是，所公开的技术的实施例可以在没有这些具体细节中的一些具体细节的情况下实施。
本公开提供了式(I)的化合物：
EAG–EDG–EAG
(I)
其中EDG是式(II)的供电子基团，并且每个EAG是式(III)的受电子基团。
式(II)是：
其中：
每个X独立地是O或S；
每个Y独立地是O、S、Se、NR8或C(R9)2，其中R8和R9在每次出现时独立地选自H或取代基；
Ar3和Ar4在每次出现时独立地是单环或多环芳香族或杂芳香族基团；
R1和R2在每次出现时独立地是取代基；
R3-R6各自独立地是H或取代基；
Z1是直接键，或者Z1与取代基R4一起形成Ar1，其中Ar1是单环或多环芳香族或杂芳香族基团；
Z2是直接键，或者Z2与取代基R5一起形成Ar2，其中Ar2是单环或多环芳香族或杂芳香族基团；
p是0、1、2或3；并且
q是0、1、2或3。
任选地，R1和R2在每次出现时独立地选自由以下组成的组：
直链、支链或环状C1-20烷基，其中一个或多个不相邻的非末端C原子可被O、S、NR12、CO或COO替代，其中R12是C1-12烃基并且所述C1-20烷基的一个或多个H原子可被F替代；以及
式-(Ak)u–(Ar6)v的基团，其中Ak是C1-14亚烷基链，所述C1-14亚烷基链中的一个或多个C原子能够被O、S、CO或COO替代；u是0或1；Ar6在每次出现时独立地是未经取代的或被一个或多个取代基取代的芳香族或杂芳香族基团；并且v是至少1，任选地1、2或3。
C1-14烃基可以是C1-14烷基、未经取代的苯基和被一个或多个C1-6烷基取代的苯基。
Ar6优选地是苯基。
当存在时，Ar6的取代基可以是取代基R16，其中R16在每次出现时独立地选自F、C1-20烷基，其中一个或多个不相邻的非末端C原子可以被O、S、NR12、CO或COO替代，并且所述C1-20烷基的一个或多个H原子可以被F替代。
如果v是3或更大，则–(Ar6)v可以是Ar6基团的直链或支链。如本文所描述的Ar6基团的直链仅具有单价末端Ar6基团，而Ar6基团的支链具有至少两个单价末端Ar6基团。
任选地，R1和R2中的至少一个在每次出现时是未经取代的或被一个或多个选自如上文所描述的R16的取代基取代的苯基。
任选地，每个R3-R6独立地选自：
H；
F；
C1-21直链或支链烷基，其中一个或多个不相邻的非末端C原子能够被O、S、COO或CO替代；以及
芳香族或杂芳香族基团Ar6，所述芳香族或杂芳香族基团Ar6是未经取代的或被一个或多个取代基取代。
在R3-R6中的任何一个是Ar6的情况下，Ar6优选地是芳香族基团，更优选地苯基。
如果存在的话，Ar6的所述一个或多个取代基可以选自C1-14烷基，其中一个或多个不相邻的非末端C原子可以被O、S、COO或CO替代。
如本文所用，烷基的“非末端”C原子是指烷基的除直链(正烷基)链的甲基C原子或支链烷基链的甲基C原子之外的C原子。
优选地，R8选自H和C1-30烃基。C1-30烃基任选地选自C1-30烷基、未经取代的苯基和被一个或多个C1-12烷基取代的苯基。
优选地，R9在每次出现时独立地选自关于R1所描述的取代基。
任选地，Ar3和Ar4各自独立地选自噻吩、呋喃、噻吩并噻吩、呋喃并呋喃、噻吩并呋喃、苯并噻吩和苯并呋喃。
Ar3和Ar4各自独立地是未经取代的或被一个或多个取代基取代。如果存在的话，Ar3和Ar4的优选取代基选自除H之外的上文所描述的基团R3-R6，优选地C1-20烷基，其中一个或多个不相邻的非末端C原子被O、S、CO或COO替代。
优选地，每个R3-R6是H；C1-20烷基；或C1-20烷氧基。
在一些实施例中，R4和R5中的至少一个，任选地两个不是H，并且每个R3和R6是H。
优选地，p是0或1，更优选地1。
优选地，q是0或1，更优选地1。
Y在每次出现时优选地是O或S。
优选地，Z1和Z2各自是直接键。
在一些实施例中，Z1与R4连接以形成单环芳香族或杂芳香族基团和/或Z2与R5连接以形成单环芳香族或杂芳香族基团。
任选地，Z1与R4连接以形成噻吩环或呋喃环和/或Z2与R5连接以形成噻吩环或呋喃环。
每个EAG是式(III)的基团：
其中：
R10是H或取代基；
----表示EDG的连接位置；并且
R7在每次出现时是H或取代基，条件是至少一个R7是CN。
任选地，每个R7独立地选自H；C1-12烷基；以及CN，条件是至少一个R7是CN。
R10优选地是H。
取代基R10优选地选自由一些组成的组：C1-12烷基，其中一个或多个不相邻的非末端C原子可以被O、S、COO或CO替代，并且烷基的一个或多个H原子可以被F替代；以及芳香族基团Ar9，任选地苯基，其是未经取代的或被一个或多个选自F和C1-12烷基的取代基取代，其中一个或多个不相邻的非末端C原子可以被O、S、COO或CO替代。
式(III)的示例性基团是：
式(III)的基团可以相同或不同。优选地，所述基团相同。
任选地，式(I)的化合物的LUMO能级为从真空能级起超过4.00eV，任选地从真空能级起至少4.10eV。除非另有说明，否则如本文给出的材料的HOMO能级和LUMO能级是通过材料薄膜的方波伏安法测得的值。
式(I)的示例性化合物是：
另外的电子受体
在一些实施例中，式(I)的化合物是包括式(I)的化合物和电子供体的组合物的唯一电子受体。在一些实施例中，组合物可以包括一个或多个另外的电子受体。所述一种或多种另外的受体可以选自富勒烯和非富勒烯受体(NFA)。
式(I)的化合物:另外的受体的重量比可以在约1:0.1-1:1的范围内，优选地在约1:0.1-1:0.5的范围内。
富勒烯可以是C60、C70、C76、C78或C84富勒烯或其衍生物，包含但不限于PCBM型富勒烯衍生物(包含苯基-C61-丁酸甲酯(C60PCBM)和苯基-C71-丁酸甲酯(C70PCBM))、TCBM型富勒烯衍生物(例如，甲苯基-C61-丁酸甲酯(C60TCBM))以及ThCBM-型富勒烯衍生物(例如，噻吩基-C61-丁酸甲酯(C60ThCBM)。
在存在的情况下，富勒烯受体可以具有式(VIII)：
其中A与富勒烯的C-C基团一起形成单环或稠环基团，其可以是未经取代的或被一个或多个取代基取代。
示例性富勒烯衍生物包含式(VIIIa)、(VIIIb)和(VIIIc)：
其中R30-R42各自独立地是H或取代基。
取代基R30-R42在每次出现时任选地并且独立地选自由以下组成的组：芳基或杂芳基，任选地苯基，其可以是未经取代的或被一个或多个取代基取代；以及C1-20烷基，其中一个或多个不相邻的非末端C原子可以被O、S、CO或COO替代并且一个或多个H原子可以被F替代。
在存在的情况下，芳基或杂芳基R30-R42的取代基任选地选自C1-12烷基，其中一个或多个不相邻的非末端C原子可以被O、S、CO或COO替代并且一个或多个H原子可以被F替代。
电子供体
供体(p型)化合物没有特别限制并且可以适当地选自本领域技术人员已知的供电子材料，包含有机聚合物和非聚合有机分子。p型化合物具有比式(I)化合物的LUMO更深(远离真空)的HOMO。任选地，p型供体的HOMO能级与式(I)的n型受体化合物的LUMO能级之间的差距小于1.4eV。合适地，供体和受体材料形成II型界面。
在优选的实施例中，p型供体化合物是有机缀合聚合物，所述有机缀合聚合物可以是均聚物或共聚物，包含交替、无规或嵌段共聚物。优选的是非结晶或半结晶的缀合有机聚合物。进一步优选地，p型有机半导体是具有低带隙的缀合有机聚合物，通常介于2.5eV与1.5eV之间，优选地介于2.3eV与1.8eV之间。作为示例性p型供体聚合物，可以提及选自缀合烃或杂环聚合物的聚合物，包含多并苯、聚苯胺、聚薁、聚苯并呋喃、聚芴、聚呋喃、聚茚并芴、聚吲哚、聚亚苯基、聚吡唑啉、聚芘、聚哒嗪、聚吡啶、聚三芳胺、聚(亚苯基亚乙烯基)、聚(3-经取代的噻吩)、聚(3,4-经双取代的噻吩)、聚硒酚、聚(3-经取代的硒酚)、聚(3,4-经双取代的硒酚)、聚(双噻吩)、聚(三噻吩)、聚(双硒酚)、聚(三硒酚)、聚噻吩并[2,3-b]噻吩、聚噻吩并[3,2-b]噻吩、聚苯并噻吩、聚苯并[1,2-b:4,5-b'j二噻吩、聚异硫茚、聚(经单取代的吡咯)、聚(3,4-经双取代的吡咯)、聚-1,3,4-噁二唑、聚异硫茚、其衍生物和共聚物。p型供体的优选的实例是聚芴和聚噻吩的共聚物，它们中的每一个可以被取代，以及包括基于苯并噻二唑和基于噻吩的重复单元的聚合物，它们中的每一个可以被取代。应当理解，p型供体也可以由多种供电子材料的混合物组成。
任选地，所述供体聚合物包括式(X)的重复单元：
其中R50和R51在每次出现时独立地是H或取代基。
取代基R50和R51可以选自除H之外关于R3所描述的基团。
优选地，每个R50是取代基。在优选的实施例中，R50基团连接形成式–Y1-C(R52)2-的基团，其中Y1是O、|S、NR53或C(R52)2；R52在每次出现时是H或取代基，优选地如参考R1所描述的取代基，最优选地C1-30烃基；并且R53是H或取代基，优选地H或C1-30烃基。
优选地，每个R51是H。
供体聚合物可以包括选自式(XX)-(XXXII)中的一个或多个的重复单元
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R23在每次出现时是取代基，任选地C1-20烷基，其中一个或多个不相邻的非末端C原子可以被O、S、COO或CO替代并且烷基的一个或多个H原子可以被F替代。
R25在每次出现时独立地是H；F；CN；NO2；C1-20烷基，其中一个或多个不相邻的非末端C原子可以被O、S、COO或CO替代，并且烷基的一个或多个H原子可以被F替代；或芳香族基团Ar7，任选地苯基，其为未经取代的或被一个或多个选自F和C1-12烷基的取代基取代，其中一个或多个不相邻的非末端C原子可以被O、S、COO或CO替代；或
其中Z40、Z41、Z42和Z43各自独立地是CR14或N，其中R14在每次出现时是H或取代基，优选地C1-20烃基；
Y40和Y41各自独立地是O、S、NX71，其中X71是CN或COOR40；或CX60X61，其中X60和X61各自独立地选自CN、CF3或COOR40；
W40和W41各自独立地是O、S、NX71，其中X71是CN或COOR40；或CX60X61，其中X60和X61独立地是CN、CF3或COOR40；并且
R40在每次出现时是H或取代基，优选地H或C1-20烃基。
Z1是N或P。
T1、T2和T3各自独立地表示可以与一个或多个另外的环稠合的芳基或杂芳基环，任选地苯。在存在的情况下，T1、T2和T3的取代基任选地选自R25的非H基团。
R11在每次出现时为取代基，优选地C1-20烃基。
Ar8为亚芳基或杂亚芳基，任选地噻吩、芴或亚苯基，其可以是未经取代的或被一个或多个取代基，任选地一个或多个选自R25的非H基团取代。
优选地，供体聚合物是包括供电子重复单元，优选地式(X)的重复单元，和受电子重复单元，优选地选自式(XX)-(XXXI)的重复单元的供体-受体聚合物。
示例性供体材料公开于例如WO2013/051676中，其内容通过引用并入本文。
任选地，p型供体的HOMO能级为从真空能级起不超过5.5eV。任选地，p型供体的HOMO能级为从真空能级起至少4.1eV。
优选地，供体材料(或供体材料中的至少一种供体材料，如果存在多于一种供体的话)和式(I)的化合物形成(II)型异质结。优选地，式(I)的化合物的HOMO能级比供体材料的HOMO深至少0.05eV，任选地深至少0.10eV。
任选地，供体材料或供体材料中的至少一种供体材料(如果存在多于一种供体的话)的HOMO-LUMO带隙小于2.00eV。
任选地，供体材料或供体材料中的至少一种供体材料(如果存在多于一种供体的话)的吸收峰为至少900nm。除非另有说明，否则如本文所描述的吸收光谱是使用Cary5000UV-vis-IR光谱仪在溶液中测得的。
除非另有说明，否则如本文所描述的材料的HOMO能级和LUMO能级是使用方波伏安法由化合物的薄膜测得的。
在一些实施例中，供体化合物与受体化合物的重量为约1:0.5至约1:2。
优选地，电子供体:电子受体的重量比在约1:0.5-1:2，优选地1:0.7-1:1.7的范围内。在优选的实施例中，电子受体的重量大于电子供体的重量。
有机光检测器
如本文所描述的式(I)的化合物可以作为光响应装置，优选地OPD的本体异质结层中的电子受体提供。
图1展示了根据本公开的一些实施例的OPD。所述OPD包括阴极103、阳极107和安置在阳极与阴极之间的本体异质结层105。OPD可以支撑在衬底101上。
图1展示了一种布置，在所述布置中阴极安置在衬底与阳极之间。在其它实施例中，阳极可以安置在阴极与衬底之间。
本体异质结层包括电子受体和电子供体的混合物。在一些实施例中，本体异质结层由电子受体和电子供体组成。在一些实施例中，本体异质结层包括除了式(I)的电子受体之外的另外的电子受体。任选地，另外的电子受体是富勒烯。
任选地，本体异质结层的厚度在100-1000nm的范围内。
阳极和阴极中的每一个可以独立地是单个导电层或者可以包括多个层。
OPD可以包括除图1所示的阳极、阴极和本体之外的层。在一些实施例中，空穴传输层安置在阳极与本体异质结层之间。在一些实施例中，电子传输层安置在阴极与本体异质结层之间。在一些实施例中，功函数修改层安置在本体异质结层与阳极之间和/或本体异质结层与阴极之间。
包括光检测器的设备可以进一步包括用于向光检测器和/或被配置成测量光电流的装置施加反向偏压的电压源。施加到光检测器的电压可以是可变的。在一些实施例中，光检测器在使用时可以连续偏置。
在一些实施例中，光检测器系统包括如本文所描述的多个光检测器，如相机的图像传感器。
在一些实施例中，传感器可以包括如本文所描述的OPD以及光源，其中所述OPD被配置成接收从所述光源发射的光。
在一些实施例中，来自所述光源的光在到达OPD之前可以或可以不改变。例如，光可以在到达OPD之前被过滤、下转换或上转换。
在一些实施例中，光源的峰波长大于750nm，任选地小于1500nm，任选地在1300-1400nm的范围内。
第一电极和第二电极中的至少一个是透明的，使得入射在装置上的光可以到达本体异质结层。在一些实施例中，第一电极和第二电极两者都是透明的。
每个透明电极优选地对850-1500nm范围内的波长具有至少70％、任选地至少80％的透射率。
在一些实施例中，一个电极是透明的，并且另一个电极是反射的。
任选地，透明电极包括透明导电氧化物层，优选地氧化铟锡或氧化铟锌或由其组成。在优选的实施例中，电极可以包括聚3,4-乙烯二氧噻吩(PEDOT)。在其它优选的实施例中，电极可以包括PEDOT和聚磺苯乙烯(PSS)的混合物。电极可以由PEDOT:PSS层组成。
任选地，反射电极可以包括反射金属层。反射材料层可以是铝或银或金。在一些实施例中，可以使用双层电极。例如，电极可以是氧化铟锡(ITO)/银双层、ITO/铝双层或ITO/金双层。
可以通过在由衬底支撑的阳极和阴极中的一个之上形成本体异质结层并且在本体异质结层之上沉积阳极或阴极中的另一个来形成所述装置。
OPD的面积可以小于约3cm2、小于约2cm2、小于约1cm2、小于约0.75cm2、小于约0.5cm2或小于约0.25cm2。任选地，每个OPD可以是OPD阵列的一部分，其中每个OPD是阵列的像素，所述阵列的面积如本文所描述，任选地面积小于1mm2，任选地在0.5微米2–900微米2的范围内。
衬底可以是但不限于玻璃或塑料衬底。衬底可以描述为无机半导体。在一些实施例中，衬底可以是硅。例如，衬底可以是硅晶片。如果在使用中入射光要投射穿过衬底和由衬底支撑的电极，则衬底是透明的。
如果在使用中入射光要透过阳极和阴极中的另一个，则支撑阳极和阴极中的一个的衬底可以是透明的或可以是不透明的。
本体异质结层可以通过任何工艺形成，包含但不限于热蒸发和溶液沉积方法。
优选地，通过沉积包括溶解或分散在溶剂或两种或更多种溶剂的混合物中的受体材料和电子供体材料的调配物来形成本体异质结层。所述调配物可以通过任何涂覆或印刷方法沉积，包含但不限于旋涂、浸涂、辊涂、喷涂、刮刀涂覆、线棒涂覆、狭缝涂覆、喷墨印刷、丝网印刷、凹版印刷和柔性版印刷。
所述调配物的所述一种或多种溶剂可以任选地包括被一个或多个选自氯、C1-10烷基和C1-10烷氧基的取代基取代的苯或由其组成，其中两个或更多个取代基可以连接以形成可以是未经取代的或被一个或多个C1-6烷基取代的环，任选地甲苯、二甲苯、三甲基苯、四甲基苯、苯甲醚、茚满和其经烷基取代的衍生物以及四氢化萘和其经烷基取代的衍生物。
调配物可以包括两种或更多种溶剂的混合物，优选地包括至少一种被如上文所描述的一种或多种取代基取代的苯和一种或多种另外的溶剂的混合物。一种或多种另外的溶剂可以选自酯，任选地烷基或芳基羧酸的烷基酯或芳基酯，任选地苯甲酸C1-10烷基酯、苯甲酸苄酯或二甲氧基苯。在优选的实施例中，三甲基苯和苯甲酸苄酯的混合物用作溶剂。在其它优选的实施例中，三甲基苯和二甲氧基苯的混合物用作溶剂。
除了电子受体、电子供体和所述一种或多种溶剂之外，调配物可以包括另外的组分。作为此类组分的实例，粘合剂、消泡剂、脱气剂、粘度增强剂、稀释剂、助剂、流动改进剂、着色剂、染料或颜料、敏化剂、稳定剂、纳米颗粒、表面活性化合物、润滑剂、润湿剂、分散剂和抑制剂可以提及。
如本文所描述的有机光检测器可以用于广泛的应用，包含但不限于检测环境光的存在和/或亮度，以及用于包括有机光检测器和光源的传感器。光检测器可以被配置成使得从光源发射的光入射在光检测器上并且可以检测到例如由于样品中的安置在光源与有机光检测器之间的光路中的靶材料的光吸收和/或发射而引起的光的波长和/或亮度的变化。样品可以是非生物样品，例如水样品，或取自人或动物受试者的生物样品。传感器可以是但不限于气体传感器、生物传感器、X射线成像装置、图像传感器如相机图像传感器、运动传感器(例如用于安全应用)、接近传感器或指纹传感器。1D或2D光传感器阵列可以在图像传感器中包括多个如本文所描述的光检测器。光检测器可以被配置成检测从靶分析物发射的光，所述靶分析物在被光源照射时发射光，或者与在被光源照射时发射光的发光标签结合。光检测器可以被配置成检测由靶分析物或与所述靶分析物结合的发光标签发射的光的波长。
实例
化合物实例1
化合物实例1可以根据方案1制备
方案1
中间体2：
将正丁基锂(97.4ml，1.6M，0.16mol)添加到-78℃的噻吩并[3,2-b]噻吩(1)(10g，0.07mol)于THF(100ml)中的溶液中，并且将混合物在25℃下搅拌1小时。冷却到-78℃后，添加含三甲基氯化锡(35.5g，0.18mol)的THF(100ml)并且将混合物在25℃下搅拌16小时。然后将所述混合物在0℃下用水(200ml)淬灭，用己烷(200ml)萃取，将有机层用盐水洗涤并且经无水硫酸钠干燥并浓缩。将粗制固体溶解在氯仿(50ml)中，添加甲醇(250ml)并且将混合物在0℃下搅拌2小时。将所得浆液过滤，用甲醇(100ml)洗涤并且在真空下干燥，以得到呈白色固体的中间体2(20g，60％产率)。
HPLC：98.45％。
1H-NMR(400MHz,DMSO-d6):δ[ppm]0.362(s,18H),7.38(s,2H)。
中间体4：
中间体3可以如《材料化学杂志A：针对能源和可持续性的材料(Journal ofMaterials Chemistry A:Materials for Energy and Sustainability)》(2020),8,(10),5163-5170中所描述的合成，所述文献的内容通过引用并入本文。
将双(三苯基膦)二氯化钯(II)(144mg，0.2mmol)添加到中间体2(4.8g，0.01mol)和2-溴噻吩-3-甲酸甲酯(3)(4.77g，0.02mmol)于脱气甲苯(100ml)中的混合物中，并且将混合物在80℃下加热16小时。冷却后，将所得浆液过滤，用甲苯(20ml)洗涤并且在真空下干燥，以得到呈黄色固体的中间体4(4.5g)。
HPLC：95.7％。
1H-NMR(400MHz,CDCl3 ):δ[ppm]1.57(s,4H),3.88(s,6H),7.28(s,2H),7.54(d,J＝5.40Hz,2H),7.69(s,2H)。
中间体6：
将正丁基锂(己烷中2.5M，17.1ml，0.04mol)添加到-100℃的1-溴-4-己基苯(5)(12.0g，0.05mol)于THF(60ml)中的溶液中，并且将混合物搅拌2.5小时。添加中间体4(3g，0.01mol)作为固体，并且将混合物温热至25℃并搅拌16小时。冷却到0℃后，将混合物用NH4Cl溶液(20％水溶液，30ml)淬灭，用乙酸乙酯(2×20ml)萃取，用盐水(30ml)洗涤，经无水硫酸钠干燥并且在减压下浓缩。将残余物通过硅胶柱色谱法(2％ EtOAc/己烷作为洗脱剂)纯化以得到中间体6(4.5g，63％产率)。
LCMS：96.5％。
1H-NMR(400MHz,CDCl3):δ[ppm]0.91(t,J＝6.64Hz,12H),1.33-1.37(m,24H),1.59-1.64(m,8H),2.62(t,J＝7.88Hz,8H),3.26(bs,2H),6.47(d,J＝5.36Hz,2H),6.66(s,2H),7.11-7.17(m,18H)。
中间体7：
在氮气下在0℃下将三氟化硼二乙醚合物(2.74ml，0.02mol)逐滴添加到中间体(6)(4.5g，0.004mol)于干燥DCM(60ml)中的溶液中。在26℃下搅拌16小时后，将混合物用冰水(30ml)淬灭，用二氯甲烷(50ml)稀释，将有机层用水(30ml)洗涤，经无水硫酸钠干燥并且在减压下浓缩。将残余物通过硅胶柱色谱法(2至5％ DCM/己烷作为洗脱剂)纯化以得到呈红橙色固体的中间体7(2g，46％产率)。
HPLC：98.1％。
1H-NMR(400MHz,CDCl3):δ[ppm]0.88(t,J＝6.84Hz,12H),1.29-1.37(m,24H),1.55-1.63(m,8H),2.56(t,J＝7.92Hz,8H),7.08-7.10(m,10H),7.16-7.18(m,10H)。
中间体8：
将正丁基锂(己烷中2.5M，16.5ml，0.04mol)添加到-78℃的中间体7(10g，0.01mol)于干燥THF(150ml)中的溶液中。1小时后，缓慢添加含三丁基氯化锡(16.9g，0.05mol)的THF(20ml)，并且将混合物温热至室温并搅拌16小时。将溶剂在减压下去除，并且将粗制残余物与甲醇一起研磨并过滤以得到呈黄色固体的中间体8(4g，通过LCMS得到的约75％的期望产物)。
中间体10：
将三(邻甲苯基)膦(147mg，0.48mmol)和三(二亚苄基丙酮)二钯(0)(117mg，0.13mmol)添加到脱气的中间体8(2.5g，1.61mmol)和5-溴-4-[(2-乙基己基)氧基]噻吩-2-甲醛(1.28g，4.02mmol)于甲苯(150ml)中的溶液中，并且将混合物加热到80℃，持续16小时。将混合物浓缩，并且将粗制产物通过硅胶柱色谱法(0至50％ DCM/己烷作为洗脱剂)纯化以得到中间体10(1.1g，具有81％ LCMS纯度和0.3g，具有86％ LCMS纯度)。
化合物实例1：
将脱气的中间体10(550mg，0.38mmol)、中间体11(461mg，1.89mmol)和对甲苯磺酸(540mg，2.84mmol)于乙醇(25ml)中的溶液在65℃下搅拌18小时，并且将混合物浓缩。将另外的550mg中间体10也转化为化合物实例1。将粗制产物合并，并且通过硅胶柱色谱法(己烷:二氯甲烷(1:1)作为洗脱剂)纯化两次。将含有期望产物的级分合并，并且进一步与乙醇一起研磨并过滤以得到化合物实例1(500mg)。
HPLC：93.79％。
1H-NMR(400MHz,CDCl3):δ[ppm]0.87-0.90(m,12H),0.93-0.97(m,6H),0.99-1.04(m,6H),1.29-1.34(m,12H),1.26-1.41(m,12H),1.56-1.67(m,24H),1.85-1.90(m,2H),2.61(t,J＝7.6Hz,8H),4.17(d,J＝4.8Hz,4H),7.15-7.20(m,18H),7.78(s,2H),8.12(s,2H),8.75(br,s,2H),8.98(s,2H)。
根据方案2形成中间体11：
方案2
中间体13
将1,2-二溴-4,5-二甲苯(100g，0.38mol)、氢氧化钾(105g，1.89mol)和高锰酸钾(298g，1.89mol)于水(2L)中的混合物在115℃下加热，持续24小时。冷却到室温后，添加亚硫酸氢钠，使用10％氢氧化钾溶液将pH调节到8，并且将混合物通过硅藻土垫过滤并用水(2×50ml)洗涤。将水层用浓HCl酸化到pH为1，以得到白色沉淀，将所述白色沉淀过滤，用水(2×250ml)洗涤并且与甲醇一起研磨。将所得固体过滤并且在真空下干燥以得到中间体13(46g，38％产率)。
1H-NMR(400MHz,DMSO-d6):δ[ppm]8.18(s,2H)。
中间体14：
将含中间体13(200g，618mmol)的乙酸酐(I L)在130℃下加热，持续4小时。冷却到室温后，将粗制固体过滤，用甲苯(200ml)洗涤并且在真空下干燥以得到中间体14(200g)。
中间体15：
乙酰乙酸叔丁酯(103g，654mmol)添加到中间体14(200g，654mmol)、乙酸酐(1L)和三乙胺(600ml)中的混合物中，并且将反应混合物在25℃下搅拌16小时。在用(10M HCl，1L)和冰(1kg)的混合物淬灭同时保持温度低于50℃后，将混合物加热到75℃，持续2小时并冷却到室温。将固体过滤并且干燥以得到呈棕色固体的中间体15(132g，68％)。
LCMS：96.8％。
1H-NMR(400MHz,DMSO-d6):δ[ppm]3.28(s,2H),8.25(s,2H)。
中间体16：
将中间体15(120g，394mmol)、乙二醇(244g，3.9mol)和对甲苯磺酸(6.78g，39.4mmol)于甲苯(1.5L)中的溶液在125℃下加热，持续40小时。冷却到室温后，将反应混合物添加到水(500ml)中，将有机层分离并且在真空下浓缩。将粗制残余物悬浮于己烷(1L)中，搅拌30分钟并且过滤以得到中间体16(91g，59％产率)。
1H-NMR(400MHz,CDCl3):δ[ppm]2.56(s,2H),4.09-4.12(m,4H),4.20-4.24(m,4H),7.65(s,2H)。
中间体17：
将亚铁氰化钾(48.6g，132mmol)、1-丁基咪唑(42.9g，383mmol)和碘化铜(I)(12.5g，65.6mmol)分三份添加到中间体16(65g，165mmol)于邻二甲苯(2.5L)中的溶液中。在140℃加热，持续44小时后，将反应混合物冷却到室温，通过弗洛里硅土塞(Florisilplug)过滤，并且用甲苯，随后乙酸乙酯洗涤。将滤液在减压下浓缩到1L，并且在25℃下搅拌16小时。将所得固体过滤，用己烷洗涤并且通过硅胶柱色谱法(己烷:乙酸乙酯(2:8)作为洗脱剂)纯化。将含有期望产物的级分在减压下浓缩，将己烷(1L)添加到残余物中，并且将所得固体过滤并且在真空下干燥以得到中间体17(30g，64％产率)。
HPLC：98.9％。
1H-NMR(400MHz,CDCl3):δ[ppm]2.62(s,2H),4.15-4.21(m,4H),4.24-4.28(m,4H),7.83(s,2H)。
中间体18：
将含氯化氢的二乙醚(2M，500ml，1.0mol)和水(5ml)添加到中间体17(90g，316mmol)于甲基叔丁基醚(1L)的溶液中。在25℃下搅拌48小时后，将混合物过滤，将所得固体用二乙醚(100ml×3)洗涤并且与丙酮(500ml)一起搅拌3次，持续1小时并过滤。将所得固体在真空下干燥以得到中间体18(61g，80％产率)。
HPLC：95％。
1H-NMR(400MHz,CDCl3):δ[ppm]3.07(s,2H),4.20-4.36(m,4H),8.11(s,1H),8.16(s,1H)。
中间体11
将丙二腈(5.49g，83.2mmol)于THF(200ml)中的溶液添加到25℃的氢化钠(3.31g，83.2mmol)于THF(200ml)中的悬浮液中，并且在25℃下搅拌一小时。将所得混合物添加到0℃的中间体18(20g，83.2mmol)于THF(600mL)中的悬浮液中，并且将反应混合物在25℃下搅拌16小时。将所得混合物在真空下浓缩以得到粗制深紫色固体。对另外40g中间体18重复此程序。将粗制材料合并，并且通过硅胶柱色谱法(10至20％ MeOH/DCM作为洗脱剂)纯化。将含有期望产物的级分合并，在减压下浓缩，并且将残余物在二氯甲烷和乙腈的混合物中搅拌以得到中间体11(20.2g，33％产率)。
LCMS：96.35％纯度。
1H-NMR(400MHz,CD3OD):δ[ppm]3.61(s,2H),5.55(s,1H),7.73(s,1H),8.29(s,1H)。
化合物实例2
化合物实例2可以根据方案3制备：
方案3
中间体20可以如《科学进展(Adv.Sci.)》2018,5,1800307中所描述的合成，所述文献的内容通过引用并入本文。
HOMO和LUMO测量
通过方波伏安法测量化合物实例1的HOMO和LUMO值。
在方波伏安法中，工作电极上的电流被测量，而工作电极与参考电极之间的电位在时间上线性扫掠。正向与反向脉冲之间的差异电流被绘制为电位的函数，以产生伏安图。可以使用CHI 660D恒电位仪进行测量。
用于通过SWV测量HOMO或LUMO能级的设备包括：含有含0.1M六氟磷酸叔丁基铵的乙腈的电池单元；3mm直径的玻璃碳工作电极；铂对电极和无泄漏Ag/AgCl参考电极。
在实验结束时将二茂铁直接添加到现有电池单元中用于计算目的，其中使用循环伏安法(CV)确定二茂铁相对于Ag/AgCl的氧化和还原电位。
将样品溶解在甲苯(3mg/ml)中并以3000rpm直接旋转到玻璃碳工作电极上。
LUMO＝4.8-E二茂铁(峰间平均值)-E样品减少(峰最大值)。
HOMO＝4.8-E二茂铁(峰间平均值)+E样品氧化(峰最大值)。
典型的SWV实验以15Hz频率；25mV振幅和0.004V增量步长运行。对于HOMO和LUMO数据两者，根据3个新鲜纺制膜样品计算结果。
表1
如表1所示，与比较化合物1相比，化合物实例1具有显著更小的带隙和显著更深的LUMO。
吸收测量
图2示出了化合物实例1在从15mg/ml溶液流延的薄膜和在15mg/ml溶液中的吸收光谱。
图3示出了化合物实例2在从15mg/ml溶液流延的薄膜中的吸收光谱。
吸收光谱使用Cary 5000UV-vis-IR光谱仪在溶液和薄膜中。如图2所示，化合物实例1示出了在至多约1500nm的波长下在薄膜中的吸收。
装置实例1
制备具有以下结构的装置：
阴极/供体:受体层/阳极
用聚乙烯亚胺(PEIE)处理涂覆有铟锡氧化物(ITO)层的玻璃衬底，以修饰ITO的功函数。
通过棒涂覆15mg/ml 1,2,4三甲苯溶液；1,2-二甲氧基苯95:5v/v溶剂混合物，在改性的ITO层之上沉积含有供体:受体质量比为1:1.5的供体聚合物和化合物实例1(受体)的混合物的调配物。将膜在80℃下干燥以形成约500nm厚的本体异质结层。
通过热蒸发(MoO3)和溅射(ITO)在本体异质结之上形成MoO3(10nm)和ITO(50nm)的阳极堆叠。
供体聚合物是具有1.86eV带隙和式(X)的供体重复单元的供体-受体聚合物，其中R50基团连接以形成式–O-C(R52)2-的基团。供体聚合物与化合物实例1形成II型界面。
比较装置1
如针对装置实例1所描述的制备装置，不同之处在于用比较化合物1替代化合物实例1。
参考图4A，在约1100-1500nm的范围内实现了高得多的外部量子效率，但是这伴随着暗电流的增加，如图4B所示。
装置实例2-4
如针对装置实例1所描述的制备装置实例2-4，不同之处在于供体聚合物1:化合物实例1的重量比如表2所示的有所变化。
表2
装置实例 供体聚合物1:化合物实例1重量比
2 1:1.2
3 1:1
4 1:0.8
参考图5，含有最低量的化合物实例1的装置实例4的外部量子效率最高。
装置实例5
如针对装置实例4所描述的制备两个装置(5-1和5-2)，不同之处在于化合物实例2用于替代化合物实例1。
电流密度与电压以及外部量子效率与波长的图分别如图6A和6B所示。
装置实例6
如针对装置实例1所描述的制备多个装置，不同之处在于沉积在改性的ITO层之上的调配物除了供体聚合物和化合物实例1之外还含有富勒烯C60PCBM，比率为供体聚合物1.0:化合物实例1 0.8:C60PCBM 0.2。
如图6A和6B所示，在不含富勒烯的装置5-1与5-2之间观察到装置性能的一些变化性。本发明人已经发现，通过在本体异质结层中提供受电子富勒烯可以减少或消除此类变化，如图7所示。
进一步地，与其中式(I)的化合物是唯一电子受体的装置相比，包含富勒烯可能引起外部量子效率增加。
建模数据
使用可从高斯(Gaussian)获得的高斯09软件，使用高斯09和B3LYP(功能)对模型化合物实例1和2以及模型比较化合物1的能级进行建模。如表4所示，模型化合物实例1和2各自具有比模型比较化合物1更深的LUMO和更小的带隙。
表4
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Claims (21)

1.一种式(I)的化合物：
EAG–EDG–EAG
(I)
其中EDG是式(II)的供电子基团，每个EAG独立地是式(III)的受电子基团：
每个X独立地是O或S；
每个Y独立地是O、S、Se、NR8或C(R9)2，其中R8和R9在每次出现时独立地选自H或取代基；
Ar3和Ar4在每次出现时独立地是单环或多环芳香族或杂芳香族基团；
R1和R2在每次出现时独立地是取代基；
R3-R6各自独立地是H或取代基；
Z1是直接键，或者Z1与取代基R4一起形成Ar1，其中Ar1是单环或多环芳香族或杂芳香族基团；
Z2是直接键，或者Z2与取代基R5一起形成Ar2，其中Ar2是单环或多环芳香族或杂芳香族基团；
p是0、1、2或3；
q是0、1、2或3；
R10在每次出现时是H或取代基；
----表示EDG的连接位置；并且
R7在每次出现时是H或取代基，条件是至少一个R7是CN。
2.根据权利要求1所述的化合物，其中Ar3和Ar4各自独立地选自噻吩、呋喃、噻吩并噻吩、呋喃并呋喃、噻吩并呋喃、苯并噻吩和苯并呋喃。
3.根据权利要求1或2所述的化合物，其中p和q各自是1。
4.根据前述权利要求中任一项所述的化合物，其中Z1和Z2各自是直接键。
5.根据前述权利要求中任一项所述的化合物，其中所述式(III)的基团具有式(IIIa)：
6.根据前述权利要求中任一项所述的化合物，其中R1和R2在每次出现时选自由以下组成的组：
直链、支链或环状C1-20烷基，其中一个或多个不相邻的非末端C原子能够被O、S、NR12、CO或COO替代，其中R12是C1-12烃基并且所述C1-20烷基的一个或多个H原子能够被F替代；以及
式-(Ak)u–(Ar6)v的基团，其中Ak是C1-14亚烷基链，所述C1-14亚烷基链中的一个或多个C原子能够被O、S、CO或COO替代；u是0或1；Ar6在每次出现时独立地是未经取代的或被一个或多个取代基取代的芳香族或杂芳香族基团；并且v是至少1。
7.根据权利要求6所述的化合物，其中R1和R2中的至少一个是未经取代的或被一个或多个选自C1-20烷基的取代基取代的苯基，其中一个或多个不相邻的非末端C原子能够被O、S、NR12、CO或COO替代，并且所述C1-20烷基的一个或多个H原子能够被F替代。
8.根据前述权利要求中任一项所述的化合物，其中每个R3-R6独立地选自：
H；
C1-21烷基，其中一个或多个不相邻的非末端C原子能够被O、S、COO或CO替代；以及
芳香族或杂芳香族基团Ar6，所述芳香族或杂芳香族基团Ar6是未经取代的或被一个或多个取代基取代。
9.一种组合物，其包括电子供体和电子受体，其中所述电子受体是根据前述权利要求中任一项所述的化合物。
10.根据权利要求9所述的组合物，其中所述组合物包括至少一种另外的电子受体。
11.根据权利要求10所述的组合物，其中所述组合物包括另外的富勒烯电子受体。
12.一种调配物，其包括溶解或分散于溶剂中的根据前述权利要求中任一项所述的化合物或组合物。
13.一种有机光响应装置，其包括阳极、阴极和安置在所述阳极与所述阴极之间的光响应层，其中所述光响应层包括电子受体和电子供体，其中受电子材料是根据权利要求1至8中任一项所述的化合物。
14.根据权利要求13所述的有机光响应装置，其中所述有机光响应装置是有机光检测器。
15.一种形成根据权利要求13或14所述的有机光响应装置的方法，所述方法包括在所述阳极和所述阴极中的一个之上形成光响应有机层，并且在所述光响应有机层之上形成所述阳极和所述阴极中的另一个。
16.根据权利要求15所述的方法，其中所述光响应有机层的形成包括沉积根据权利要求10所述的调配物。
17.一种光传感器，其包括光源和根据权利要求14所述的有机光检测器，所述有机光检测器被配置成检测从所述光源发射的光。
18.根据权利要求17所述的光传感器，其中所述光源发射峰值波长大于750nm的光。
19.根据权利要求16或17所述的光传感器，其被配置成接收在所述有机光检测器与所述光源之间的光路中的样品。
20.一种确定样品中的靶材料的存在和/或浓度的方法，所述方法包括照射所述样品并且测量根据权利要求14所述的光检测器的响应，所述光检测器被配置成接收在照射时从所述样品发射的光。
21.根据权利要求20所述的方法，其中有机光检测器是根据权利要求17至19中任一项所述的光传感器的所述有机光检测器。
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