DE102014217817A1

DE102014217817A1 - Organische Donor-Akzeptor-Farbstoffe für die Verwendung in elektronischen und optoelektronischen Bauteilen

Info

Publication number: DE102014217817A1
Application number: DE102014217817.7A
Authority: DE
Inventors: Tomas Matulaitis; Lijia Fang; Olaf Zeika; Christian Körner; Karl Leo; Felix Holzmüller; Koen Vandewal
Original assignee: Technische Universitaet Dresden
Current assignee: Technische Universitaet Dresden
Priority date: 2014-09-05
Filing date: 2014-09-05
Publication date: 2016-03-24
Anticipated expiration: 2034-09-06
Also published as: DE102014217817B4

Abstract

Die Erfindung betrifft neue organische Akzeptor-Donor-Farbstoffe der allgemeinen Formel (I), (II) und (III) sowie deren Verwendung in elektronischen und optoelektronischen Bauelementen, insbesondere organische Solarzellen (OSC), OLEDs oder OFETs, in optoelektronischen Sonden, in Photodetektoren, in elektronischen oder optoelektronischen Datenspeichern, in optischen Schaltern oder in sonstigen optischen Bauteilen, wobei die erfindungsgemäßen Verbindungen vorteilhaft eine hohe thermische Stabilität aufweisen und zudem leicht sublimierbar sind. Besonders vorteilhaft können die erfindungsgemäß beschriebenen A-D-Farbstoffe zum Färben von Kunststoffen, Fasern, Organen, Mikroorganismen, Zellbestandteilen und Vieren oder als Druckerfarbstoff eingesetzt werden.

Description

Die Erfindung betrifft neue organische Donor-Akzeptor-Farbstoffe sowie deren Verwendung in elektronischen und optoelektronischen Bauelementen, insbesondere organische Solarzellen (OSC), OLEDs oder OFETs, in optoelektronischen Sonden, in Photodetektoren, in elektronischen oder optoelektronischen Datenspeichern, in optischen Schaltern oder in sonstigen optischen Bauteilen.
Elektronische oder optoelektronische Bauelemente, wie etwa Solarzellen organische Leuchtemissionsdioden (OLED), organische Feldeffekttransistor (OFETs), etc. finden heute eine breite Anwendung im alltäglichen sowie industriellen Umfeld.
Gestreckte Donor-Akzeptor-Moleküle weisen häufig bedeutende nichtlineare optische Effekte auf, wie z. B. Frequenzverdopplung, Summenfrequenzerzeugung, Differenzfrequenzerzeugung, Abwärtskonversion, Selbstfokusierung, Kern-Effekt, Selbstphasenmodulation oder Kreuzphasenmodulation, die dann in den entsprechenden Bauelementen, Sensoren oder Geräten genutzt werden.
Von besonderem Interesse sind dabei solche Bauelemente, welche aufgrund ihrer Ausgestaltung eine Anordnung auf gekrümmten oder gewölbten Oberflächen erlauben. So sind beispielsweise Dünnschicht-Solarzellen bekannt, welche eine flexible Ausgestaltung aufweisen und damit eine Anordnung auf gekrümmten Oberflächen erlauben. Solche Solarzellen weisen dabei bevorzugt aktive Schichten aus anorganischen Halbleitermaterialien, wie bspw. amorphes Silicium (α-Si), GaAs, CdTe oder Kupfer-Indium-(Gallium)-Schwefel-Selen-Verbindungen (CIGS) auf.
Nachteilig bei diesen auf anorganischen Halbleitermaterialien basierenden Dünnschicht-Solarzellen sind die vor allem durch die Materialien bedingten hohen Produktionskosten, z.T. die hohe Toxizität von z. B. CdTe, CdSe, GaAs oder ähnlichen und die mittelmäßigen Wirkungsgrade bei Si-Zellen im Vergleich zu kristallinen Solarzellen. Außerdem sinkt der Wirkungsgrad anorganischer Solarzellen mit steigender Betriebstemperatur erheblich, so dass im Sommer trotz intensiver Sonneneinstrahlung ohne Kühlung nur mittelmäßige Wirkungsgrad erreicht werden können.
Bekannt sind ebenfalls organische Solarzellen (OSCs), welche sehr dünn und damit auch transparent und flexibel ausgestaltet werden können. Zudem erfüllen OSCs die Auflagen der EU Richtlinie 2002/95/EG (RoHS), da im Gegensatz zu den meisten Dünnschicht-Solarzellen auf den Einsatz von gefährlichen Stoffen verzichtet wird.
Im Gegensatz zu anorganischen Solarzellen werden bei organischen Solarzellen durch das Licht nicht direkt freie Ladungsträger erzeugt, sondern es bilden sich zunächst gebundene Frenkel-Exzitonen, also elektrisch neutrale Anregungszustände in Form von gebundenen Elektron-Loch-Paaren.
Grundsätzlich unterscheidet man bei OSCs zwischen solchen, die aus zumeist polymeren flüssig prozessierbaren Verbindungen bestehen und denen, die aus verdampfbaren niedermolekularen Verbindungen bestehen.
Da für den Herstellungsprozess keine hohen Temperaturen benötigt werden, ist es möglich, OSCs als Bauelemente energieeffizient und großflächig auf preiswerten Substraten, z. B. Metallfolie, Plastikfolie, Papier oder Kunststoffgewebe, herzustellen. Dies eröffnet neue Anwendungsgebiete, welche den konventionellen Solarzellen verschlossen bleiben. Auf Grund der nahezu unbegrenzten Anzahl verschiedener organischer Verbindungen können die Materialien für ihre jeweilige Aufgabe maßgeschneidert werden.
Bisher wurden zahlreiche Farbstoffe, wie z. B. Phthalocyanine, Perylene, Dicyanovinyloligothiophene, Merocyanine, usw. als Elektronen-Donor-Komponente in der optisch aktiven Schicht von OSCs eingesetzt. Dabei wurden erhebliche Defizite in der Langzeitstabilität des Bauteils, der Effizienz und/oder der Thermo- bzw. Lichtstabilität festgestellt, die auch durch die verwendeten Absorberfarbstoffe bedingt sind. Aufgrund dessen haben OSCs gegenwärtig noch nicht den Sprung in die Massenproduktion geschafft.
US 2013/0019949 A1 offenbart neue Donor-Akzeptor-Akzeptor-Farbstoffe der allgemeinen Formel (I)
für Solarzellen auf Basis organischer Photovoltaikmaterialien, die in der Lage sind Strahlung im UV/VIS-Bereich und/oder nahem Infrarotbereich zu absorbieren. Derartige Farbstoffe weisen allerdings nur eine geringe Thermo- und Lichtstabilität sowie unzureichendes Absorptionsvermögen auf, so dass homogene Beschichtungen von Solarzellen über die Gasphasenprozessierung dieser Farbstoffe diffizil und unwirtschaftlich ist. Außerdem sind die Wirkungsgrade (d.h. die Effizienz der Umwandlung von Lichtenergie in elektrische Energie) unzureichend.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher neue organische, zur Energieabsorption befähigte Farbstoffe zur Verfügung zu stellen, welche eine Verbesserung in der Thermostabilität, der Langzeitstabilität und der Wirkungsgrade von optoelektronischen Bauelementen ermöglicht.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine organische Verbindung der allgemeinen Formel (I) gemäß Anspruch 1, (II) oder (III) gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Erfindungsgemäß wird eine Verbindung der allgemeinen Formel (I) vorgeschlagen, die die folgende Kernstruktur aufweist:
wobei die Variablen der Kernstruktur die folgende nachstehende Bedeutung haben:

i. die Substituenten W₁ und W₂ sind unabhängig voneinander -CN oder weisen die allgemeine Formel (IV) auf:
wobei: – mindestens einer der Substituenten W₁ oder W₂ die allgemeine Formel (IV) aufweist, –
die kovalente Anbindung an die Kernstruktur (I) (d.h. die Vinylgruppe) ist, – E₁ und E₂ unabhängig voneinander ausgewählt sind aus N, C-F, C-H, C-Cl, C-CN oder C-CF₃, – die Reste R₁, R₂ und R₃ jeweils unabhängig voneinander ausgewählt sind aus -H, -Cl, -F, -CN, -CH₃ oder -CF₃,
ii. der Substituent W₃ ist -H, -CN oder -F,
iii. der Akzeptor A ausgewählt ist aus:
wobei: – ausschließlich
eine die kovalente Anbindung des Akzeptors A an die Kernstruktur (I) ist, – X ausgewählt ist aus O, S, Se oder R₄-C=C-R₅, wobei R₄ und R₅ unabhängig voneinander ausgewählt sind aus -H, -Cl, -F, -CN, -CH₃ oder -CF₃, – E CH oder N ist,
iv. der Donor D ausgewählt ist aus den Struktureinheiten:
oder eine gekoppelte Kombination dieser (d.h. es sind mindestens zwei Struktureinheiten über zwei sp²-hybridisierte Kohlenstoffatome durch
miteinander verbunden), wobei: – ausschließlich eine
die kovalente Anbindung des Donors D an A in ortho-, metha- oder para-Position ist, – o eine ganze Zahl von 1 bis 4 ist, – die Reste R₆ jeweils sowohl in ortho- und/oder metha-Position am Phenylenrest unabhängig voneinander -H, -Alk oder -OAlk sind, – n und m unabhängig voneinander ganze Zahlen von 0 bis 4, allerdings sind m und n in Summe maximal 4, – Z ausgewählt ist aus S, N-Alk, N-Ar, C(Alkyl)₂ und Si(Alk)₂, – die Reste R₇ bis R₁₂ unabhängig voneinander -H, -Alk oder -OAlk sind,
v. der Terminator T ausgewählt ist aus Wasserstoff (H), -SAlk, -SCycloalk,
wobei: –
die kovalente Anbindung des Terminators T an D ist, – die Reste R₁₃ in ortho-, metha- und/oder para-Position jeweils unabhängig voneinander ausgewählt sind aus H und einem C₁ bis C₈-Alkylrest, – Y = O, S, NAlk, NAr oder NCycloalk, – die Reste R₁₆ bis R₂₀ jeweils unabhängig voneinander ausgewählt ist aus -H und einem C₁ bis C₈-Alkylrest, – die Reste R₂₁ und R₂₂ unabhängig voneinander -H, -Alk, -OAlk oder Ar sind, – die Reste R₁₄ und R₁₅, R₂₃ bis R₂₆, die in ortho-, metha- und/oder para-Position jeweils unabhängig voneinander ausgewählt sind aus -H, -Alk und -OAlk, – der Rest R₃₀ -H, -Alk oder -OAlk ist, – Ar, Ar₁ und Ar₂ unabhängig voneinander ein gegebenenfalls substituierter Phenyl-, Tolyl- oder Anisylrest ist, insbesondere substituiert mit -H, -F, -CN, -Alk, -OAlk, – wobei Alk ein gegebenenfalls verzweigter C₁ bis C₈-Alkylrest ist und – wobei Cycloalk ein zyklischer und C₃ bis C₈-Alkylrest ist.

Vorteilhaft weisen erfindungsgemäße Verbindungen der allgemeinen Formel (I), (II) und (III) eine hohe thermische Stabilität auf und sind zudem leicht sublimierbar. Besonders vorteilhaft können die erfindungsgemäß beschriebenen D-A-Farbstoffe zum Färben von Kunststoffen, Fasern, Organen, Mikroorganismen, Zellbestandteilen und Vieren oder als Druckerfarbstoff eingesetzt werden.
Ganz besonders vorteilhaft können die neuen Donator-Akzeptor-Verbindungen in Ladungsträgertransportschichten, in Ladungsträgerinjektionsschichten, in aktiven Schichten, in Detektorschichten, in Polymerschichten oder als Dotanden (d.h. als Zusatzstoffe darin) zur Anwendung kommen.
Überraschenderweise zeichnen sich die erfindungsgemäßen Verbindungen der allgemeinen Formel (I), bei denen mindestens einer der Substituenten W₁ oder W₂ ein massereicher perfluorierter (d.h. mindestens 2 Fluor) Phenylring der allgemeinen Formel (IV) ist, gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Verbindungen einen verringerten Schmelzpunkt aber eine deutlich erhöhte Zersetzungstemperatur aus. Vorteilhaft können Verbindungen der allgemeinen Formel (I) daher in merklich größeren Temperaturbereichen mit zugleich höheren Dampfraten für die Gasphasenprozessierung eingesetzt werden. Da ausschließlich hochreine Materialien lange Lebenszeiten von derart hergestellten organischen Bauelemente gewähren können, bietet die Gasphasenprozessierung dabei selbst den Vorteil einer zusätzlichen Reinigung der erfindungsgemäßen Verbindungen, da eine Abtrennung von nicht verdampfbaren oder sublimierbaren Verbindungen erfolgt. Nach einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird das Ausgangsmaterial vor der Anwendung durch thermische Gradientensublimation aufgereinigt, um höchste Reinheit und Reproduzierbarkeit zu gewährleisten.
Überraschend wurde zudem gefunden, dass Absorberfarbstoffe, die eine Pluralität an Donoreinheiten aufweisen, trotz ihres erhöhten Molekulargewichts und ihrer komplexen Struktur eine hohe thermische Stabilität aufweisen und daher leicht sublimierbar sind. Möglicherweise kann dieser Effekt auf die erhöhte Anzahl mesomerer Grenzstrukturen zurückgeführt werden.
Eine Verbindung weist im Sinne der vorliegenden Erfindung eine „Pluralität an Donoreinheiten“ auf, wenn der Donor D mindestens zwei Aryle bzw. Heterozyklen aufweist, wobei die Donoreinheiten über zwei sp²-hybridisierte Kohlenstoffatome miteinander gekoppelt sind (d.h. Bi-, Tri- oder Tetraaryl, Bithiophen, Thiophenylthienothiophen) oder direkt über zwei sp²-hybridisierte Kohlenstoffatome miteinander verbrückt sind (d.h. Thienothiophene, Bisthienothiophene, Bisthienopyrrole).
Die Aufgabe der Erfindung wird daher weiterhin gelöst durch Verbindungen der allgemeinen Formel (II), die die folgende Kernstruktur aufweist:
wobei die Variablen der Kernstruktur (II) die folgende nachstehende Bedeutung haben:

i. der Substituent W₃ ist -CN oder -F
ii. der Akzeptor A ist ausgewählt aus:
wobei: – ausschließlich eine
die kovalente Anbindung des Akzeptors A an die Kernstruktur (II) ist, – X ausgewählt ist aus O, S, Se oder R₄-C=C-R₅, wobei R₄ und R₅ unabhängig voneinander ausgewählt sind aus -H, -Cl, -F, -CN, -CH₃ oder CF₃, – E CH oder N ist,
iii. der Donor D ausgewählt ist aus den Struktureinheiten:
oder eine gekoppelte Kombination dieser, wobei: – ausschließlich
eine die kovalente Anbindung des Donors D an A in ortho-, metha- oder para-Position ist, – o eine ganze Zahl von 1 bis 4 ist, – die Reste R₆ jeweils sowohl in ortho- und/oder metha-Position am Phenylenrest unabhängig voneinander -H, -Alk oder -OAlk sind, – n und m unabhängig voneinander ganze Zahlen von 0 bis 4, wobei die Summe von m und n maximal 4 ist, – Z ausgewählt ist aus S, N-Alk, N-Ar, Si(Alk)₂ und C(Alk)₂, – die Reste R₇ bis R₁₂ unabhängig voneinander -H, -Alk oder -OAlk sind,
iv. der Terminator T ausgewählt ist aus Wasserstoff (H), SAlk, SCycloalk,
wobei: –
die kovalente Anbindung des Terminators T an D ist, – die Reste R₁₃, die in ortho-, metha- und/oder para-Position substituiert sind, jeweils unabhängig voneinander ausgewählt sind aus H und einem C₁ bis C₈-Alkylrest, – Y = O, S, N-Alk, N-Ar, NCycloalk, – die Reste R₁₆ bis R₂₀ jeweils unabhängig voneinander ausgewählt sind aus H und einem C₁ bis C₈-Alkylrest, – die Reste R₂₁ und R₂₂ unabhängig voneinander -H, -Alk, -OAlk oder -Ar sind, – die Reste R₁₄ und R₁₅, R₂₃ bis R₂₆, die in ortho-, metha- und/oder para-Position substituiert sind, jeweils unabhängig voneinander ausgewählt sind aus H, Alk und (OAlk)_p, wobei p eine ganze Zahl zwischen 1 und 3 ist, – der Rest R₃₀ -H, -Alk oder -OAlk ist, – Ar, Ar₁ und Ar₂ unabhängig voneinander ein gegebenenfalls substituierter Phenyl-, Tolyl- oder Anisylrest ist, insbesondere substituiert mit -H, -F, -CN, -Alk, -OAlk und – wobei Alk ein gegebenenfalls verzweigter C₁ bis C₈-Alkylrest ist und – wobei Cycloalk ein zyklischer C₃ bis C₈-Alkylrest ist.

Die Aufgabe der Erfindung wird schließlich auch gelöst durch Verbindungen der allgemeinen Formel (III), die die folgende Kernstruktur aufweist:
wobei die Variablen der Kernstruktur (III) die folgende nachstehende Bedeutung haben:

i. der Akzeptor A ist ausgewählt aus:
wobei: – ausschließlich eine
die kovalente Anbindung des Akzeptors A an die Kernstruktur (III) ist, – E CH oder N ist, – X ausgewählt ist aus O, S, Se oder R₄-C=C-R₅, wobei R₄ und R₅ unabhängig voneinander ausgewählt sind aus -H, -Cl, -F, -CN, -CH₃ oder CF₃,
ii. der Donor D ausgewählt ist aus den Struktureinheiten:
oder eine gekoppelte Kombination dieser, wobei: – ausschließlich eine
die kovalente Anbindung des Donors D an A in ortho-, metha- oder para-Position ist, – o eine ganze Zahl von 2 bis 4 ist, – die Reste R₆ jeweils sowohl in ortho- und/oder metha-Position am Phenylenrest unabhängig voneinander H, Alk oder OAlk sind, – n und m unabhängig voneinander ganze Zahlen von 0 bis 4, wobei für n=0 m mindestens 2 ist und wobei die Summe von m und n maximal 4 ist, – Z ausgewählt ist aus S, N-Alk, N-Ar und Si(Alk)₂, C(Alk)₂ – die Reste R₇ bis R₁₂ unabhängig voneinander -H, -Alk oder -OAlk sind,
iii. der Terminator T ausgewählt ist aus Wasserstoff (H),
wobei: –
die kovalente Anbindung des Terminators T an D ist, – die Reste R₁₃, die in ortho-, metha- und/oder para-Position substituiert sind, jeweils unabhängig voneinander ausgewählt sind aus H und einem C₁ bis C₈-Alkylrest, – die Reste R₁₆ bis R₂₀, R₂₃ bis R₂₆ jeweils unabhängig voneinander ausgewählt sind aus H und einem C₁ bis C₈-Alkylrest, – Y = O, S, N-Alk, N-Ar, NCycloalk, – die Reste R₂₁ und R₂₂ unabhängig voneinander -H, -Alk, -OAlk oder Ar sind, – die Reste R₁₄ und R₁₅, R₂₃ bis R₂₆, die in ortho-, metha- und/oder para-Position substituiert sind, jeweils unabhängig voneinander ausgewählt sind aus H, Alk und (OAlk)_p, wobei p eine ganze Zahl zwischen 1 und 3 ist, – der Rest R₃₀ -H, -Alk oder -OAlk ist, Ar₁ und Ar₂ unabhängig voneinander ein gegebenenfalls substituierter Phenyl-, Tolyl- oder Anisylrest ist, insbesondere substituiert mit -H, -F, -CN, -Alk, -OAlk und

₁

₈

₃

₈

Vorteilhaft sind Verbindungen der allgemeinen Formel (I), (II) bzw. (III) verdampfbar und weisen zudem günstige spektroskopische Eigenschaften von Absorption im sichtbaren Spektralbereich bzw. im nahen Infrarotbereich (NIR-Bereich) auf.
Besonders vorteilhaft sind Verbindungen der allgemeinen Formel (I), (II) bzw. (III), insbesondere der Formel (I) als konjugierte Akzeptor-Donor-Multikomponentensysteme ausgebildet, die einen intramolekularen Elektronentransfer und/oder Energietransfer erlauben. Die wichtigsten Größen, die die Stärke der Donor-Akzeptor Wechselwirkung innerhalb des Multikomponentensystems und folglich auch die Quantenausbeute beeinflussen, sind die Natur des (Elektronen-)Donors D, des (Elektronen-)Akzeptors A sowie deren Abstand und die molekulare Natur der Brücke zwischen den beiden Einheiten D und A.
An dieser Stelle sei angemerkt, dass im Sinne der Erfindung die Begriffe Akzeptor A und Donor D immer relativ, d.h. vergleichend, zueinander zu betrachten sind. Dabei ist die Größe der Differenz der Elektronendichte von elektronenschiebender zu elektronenziehender Einheit verantwortlich für die Akzeptorwirkung der Verbindung der allgemeinen Formel (I), (II) bzw. (III).
So wird unter dem Begriff Akzeptor A im Sinne der Erfindung eine organische Molekülgruppe, wie oben definiert, verstanden, die einen elektronenziehenden Effekt, vorzugsweise einen negativen mesomeren (–M-)Effekt aufweist.
Der Begriff Donor D bezeichnet im Sinne der vorliegenden Erfindung eine, wie oben definierte, organische Molekülgruppe, die in Summa eine höhere Elektronendichte aufweist als der Akteptor A und somit gegenüber dem Akzeptor A einen elektronenschiebenden Effekt, vorzugsweise einen positiven mesomeren (+M-)Effekt ausübt.
Daraus ergibt sich, dass es auch möglich ist, zwei Molekülgruppen als Akzeptor A und Donor D einzusetzen, die beide z. B. einen +M-Effekt ausüben, dessen Größe jedoch unterschiedlich ist, wenn die resultierende Verbindung der allgemeinen Formel (I), (II) bzw. (III) dadurch eine zufriedenstellende Akzeptorwirkung aufweist. In einer Ausgestaltung der Erfindung ist es jedoch bevorzugt, dass der Akzeptor A und der Donor D einen gegenläufigen mesomeren Effekt aufweisen.
Bevorzugt sind Akzeptor A und Donor D als mesomere Molekülgruppen ausgebildet, so dass die Verbindung der allgemeinen Formel (I), (II) bzw. (III) vorteilhaft durch mesomere Grenzstrukturen stabilisiert ist.
Gekoppelte Kombination aus D bedeutet im Sinne dieser Erfindung, dass mindestens zwei unterschiedliche Donore D über kovalent miteinander verbunden sind, so dass die verbleibende freie des einen terminalen D kovalent an A gebunden ist und die verbleibende freie des anderen terminalen D kovalent an T gebunden ist. Die Orientierung einer gekoppelten Kombination aus D in der erfindungsgemäßen Verbindung (I), (II) bzw. (IIII) kann durch den Fachmann in Abhängigkeit der jeweiligen Anwendung selbst bestimmt werden und ist prinzipiell frei wählbar.
Erfindungsgemäße Absorberfarbstoffe der allgemeinen Formel (II) und erfindungsgemäße Verbindungen, die eine Pluralität an Donoreinheiten (d.h. mindestens zwei Aryle bzw. Heterozyklen, insbesondere für m + o ≥ 2 oder n ≥ 1) aufweisen, sind erfindungsgemäß besonders bevorzugt, da sie langgestreckte Donor-Akzeptor-Verbindungen darstellen, bei denen die Absorption von Licht besonders vorteilhaft zur Erzeugung von stabilen Frenkel-Exzitonen (d.h. vor der paarweisen Rekombination des getrennten Elektron-Loch-Paars, weist das Exziton eine nennenswerte Lebenszeit auf) führt, die im Gegensatz zu Verbindungen mit nur einer Donoreinheit eine größere Bindungsenergie aufweisen. Aufgrund der langgestreckten Struktur und der damit verbundenen hohen Exzitonen-Bindungsenergie E_B sind bei den erfindungsgemäßen langgestreckten Donor-Akzeptor-Verbindungen unerwünschte thermische Ionisationen und unkontrollierte paarweise Rekombinationsprozesse (Quenching) unwahrscheinlich.
Bevorzugt weisen Verbindungen der allgemeinen Formel (I), (II) bzw (III) ein Molekulargewicht von mindestens 400 g/mol, insbesondere von mindestens 450 g/mol, ganz besonders bevorzugt ist ein Molekulargewicht im Bereich von 450 g/mol bis 1700 g/mol.
Nach einer bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist in Verbindungen der allgemeinen Formel (I) der Donor D am Akzeptor A in para- oder ortho-Position, besonders bevorzugt in para-Position zur Kernstruktur angeordnet. Vorteilhaft weist der Donor D, der am Akzeptor A in para- oder ortho-Position zur Kernstruktur angeordnet ist, einen dirigierenden Effekt auf (d.h. bestimmenden der elektronenschiebende Effekt des Donors D auf den Akzeptor A ist verstärkt), so dass die Stabilität der erfindungsgemäßen Verbindung mit der allgemeinen Formel (I) erhöht ist.
Nach einer alternativ bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist in Verbindungen der allgemeinen Formel (II) der Donor D am Akzeptor A in para- oder ortho-Position, besonders bevorzugt in ortho-Position zur Kernstruktur angeordnet.
Es sei darauf hingewiesen, dass die Anbindung des Donors D an den Akzeptor A sowohl über den einen als auch über den anderen Terminus des Donors D erfolgen kann. So erfolgt nach einer bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung die Anbindung des Thiophen-Thienothiophen-Blocks an den Akzeptor A direkt über die terminale Thiophen-Einheit.
Nach einer alternativ bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung erfolgt die Anbindung des Thiophen-Thienothiophen-Blocks an den Akzeptor A direkt über die terminale Thienothiophen-Einheit.
Nach einer bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung weisen die Substituenten R₁, R₂ und R₃ an den Substituenten W₁ und/oder W₂ gemäß der allgemeine Formel (III) unter Beachtung der Sterik einen -I und/oder -M-Effekt auf und sind daher vorzugsweise -F, -CN, oder CF₃. Nach einer bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung weist der Akzeptor A ein oder zwei Reste R₂₀ auf. Besonders bevorzugt sind die Reste R₂₀ am Substituent Z in meta-Position angeordnet.
Bevorzugt ist der Donor D einer erfindungsgemäßen Verbindung der allgemeinen Formel (II) ausgewählt aus:
und einer gekoppelten Kombination dieser, wobei:

– m eine ganze Zahl zwischen 0 und 4 ist,
– n eine ganze Zahl zwischen 1 und 4 wobei
– wenn n = 0, dann m = 2, 3 oder 4 und wobei
– die Summe von m und n maximal 4 ist,

Nach einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung weisen die Terminatoren T der Verbindungen (I), (II) oder (III) folgende Strukturformel auf:
Vorteilhaft sind derartige Terminatoren T der angegebenen Strukturformeln sehr starke Donatoren, so dass Verbindungen der allgemeinen Formel (I), (II) bzw. (III) mit derartigen Terminatoren im Vergleich zu den anderen gelber, also tieferfarbig sind (d.h. im langwelligeren Bereich des Lichtspektrums absorbieren).
Nach einer alternativ bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung sind die Terminatoren T der allgemeinen Formel (I), (II), und (III), insbesondere der Formel (III) ausgewählt aus den Strukturformeln:
wodurch die Anzahl mesomerer Grenzstrukturen erhöht ist, so dass derartige Verbindungen eine besonders hohe thermische Stabilität aufweisen und daher leicht sublimierbar
Bevorzugt sind Akzeptoren A mit der allgemeinen Strukturformel:
, wobei

– E CH oder N ist,
– X ausgewählt ist aus S oder R₄-C=C-R₅, wobei R₄ und R₅ unabhängig voneinander Substituenten sind, die einen ausgeprägten -I-Effekt aufweisen und daher vorzugsweise ausgewählt sind aus -Cl, -F, -CN oder CF₃.

Typische Beispiele für erfindungsgemäße Verbindungen der allgemeinen Formel (I), (II) und (III) sind nachfolgend dargestellt:
Bevorzugt gehören Verbindungen der allgemeinen Formel (I) bzw. (II) zur Klasse der verdampfbaren niedermolekularen Verbindungen. Unter dem Begriff niedermolekulare Verbindung wird im Sinne der Erfindung eine organische Verbindung verstanden, die verdampft (bzw. sublimiert) und damit auf einem Substrat abgeschieden werden kann. Üblicherweise haben sogenannte niedermolekularen Verbindungen ein Molekulargewicht kleiner 2000 g/mol, bspw. Fullerene, Porphyrine oder Phthalocyanine.
Solarzellen aus niedermolekularen Verbindungen haben hier einen ganz klaren Vorteil, da durch den Aufdampfprozess (Gasphasenprozessierung) im Vakuum beliebige Systeme und Schichten aufeinander gebracht werden können und somit der Vorteil der Mehrfachmischschichtstruktur sehr breit genutzt und mit beliebigen Materialkombinationen realisiert werden kann.
Zur Herstellung von organischen Solarzellen werden die verschiedenen Materialien, aus denen das optoelektronische Bauelement aufgebaut ist, nacheinander als dünne Schichten auf das Substrat aufgebracht. Grundsätzlich können zum Aufbringen der dünnen Schichten zwei standardisierte Herstellungsverfahren zur Anwendung kommen: Vakuumprozessierung (bzw. Gasphasenprozessierung) oder Lösungsmittelprozessierung (bzw. lösungsmittelbasierte Prozessierung). Beide Methoden sind dem Fachmann bestens bekannt, so dass auf eine detaillierte Erläuterung dieser Methoden hier verzichtet werden kann.
Insbesondere bevorzugt werden Verbindungen der allgemeinen Formel (I), (II) bzw. (III) mittels Vakuumprozessierung als dünne Schicht auf einem Substrat aufgebracht. Für die Vakuumprozessierung liegen die Verbindungen der allgemeinen Formel (I), (II) bzw. (III), hoch gereinigt, in Pulverform vor. Die erfindungsgemäßen Verbindungen werden erhitzt und sublimieren oder verdunsten, ähnlich wie Wasser bei erhöhter Temperatur. Da ausschließlich hochreine Materialien lange Lebenszeiten von derart hergestellten organischen Bauelemente gewähren können, bietet die Vakuumprozessierung dabei selbst den Vorteil einer zusätzlichen Reinigung der erfindungsgemäßen Verbindungen, da eine Abtrennung von nicht verdampfbaren oder sublimierbaren Verbindungen erfolgt.
Nach einer alternativ bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung kann vorgesehen sein, dass Verbindungen der allgemeinen Formel (I), (II) bzw. (III) aus Lösung prozessiert werden. Wie hierin verwendet, bedeutet „aus Lösung prozessiert”, das die erfindungsgemäßen Verbindungen befähigt sind, in einem flüssigen Medium, entweder in Form einer Lösung oder einer Suspension, aufgelöst, dispergiert oder transportiert zu werden und/oder aus diesen auf einem Substrat abgeschieden zu werden.
Die lösungsmittelbasierte Prozessierung ist ähnlich dem Drucken mit einem Tintenstrahldrucker oder in einer Druckmaschine. Dem Fachmann sind aber auch andere Verfahren zur lösungsmittelbasierte Prozessierung bekannt, wie bspw. Spincoaten, Rakeln, Meniskus-Coaten, Slot-die coating oder spray coating. Dabei liegen die erfindungsgemäßen Verbindungen (I), (II) und/oder (III) gelöst in einem flüchtigen, insbesondere leicht flüchtigen bzw. verdampfbaren Lösungsmittel vor oder werden darin gelöst. Dieses Gemisch – enthaltend das flüchtige Lösungsmittel und die erfindungsgemäße Verbindung – wird auf das Substrat aufgetragen. Anschließend wird das flüchtige Lösungsmittel z. B. durch einen Ausheizschritt entfernt. Optional kann vorgesehen sein, dass dem vorgenannten Gemisch weitere Additive zur Beeinflussung der Dünnschichtmorphologie (z. B. 1,8-Diiodooktan DIO) zugesetzt sind.
Verbindungen der allgemeinen Formel (I), (II) bzw. (III) können aufgrund ihrer Donor-Akzeptor-Akzeptor-Architektur insbesondere als Lichtabsorber verwendet werden. Nach einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung werden Verbindungen der allgemeinen Formel (I) bzw. (II) als Lichtabsorber in Kombination mit Elektronenakzeptoren, wie bspw. Fullerenen, vorzugsweise C60- oder C70-Fullerenen, und Fullerenderivaten, wie 1-(3-Methoxycarbonyl)-Propyl-1-1-Phenyl-(6,6)C61 (PCBM), in optoelektronischen Bauelementen verwendet. Dabei werden vorteilhaft nach der Lichtabsorption durch eine Verbindung der allgemeinen Formel (I) Elektronen von der erfindungsgemäßen Verbindung auf das Fulleren übertragen, die dann meist über eine dünne Elektronentransportschicht zur Elektrode gelangen können.
Der Vorteil von Mischschichten aus Elektronendonator- und Elektronenakzeptormolekül ist, dass die erzeugten Exzitonen nur einen sehr kurzen Weg zurücklegen müssen bis sie an eine Domänengrenze gelangen, an der sie in freie Ladungsträger getrennt werden. Der Abtransport der Elektronen bzw. Löcher erfolgt getrennt in den jeweiligen Materialien. Da in der Mischschicht die Materialien überall miteinander im Kontakt sind, ist bei diesem Konzept entscheidend, dass die getrennten Ladungen eine lange Lebensdauer auf dem jeweiligen Material besitzen und von jedem Ort aus geschlossene Perkolationspfade für beide Ladungsträgersorten zum jeweiligen Kontakt hin vorhanden sind. Diese geschlossenen Perkolationspfade werden üblicherweise durch eine gewisse Phasenseparation in der Mischschicht realisiert, d.h. die beiden Komponenten sind nicht völlig durchmischt, sondern es befinden sich (bevorzugt kristalline) nanoskalige Phasen aus jeweils einem Material in der Mischschicht. Diese teilweise Entmischung wird als Phasenseparation bezeichnet.
Unter einem optoelektronischen Bauelement wird vorliegend eine organische lichtemittierende Diode (OLED), eine organische Solarzelle (OSC), ein organischer Feldeffekttransistor (OFET), ein organischer Dünnschichttransistor (OTFT) oder ein Fotodetektor verstanden. Organisch bedeutet dabei, dass das Bauelement zumindest eine organische Verbindung enthaltende, Schicht aufweist.
Ebenfalls Gegenstand der Erfindung ist ein optoelektronisches Bauelement, umfassend:

a) eine Elektrode und eine Gegenelektrode, wobei die Elektrode substratnah angeordnet ist und wobei
b) zwischen der Elektrode und der Gegenelektrode zumindest eine organische Schicht angeordnet ist, wobei die organische Schicht zumindest eine organische Verbindung der allgemeinen Formel (I), (II) und/oder (III) aufweist.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das optoelektronische Bauelement eine OSC, eine OLED, ein OFET, ein OTFT oder Fotodetektor.
Besonders bevorzugt handelt es sich bei dem erfindungsgemäßen optoelektronischen Bauelement um OSCs mit einer photoaktiven organischen Schicht, enthaltend niedermolekulare Verbindungen, Oligomere, Polymere oder Mischungen hiervon als organisches Beschichtungsmaterial. Auf diesem Dünnschichtbauelement ist beispielsweise eine lösungsmittelbasierte, vorzugsweise transparente Elektrode als Deckkontaktlage aufgebracht. Es kann allerdings zweckdienlich sein, dass die als Deckkontaktlage aufgebrachte Elektrode von oben beleuchtbar (top-illuminated) und/oder semitransparent, d.h. das Material weist für Licht zumindest in einem gewissen Lichtwellenlängenbereich eine Durchlässigkeit von maximal 99% und wenigstens 1% auf, ist.
Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist das optoelektronische Bauelement auf einem flexibel ausgeführten Substrat angeordnet.
Unter einem flexiblen Substrat wird im Sinne der vorliegenden Erfindung ein Substrat verstanden, welches eine Verformbarkeit infolge äußerer Krafteinwirkung gewährleistet. Dadurch sind solche flexiblen Substrate auch zur Anordnung auf gekrümmten Oberflächen geeignet. Flexible Substrate sind beispielsweise Plastik- oder Metallfolien.
Bevorzugt erfolgt die Beschichtung zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements mittels Vakuumprozessierung der organischen Verbindungen, zumindest der erfindungsgemäßen Verbindung der Formel (I) bzw. (II), so dass zur Herstellung des optoelektronischen Bauelements vorteilhaft auf Hochtemperaturschritte über 160°C verzichtet werden kann, bevorzugt erfolgt die Abscheidung bei über 120°C, besonders bevorzugt bei über 250°C. Bevorzugt weisen die verwendeten organischen Materialien zur Herstellung des optoelektronischen Bauelements, insbesondere die erfindungsgemäßen Verbindungen der Formel (I), (II) bzw. (III), daher einen niedrigen Schmelzpunkt, bevorzugt < 300°C, besonders bevorzugt < 250°C, aber stets mindestens 80°C, bevorzugt mindestens 120°C auf. Besonders vorteilhaft sind die organischen Verbindungen, insbesondere die Verbindungen der allgemeinen Formel (I), (II) bzw. (III), im Hochvakuum sublimierbar.
Nach einer alternativ bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Beschichtung zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements mittels Lösungsmittelprozessierung von Verbindungen der allgemeinen Formel (I), (II) bzw. (III) erfolgt. Durch die Verfügbarkeit kommerzieller Sprühroboter ist dieses Auftragsverfahren vorteilhaft einfach auf industrielle Maßstäbe Rolle-zu-Rolle skalierbar.
Vorzugsweise handelt es sich bei dem erfindungsgemäßen optoelektronischen Bauelement um eine gattungsgemäße Solarzelle. Ein solches optoelektronisches Bauelement besitzt üblicherweise einen Schichtaufbau, wobei die jeweils unterste und oberste Lage als Elektrode und Gegenelektrode zur elektrischen Kontaktierung ausgebildet sind. Das optoelektronische Bauelement wird auf einem Substrat, wie beispielsweise Glas, Kunststoff (PET, etc.) oder einem Metallband angeordnet. Zwischen der substratnahen Elektrode und der Gegenelektrode ist zumindest eine organische Schicht umfassend zumindest eine organische Verbindung angeordnet. Als organische Verbindung können hierbei organische niedermolekulare Verbindungen, Oligomere, Polymere oder Mischungen verwendet werden. In einer Ausgestaltung handelt es sich bei der organischen Schicht um eine photoaktive Schicht, wobei die photoaktive Schicht beispielsweise als eine Mischschicht aus einem Elektronen-Donorund einem Elektronen-Akzeptormaterial ausgebildet ist. Angrenzend zu der zumindest einen photoaktiven Schicht können Ladungsträgertransportschichten angeordnet sein. Diese können je nach Ausgestaltung vorzugsweise Elektronen (= negative Ladungen) oder Löcher (= positive Ladungen) von oder zu den jeweiligen Elektroden transportieren. In einer Ausgestaltung ist das optoelektronische Bauelement als Tandem- oder Mehrfachbauelement ausgestaltet. Dabei werden zumindest zwei optoelektronische Bauelemente als Schichtsystem übereinander abgeschieden. Auf bzw. unter den als Kontakt ausgebildeten Grund- und Decklagen können sich zusätzliche Schichten zur Beschichtung oder Verkapselung des Bauelements oder weitere Bauelemente anschließen.
In einer Ausführungsform der Erfindung ist die organische Schicht als eine oder mehrere dünne Lagen vakuumprozessierter niedermolekularer Verbindungen oder organischer Polymere ausgebildet. Aus dem Stand der Technik ist eine Vielzahl auf vakuumprozessierten niedermolekularer Verbindungen und Polymeren basierender, optoeletronischer Bauelemente bekannt (Walzer et al., Chemical reviews 2007, 107(4), 1233–1271; Peumans et al., J. Appl. Phys. 2003, 93(7), 3693–3722).
Bevorzugt wird die organische Schicht unter Verwendung vakuumprozessierbarer Verbindungen der allgemeinen Formel (I), (II) und/oder (III) auf einem Substrat abgeschieden. Nach einer alternativ bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird die organische Schicht unter Verwendung von Prozessierung aus Lösung auf einem Substrat abgeschieden.
Typische Beispiele für optoelektronische Bauelemente, die erfindungsgemäße Verbindungen der Formel (I), (II) und/oder (III) enthalten, werden ebenfalls bereitgestellt. Insbesondere ist die erfindungsgemäße Verbindung ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Verbindung 3, 4, 5, 6, 9, 82, 86, 91, 95, 111, 133, 135, 137, 161, 162, 167.
In einer Ausführungsform der Erfindung ist das optoelektronische Bauelement eine organische Solarzelle (OSC = organic solar cell). Bevorzugt ist die organische Schicht eine lichtabsorbierende Schicht, wobei die Verbindungen der Formel (I), (II) bzw. (III) als Lichtabsorber wirkt.
Sofern das Bauelement als OSC ausgeformt ist, wird meist auf eine für Licht opake oder transparente Elektrode (bspw. Indium-Zinn-Oxid = ITO), die sich auf einem transparenten Substrat, so zum Beispiel auf einer Glasscheibe oder einer transparenten Schicht aus Kunststoff wie Polyethylenterephthalat (PET) befindet, eine photoaktive organische Schicht aufgebracht. Die organische Schicht weist zumindest eine Verbindung der allgemeinen Formel (I) und gegebenenfalls eine andere niedermolekulare Verbindung, ein Oligomer und/oder ein Polymer aus einer Donor- und einer Akzeptorverbindung, oder eine Schichtfolge von Donor- und Akzeptorverbindungen auf. Es können noch weitere Zwischenschichten vorhanden sein. Nach einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung absorbiert die mindestens eine aktive Schicht des optoelektronischen Bauelements einen möglichst breiten Spektralbereich des einfallenden Lichtes.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung bestehen die Elektroden des optoelektronischen Bauelements aus Metall, einem leitfähigen Oxid, insbesondere ITO, ZnO:Al oder einem anderen TCO (Transparent Conductive Oxide) oder einem leitfähigen Polymer, insbesondere PEDOT/PSS (Poly(3,4-ethylenedioxythiophene)poly-(styrenesulfonate)) oder PANI (Polyanilin). Vorzugsweise ist die Elektrode, welche auf dem Substrat angeordnet ist, für Licht transluzent oder zumindest in einem gewissen Lichtwellenlängenbereich transparent ausgeführt. Transluzenz bezeichnet die partielle Lichtdurchlässigkeit eines Materials, sodass das jeweilige Material für Licht zumindest in einem gewissen Lichtwellenlängenbereich eine Durchlässigkeit von maximal 100% und wenigstens 1% aufweist.
Nach einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das optoelektronische Bauelement zumindest in einem gewissen Lichtwellenlängenbereich für Licht transluzent.
Nach einer bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung werden erfindungsgemäße Verbindungen der allgemeinen Formel (I), (II) und/oder (III) als Lichtabsorber in Kombination mit Elektronenakzeptoren, wie bspw. Fullerene, vorzugsweise C60- oder C70-Fullerenen, und Fullerenderivate, wie 1-(3-Methoxycarbonyl)-Propyl-1-1-Phenyl-(6,6)C61 (PCBM) als sog. photoaktive Mischschichten in optoelektronischen Bauelementen verwendet. Dabei werden vorteilhaft nach der Lichtabsorption durch eine erfindungsgemäße Verbindung der allgemeinen Formel (I), (II) bzw. (III) Elektronen von der erfindungsgemäßen Verbindung auf den Elektronenakzeptor übertragen, die dann meist über eine dünne Elektronentransportschicht zur Elektrode gelangen können.
lm Sinne der Erfindung sind auch polymerbasierte organische Solarzellen, die zwei oder mehrere photoaktive Mischschichten beinhalten (Multijunction-Bauteile), umfasst, wobei die Mischschichten direkt aneinandergrenzen. Bei polymerbasierten organischen Solarzellen besteht aber das Problem dass die Materialien aus Lösung prozessiert werden und somit eine weitere aufgebrachte Schicht sehr leicht dazu führt, dass die darunter liegenden Schichten angelöst, aufgelöst oder in ihrer Morphologie verändert werden. Bei polymerbasierten organischen Solarzellen können daher nur sehr eingeschränkt Mehrfachschichtsysteme hergestellt werden und auch nur dadurch, dass verschiedene Material- und Lösungsmittelsysteme verwendet werden, die sich bei der Herstellung gegenseitig nicht oder kaum beeinflussen. Solarzellen auf Basis niedermolekularer Verbindungen haben hier einen ganz klaren Vorteil, da durch den Aufdampfprozess im Vakuum beliebige Systeme und Schichten aufeinander gebracht werden können und somit der Vorteil der Mehrfachschichtstruktur sehr breit genutzt und mit beliebigen Materialkombinationen realisiert werden kann. Eine Mehrschichtsolarzelle besteht dabei z. B. aus einer Struktur wie in obiger Abbildung dargestellt (im gezeigten Beispiel eine sogenannte Tandemsolarzelle mit zwei photoaktiven Schichten im Vergleich zu einer Einzelzelle). Nach der ersten Subzelle (vom Substrat aus gezählt) wird der Schichtstapel direkt mit der löcher- bzw. elektronenleitenden Schicht (je nach Ausführung als p-i-n oder n-i-p Struktur) fortgesetzt und erst nach der kompletten zweiten Subzelle der Deckkontakt aufgebracht. Die Kombination aus Elektronen- und Löcherleitschicht in der Mitte zwischen den beiden Einzelzellen wird als Rekombinationskontakt bezeichnet. Idealerweise werden für die beiden photoaktiven Schichten komplementäre Absorberschichten, bestehend aus einem Elektronendonator der allgemeinen Formel (I), (II) oder (III) in Kombination mit einem geeigneten Akzeptormaterial, verwendet. Komplementär heißt in diesem Fall, dass die Absorptionsbanden der Donormoleküle nur geringfügig bis gar nicht überlappen. Durch die hierdurch erzeugte Verbreiterung des insgesamten Absorptionsbereichs des Bauteils kann ein größerer Bereich des Sonnenspektrums für die Stromerzeugung verwendet werden. Eine Multijunction-Solarzelle kann jedoch auch mit identischen Materialien in den photoaktiven Schichten von zwei oder mehr Subzellen ausgeführt werden. Obwohl der Absorptionsbereich dadurch nur geringfügig erweitert werden kann, birgt diese Ausführung Vorteile in der Großflächenanwendung gegenüber einer Einzelsolarzelle, da durch die Reduzierung des erzeugten Stromes bei Erhöhung der erzeugten Spannung ohmsche Verluste reduziert werden können. Im Falle der Verwendung komplementärer Donormaterialien kann das Donormolekül in einer oder mehreren Subzellen aus einer Verbindung der allgemeinen Form (I), (II) oder (III) bestehen.
Die genannten Multijunction-Solarzellen (in der beispielhaften Ausführung von 2 in Serienverschaltung dargestellt) können – ohne prizipielle Änderungen in der Funktionsweise des Bauteils) als parallel verschaltete Zelle ausgeführt werden.
Gegenstand der Erfindung ist auch die Verwendung einer erfindungsgemäßen Verbindung der allgemeinen Formel (I), (II) und/oder (III) in einem optoelektronischen Bauelement, vorzugsweise in einer photoaktiven organischen Schicht einer OSC.
Ausführungsbeispiele:
Die in der Beschreibung, den Ansprüchen und der Zeichnung offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen von Bedeutung sein.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgenden schematischen Zeichnungen und Ausführungsbeispielen anhand derer die Erfindung beispielhaft näher erläutert werden soll, ohne die Erfindung auf diese zu beschränken.
Dabei zeigt:
1: die Schmelz- und Zersetzungspunkte von erfindungsgemäßen Beispielverbindungen aus den Beispielen 1 und 8 im Vergleich zum Absorberfarbstoff DTDCTB aus US 2013/0019949 A1 .
2: den exemplarischen Aufbau einer Einzelsolarzelle und einer Tandemsolarzelle.
3: eine mögliche Ausgestaltung einer Tandemsolarzelle unter Verwendung einer Verbindung aus der allgemeinen Formel (I) in nur einer Subzelle, wobei der rote Absorptionsbereich ab 800 nm von einem Standarddonator aus der Familie der Aza-Bodipys abgedeckt wird.
4: das UV/VIS-Spektrum einer 50 nm dicken Aufdampfschicht des 4-(1-Cyano-2-{7-[5-(di-p-tolyl-amino)-thiophen-2-yl]-benzo[1,2,5]thiadiazol-4yl}-vinyl)-2,3,5,6-tetrafluorobenzonitril als Elektronen-Donor-Absorber in der aktiven Schicht einer Solarzelle als MIP-Struktur mit planarem und gemischtem Übergang in der aktiven Schicht gefertigt.
5: die Strom-Spannungskennlinien (U-I-Kennlinie) einer beispielhaften Solarzelle mit flachem Übergang und C60 als Akzeptor (Struktur: Glas / ITO (90 nm) / C60 (20nm) / 4-(1-Cyano-2-{7-[5-(di-p-tolyl-amino)-thiophen-2-yl]-benzo[1,2,5]thiadiazol-4yl}-vinyl)-2,3,5,6-tetrafluoro-benzonitril (15 nm) / Lochtransportschicht (57 nm) / Aluminium (100 nm)) mit Lichteinwirkung (•) und ohne Lichteinwirkung
wurden gemessen und ausgewertet.
6: die U-I-Kennlinie einer beispielhaften Solarzelle mit Mischübergang und C60 als Akzeptor (Struktur: Glas / ITO (90 nm) / C60 (5 nm) / C60:4-(1-Cyano-2-{7-[5-(di-p-tolyl-amino)-thiophen-2-yl]-benzo[1,2,5]thiadiazol-4yl}-vinyl)-2,3,5,6-tetrafluoro-benzonitril (30 nm; Volumenmischverhältnis 1:1) / Lochtransportschicht (57nm) / Aluminium (100 nm)) mit Lichteinwirkung (•) und ohne Lichteinwirkung
wurden gemessen und ausgewertet.
Allgemeine Angaben
Zur Aufnahme der ¹H- und ¹³C-NMR-Spektren wurde ein Spektrometer DRX500 von Bruker (¹H: 500 MHz; ¹³C: 500 MHz) verwendet. Als innerer Standard für die chemische Verschiebung δ, angegeben in ppm, diente das jeweils verwendete Lösungsmittel. Falls nicht anders angegeben, kam Chloroform-d (CDCl₃) als Lösungsmittel zum Einsatz.
Die Bestimmung der Schmelz- und Zersetzungspunkte erfolgte mittels DSC (DSC1, Mettler-Toledo, geschlossener Aluminiumtiegel bei 5°K/min unter Argon.). Die Werte sind unkorrigiert angegeben.
Die IR-Spektren wurden an einem FT-IR-Spektrometer PC 16 der Firma Perkin-Elmer mit Kaliumbromid-Presslingen aufgenommen.
Die Bestimmung der molaren Masse erfolgte mit einem hochauflösenden Massenspektrometer mit Elektrosprayionisation (HR-ESI-MS).
Allgemeine Synthesevorschriften
Die Synthese der Absorbermoleküle kann beispielsweise nach der Synthese von Chen (JACS 2012) über eine Stille-Kupplung der kompletten Akzeptor- und Donorfragmente oder über eine Kupplung der aromatischen/heteroaromatischen Akzeptor- und Donorfragmente und nachfolgendem Aufbau der Akzeptor-substituierten Vinylgruppe nach Chiu (Chem. Commun. 2012) erfolgen.
Im letzten Schritt der Akzeptorfragment-Synthese wird über eine Knoevenagel-Kondensation eine CH-acide Verbindung Basen-katalysiert unter Wasserabspaltung an eine Formylgruppe des π-defizit Hetarens a1 geknüpft. Dabei entsteht ein Vinyl-Hetaren a2, das Akzeptormoleküle an der Vinylgruppe trägt.
Die abschließende Stille-Kupplung des Akzeptorfragments mit einem stannylierten N,N-bistolylaminothiophen als Donor führt zum gewünschten langwellig absorbierenden Produkt ab1. Die Stannylierung von schwefelhaltigen Hetaren und Diarylaminophenylenen ist in der Literatur häufig beschrieben.
Beispiel 1: 4-(1-Cyano-2-{7-[5-(di-p-tolyl-amino)-thiophen-2-yl]-benzo[1,2,5]thiadiazol-4yl}-vinyl)-2,3,5,6-tetrafluoro-benzonitril
In einem 100 ml Dreihalskolben werden 1.5 g (0.003 mol) von (Z)-4-(2-(7-bromobenzo[c][1,2,5]thiadiazol-4-yl)-1-cyanovinyl)-2,3,5,6-tetrafluorobenzonitrile und 2.91 g (0.005 mol) von N,N-di-p-tolyl-5-(tributylstannyl)thiophen-2-amine mit N₂ gespült und 30 ml Toluen zugegeben. Die Lösung wird auf 110°C für 3 h erhitzt. Nach dem Ende der Reaktion wird auf Raumtemperatur abgekühlt und das Lösungsmittel unter Vakuum entfernt sowie das Rohprodukt mit Dichlormethan extrahiert. Die organischen Phasen wurden gesammelt, über MgSO4 getrocknet und das Lösungsmittel entfernt. Das Produkt wurde aus einem geeigneten Lösungsmittel umkristallisiert. Ausbeute 1.63 g (yield 75 %) eines dunkelblauen Feststoffes.
¹H NMR (500 MHz, CDCl₃, δ): 8.75–8.77 (d, J = 8 Hz, 1H), 8.42 (s, 1H), 8.15–8.16 (d, J = 4.2 Hz, 1H), 7.68–7.70 (d, J = 8 Hz, 1H), 7.14–7.19 (quartet, J = 8 Hz, 8H), 6.52–6.53 (d, J = 4.2 Hz, 1H), 2.35 (s, 6H).
¹³C NMR (500 MHz, CDCl₃, δ): 159.1, 155.0, 151.1, 144.3, 134.9, 132.3, 131.4, 130.2, 129.7, 127.0, 124.6, 121.9, 120.4, 115.9, 115.1, 20.9.
Beispiel 2: 4-{1-Cyano-2-[7-(5’’-methylsulfanyl-[2,2’,5’,2’’]terthiophen-5-yl)-benzo[1,2,5]thiadiazol-4-yl]-vinyl}-2,3,5,6-tetrafluoro-benzonitril
In einem 100 ml Dreihalskolben werden 1.46 g (0.003 mol) von (Z)-4-(2-(7-bromobenzo[c][1,2,5]thiadiazol-4-yl)-1-cyanovinyl)-2,3,5,6-tetrafluorobenzonitrile und 2.52 g (0.004 mol) von tributyl(5''-(methylthio)-[2,2': 5',2''-terthiophen]-5-yl)stannane mit N2 gespült und 30 ml Toluen zugegeben. Die Lösung wird auf 110°C für 3 h erhitzt. Nach dem Ende der Reaktion wird auf Raumtemperatur abgekühlt und das Lösungsmittel unter Vakuum entfernt sowie das Rohprodukt mit Dichlormethan extrahiert. Die organischen Phasen wurden gesammelt, über MgSO4 getrocknet und das Lösungsmittel entfernt. Das Produkt wurde aus einem geeigneten Lösungsmittel umkristallisiert. Ausbeute 1.54 g (yield 71 %) eines dunkelvioletten Fesrstoffes.
¹H NMR (500 MHz, CDCl₃, δ): 8.857–8.841 (d, J = 8 Hz, 1H), 8.471 (s, 1H), 8.219–8.211 (d, J = 4.2 Hz, 1H), 78,024–8,008 (d, J = 8 Hz, 1H), 7.310–7.302 (d, J = 4 Hz, 1H), 7,091–7,084 (d, J = 4.2 Hz, 1H), 7,057–7,050 (d, J = 4 Hz, 1H), 6,994–6,986 (d. J = 4 Hz, 1H)
Beispiel 3: 2-(7-[2,2']Bithiophenyl-5-yl-benzo[1,2,5]thiadiazol-4-ylmethylene)-malononitrile
1,1g 2-(7-Bromo-benzo[1,2,5]thiadiazol-4-ylmethylene)-malonnitrile, 2,9g [2,2‘]Bithiophenyl-5-yl-tributyl-stannane und 0,1 g Pd-Katalysator, Pd(P[Ph]₃)₂Cl₂ werden unter Schutzgas in trockenem Toluen 3–4h auf 90°C erhitzt. Anschließend wird das Lösungsmittel im Vakuum abgedampft und das Rohprodukt säulenchromatographisch gereinigt. Ausbeute: 80%
Beispiel 4: 2-[7-(5-Benzothiazol-2-yl-thiophen-2-yl)-benzo[1,2,5]thiadiazol-4-ylmethylene]-malononitrile
1,1g 2-(7-Bromo-benzo[1,2,5]thiadiazol-4-ylmethylene)-malonnitrile, 2,6g [2,2‘]Bithiophenyl-5-yl-tributyl-stannane und 0,1 g Pd-Katalysator, Pd(P[Ph]₃)₂Cl₂ werden unter Schutzgas in trockenem Toluen 3-4h auf 90°C erhitzt. Anschließend wird das Lösungsmittel im Vakuum abgedampft. Das Rohprodukt wird säulenchromatographisch gereinigt. Ausbeute: 80%
Beispiel 5: 2-[7-(5’-Methylsulfanyl-[2,2’]bithiophenyl-5-yl)-benzo[1,2,5]thiadiazol-4-ylmethylene]-malonitrile
1,1g 2-(7-Bromo-benzo[1,2,5]thiadiazol-4-ylmethylene)-malonnitrile, 2,9g [2,2‘]Bithiophenyl-5-yl-tributyl-stannane und 0,1 g Pd-Katalysator, Pd(P[Ph]₃)₂Cl₂ werden unter Schutzgas in trockenem Toluen 3-4h auf 90°C erhitzt. Anschließend wird das Lösungsmittel im Vakuum abgedampft. Das Rohprodukt wurde säulenchromatographisch gereinigt. Ausbeute: 80%
Beispiel 6: 2-Cyano-3-[7-(5-diphenylamino-thiophen-2-yl)-benzo[1,2,5]thiadiazol-4-yl]-but-2-enedinitrile
0,2308g 2-[7-(5-Diphenylamino-thiophen-2-yl)-benzo[1,2,5]thiadiazol-4-ylmethylene]-malononitrile wurden in 40 ml einer Mischung aus Acetonitril und DMF (3:1) gelöst auf –10°C gekühlt. 71,7mg KCN in 1ml Wasser lösen und auf 0°C kühlen und langsam zur Reaktionsmischung tropfen. Anschließend werden noch 5 ml Eiswasser zugegeben und eine Stunde bei –10°C gerührt. 0,25ml konzentrierte Salzsäure werden zur Reaktionslösung getropft und weitere 3–5 h gerührt bei –10°C bis im DC nur noch rotviolettes Produkt erscheint. 0,09g NaOH in 2,5ml Wasser gelöst, wird langsam zugetropft. Danach wird die Reaktionslösung mit Toluen extrahiert, mit Kochsalzlösung gewaschen und über MgSO4 getrocknet. Das erhaltene Rohprodukt wird in 120 ml einer Mischung aus Acetonitril und DMF (3:1) unter N₂ gelöst und auf –10°C gekühlt. 0,1 g NCS und in 30 ml Eiswasser zur Reaktionsmischung geben sowie die Temperatur langsam auf 0 °C ansteigen lassen und 3 h rühren. Anschließend die Temperatur auf 25°C erhöhen und weitere 2 h rühren lassen. Die Lösungsmittel im Vakuum abziehen und das Rohprodukt mittels Säulenchromatographie reinigen. Ausbeute: 84%
¹H NMR (500 MHz, CDCl₃, δ): 8.29, 8.281 (d. J = , 1H); 8,112,8,095 (d, J = , 1H) 7,618, 7,637 (d. J = , 1H); 6,593, 6,584 (d. J = , 1H); 7,413–7,297 (m. 10H) ESI-MS: M-H+: 487,2; M-Na+: 509,2
Beispiel 7: 2-{7-[5‘-(Di-p-tolyl-amino)-[2,3‘]bithiophenyl-5-yl]-benzo[1,2,5]thiadiazol-4-ylmethylene}-malononitrile
1,0 g 2-(7-Bromo-benzo[1,2,5]thiadiazol-4-ylmethylene)-malonnitrile, 3,3g N,N-ditolyl-5’-(tributylstannyl)-[2,2’-bithiophen] and 0,07g Pd[P(Ph)₃)₂Cl₂ werden unter Schutzgas in trockenem Toluen gelöst und 4–6h bei 80–90°C gerührt. Wenn kein Ausgangsstoff mehr mittels DC nachweisbar ist, wird auf Raumtemperatur gekühlt. Das Lösungsmittel wurde im Vakuum abgezogen und das Rohprodukt auf SilicaGel absorbiert um anschließend eine säulenchromatographische Reinigung durchzuführen. Ausbeute: 69%
Beispiel 8: 4-(1-Cyano-2-{7-[5-(di-p-tolyl-amino)-thiophen-2-yl]-benzo[1,2,5]thiadiazol-4yl}-vinyl)-2,3,5,6-tetrafluoropyridyl
Unter Stickstoff werden (5,1 mmol) stannyliertes Bistolylaminothiophen mit 5,1 mmol (Z)-3-(7-Brombenzo[c][1,2,5]thiadiazol-4-yl)-2-(perfuorpyridin-4-yl)ayroylnitril in Gegenwart von Pd(PPh3)2Cl2 in einem ausgeheizten 250ml-Kolben unter Rückfluss in 150ml trockenen Toluen 2h auf 80°C erhitzt. Es findet ein Farbumschlag von gelborange nach einem tiefen dunkelblau statt. Die Reinigung des Farbstoffes erfolgt säulenchromatographisch mit Toluen als Laufmittel. Man erhält einengrünbraunen Feststoff (2,94g, 95% Ausbeute).
Beispiel 9: Messung der Temperaturstabilität
Mit dem Austausch einer CN-Gruppe der Dicynovinyleinheit durch den viel massereicheren p-Cyanotetrafluorophenylring verringerte sich überraschender Weise der Schmelzpunkt und die Zersetzungstemperatur stieg deutlich an, womit ein merklich größerer Temperaturbereich für die Gasphasenprozessierung zur Verfügung steht und höhere Dampfraten erreicht werden können. Außerdem bietet die Gaspphasenproessierung selbst den Vorteil einer zusätzlichen Reinigung. Nur hochreine Materialien können langen Lebenszeiten der organischen Bauelemente gewähren.
Beispiel 10: Mögliche Ausgestaltung einer Tandemsolarzelle
Eine mögliche Ausgestaltung einer Tandemsolarzelle unter Verwendung einer Verbindung aus der allgemeinen Formel (I) in nur einer Subzelle zeigt 3. Die Subzelle für den roten Absorptionsbereich ab 800 nm wird in diesem Beispiel von einem Standarddonator aus der Familie der Aza-Bodipys abgedeckt. Optional kann nach der Mischschicht noch eine pure Donorschicht eingefügt werden, um die Absorption weiter zu erhöhen. Als Elektronen- und Lochtransportmaterialien wurden die Standardmaterialien C60 und BPAPF gewählt. Die Schichtdicken der Transportmaterialien, vor allem für dieses Beispiel die der Lochtransportmaterialien müssen für eine Optimierung der Tandemzelle durch optische Simulation bestimmt werden. Typische Schichtdicken liegen zwischen 10 und 100nm. Die optimalen Schichtdicken und Mischverhältnisse der photoaktiven Schichten werden typischerweise in Einzelsolarzellen vorher bestimmt. Für den Aufbau von typischen Tandemsolarzellen dieser Art siehe auch (RiedeAFM2011) oder (MeerheimAPL2014).
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 2013/0019949 A1 [0011, 0074]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

EU Richtlinie 2002/95/EG [0006]
Walzer et al., Chemical reviews 2007, 107(4), 1233–1271 [0060]
Peumans et al., J. Appl. Phys. 2003, 93(7), 3693–3722 [0060]
Chiu (Chem. Commun. 2012) [0084]

Claims

Organische Verbindung der allgemeinen
Formel (I): wobei die Variablen der Kernstruktur die folgende nachstehende Bedeutung haben: i. die Substituenten W₁ und W₂ sind unabhängig voneinander -CN oder weisen die allgemeine Formel (IV) auf:
wobei: – mindestens einer der Substituenten W₁ oder W₂ die allgemeine Formel (IV) aufweist, – E₁ und E₂ unabhängig voneinander ausgewählt sind aus N, C-F, C-Cl, C-H, C-CN oder C-CF₃, – die Reste R₁, R₂ und R₃ jeweils unabhängig voneinander ausgewählt sind aus -H, -Cl, -F, -CN, -CH₃ oder CF₃, ii. W₃ -H, -CN oder -F ist, iii. A ausgewählt ist aus:
wobei: – X ausgewählt ist aus S, Se oder R₄-C=C-R₅, wobei R₄ und R₅ unabhängig voneinander ausgewählt sind aus -H, -Cl, -F, -CN, -CH₃ oder CF₃, – E CH oder N ist, iv. D ist:
oder eine gekoppelte Kombination dieser, wobei: – o eine ganze Zahl von 1 bis 4 ist, – die Reste R₆ jeweils in ortho- und/oder metha-Position am Phenylenrest unabhängig voneinander -H, -Alk oder -OAlk sind, – n und m unabhängig voneinander ganze Zahlen von 0 bis 4, allerdings sind m und n in Summe maximal 4, – Z ausgewählt ist aus S, N-Alk, N-Ar, C(Alkyl)₂ und Si(Alk)₂, – die Reste R₇ bis R₁₂ unabhängig voneinander -H, -Alk oder -OAlk sind, v. T ausgewählt ist aus -H, -SAlk, -SCycloalk,
wobei: – die Reste R₁₃ in ortho-, metha- und/oder para-Position jeweils unabhängig voneinander ausgewählt sind aus H und einem C₁ bis C₈-Alkylrest, – die Reste R₁₆ bis R₂₀ jeweils unabhängig voneinander ausgewählt sind aus H und einem C₁ bis C₈-Alkylrest, – Y = O, S, NAlk, NAr oder NCycloalk, – die Reste R₂₁ und R₂₂ unabhängig voneinander -H, -Alk, -OAlk oder Ar sind, – die Reste R₁₄ und R₁₅, R₂₃ bis R₂₆ jeweils unabhängig voneinander ausgewählt sind aus H, Alk und OAlk, – der Rest R₃₀ -H, -Alk oder -OAlk ist, – Ar, Ar₁ und Ar₂ unabhängig voneinander ein Phenyl, Tolyl- oder Anisylrest ist, wobei Alk ein gegebenenfalls verzweigter C₁ bis C₈-Alkylrest ist und wobei Cycloalk ein zyklischer C₃ bis C₈-Alkylrest ist.
Organische Verbindung der allgemeinen Formel (II):
wobei: i. der Substituent W₃ -CN oder -F ist, ii. A ausgewählt ist aus:
wobei: – X ausgewählt ist aus S, Se oder R₄-C=C-R₅, wobei R₄ und R₅ unabhängig voneinander ausgewählt sind aus -H, -Cl, -F, -CN, -CH₃ oder CF₃, – E CH oder N ist, iii. D ist:
der eine gekoppelte Kombination dieser, wobei: – ausschließlich eine
die kovalente Anbindung des Donors D an A in ortho-, metha- oder para-Position ist, – o eine ganze Zahl von 1 bis 4 ist, – die Reste R₆ jeweils in ortho- und/oder metha-Position am Phenylenrest unabhängig voneinander -H, -Alk oder -OAlk sind, – n und m unabhängig voneinander ganze Zahlen von 1 bis 4 sind, wobei die Summe von m und n maximal 4 ist, – Z ausgewählt ist aus S, N-Alk, N-Ar, C(Alk)₂ und Si(Alk)₂, – die Reste R₇ bis R₁₂ unabhängig voneinander -H, -Alk oder -OAlk sind, iv. T ausgewählt ist aus H, SAlk, SCycloalk,

wobei: – die Reste R₁₃ jeweils unabhängig voneinander ausgewählt sind aus H und einem C₁ bis C₈-Alkylrest, – Y = O, S, N-Alk, N-Ar, NCycloalk, – die Reste R₁₆ bis R₂₀ jeweils unabhängig voneinander ausgewählt sind aus H und einem C₁ bis C₈-Alkylrest, – die Reste R₂₁ und R₂₂ unabhängig voneinander -H, -Alk, -OAlk oder Ar sind, – die Reste R₁₄ und R₁₅, R₂₃ bis R₂₆ jeweils unabhängig voneinander ausgewählt sind aus H, Alk und (OAlk)_p, wobei p eine ganze Zahl zwischen 1 und 3 ist, – der Rest R₃₀ -H, -Alk oder -OAlk ist, – Ar, Ar₁ und Ar₂ unabhängig voneinander ein Phenyl, Tolyl- oder Anisylrest ist und wobei Alk ein C₁ bis C₈-Alkylrest ist und wobei Cycloalk ein zyklischer C₃ bis C₈-Alkylrest ist.
Organische Verbindung der allgemeinen Formel (III):
wobei: i. der Akzeptor A ist ausgewählt aus:
wobei: – ausschließlich eine
die kovalente Anbindung des Akzeptors A an die Kernstruktur (III) ist, – X ausgewählt ist aus O, S, Se oder R₄-C=C-R₅, wobei R₄ und R₅ unabhängig voneinander ausgewählt sind aus -H, -Cl, -F, -CN, -CH₃ oder CF₃, – E CH oder N ist, ii. der Donor D ist:
oder eine gekoppelte Kombination dieser, wobei: – ausschließlich eine
die kovalente Anbindung des Donors D an A in ortho-, metha- oder para-Position ist, – o eine ganze Zahl von 2 bis 4 ist, – die Reste R₆ jeweils in ortho- und/oder metha-Position am Phenylenrest unabhängig voneinander H, Alk oder OAlk sind, – n und m unabhängig voneinander ganze Zahlen von 0 bis 4, wobei für n = 0 m mindestens 2 ist und wobei die Summe von m und n maximal 4 ist, – Z ausgewählt ist aus S, N-Alk, N-Ar und Si(Alk)₂, C(Alk)₂ – die Reste R₇ bis R₁₂ unabhängig voneinander -H, -Alk oder -OAlk sind, iii. der Terminator T ausgewählt ist aus Wasserstoff (H),

wobei: –
die kovalente Anbindung des Terminators T an D ist, – die Reste R₁₃, die in ortho-, metha- und/oder para-Position substituiert sind, jeweils unabhängig voneinander ausgewählt sind aus H und einem C₁ bis C₈-Alkylrest, – die Reste R₁₆ bis R₂₀ jeweils unabhängig voneinander ausgewählt sind aus -H und einem C₁ bis C₈-Alkylrest, – Y = O, S, NAlkyl, NAryl, NCycloalkyl – die Reste R₂₁ und R₂₂ unabhängig voneinander -H, -Alk, -OAlk oder Ar sind, – die Reste R₁₄ und R₁₅, R₂₃ bis R₂₆ jeweils unabhängig voneinander ausgewählt sind aus -H, -Alk und -OAlk, – der Rest R₃₀ -H, -Alk oder -OAlk ist, – Ar₁ und Ar₂ unabhängig voneinander ein gegebenenfalls substituierter Phenyl-, Tolyl- oder Anisylrest ist, insbesondere substituiert mit -H, -F, -CN, -Alk, -OAlk und wobei Alk ein gegebenenfalls verzweigter C₁ bis C₈-Alkylrest ist und wobei Cycloalk ein zyklischer und C₃ bis C₈-Alkylrest ist.
Verbindung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass D an A in para- oder ortho-Position angeordnet ist
Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Substituenten R₁, R₂ und R₃ am Substituenten Z ausgewählt sind aus -F, -CN, oder CF₃.
Optoelektronisches Bauelement umfassend eine erste und eine zweite Elektrode und zwischen diesen beiden Elektroden zumindest eine organische Schicht, enthaltend eine Verbindung der allgemeinen Formel (I), (II) und/oder (III) nach einem der Ansprüche 1 bis 5.
Optoelektronisches Bauelement nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauelement eine OSC ist.
Verwendung einer Verbindung der allgemeinen Formel (I), (II) oder (III) nach einem der Ansprüche 1 bis 5 in einer organischen Schicht eines optoelektronischen Bauelements nach einem der Ansprüche 6 bis 7.