ES2391191A1 - Uso de dímeros fusionados de subftalocianinas fluoradas como aceptores electrónicos para células solares - Google Patents
Uso de dímeros fusionados de subftalocianinas fluoradas como aceptores electrónicos para células solares Download PDFInfo
- Publication number
- ES2391191A1 ES2391191A1 ES201130667A ES201130667A ES2391191A1 ES 2391191 A1 ES2391191 A1 ES 2391191A1 ES 201130667 A ES201130667 A ES 201130667A ES 201130667 A ES201130667 A ES 201130667A ES 2391191 A1 ES2391191 A1 ES 2391191A1
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- dimer
- subphthalocyanine
- group
- organic
- fused
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- PMJMHCXAGMRGBZ-UHFFFAOYSA-N subphthalocyanine Chemical class N1C(N=C2C3=CC=CC=C3C(=N3)N2)=C(C=CC=C2)C2=C1N=C1C2=CC=CC=C2C3=N1 PMJMHCXAGMRGBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 66
- 239000000539 dimer Substances 0.000 title claims abstract description 62
- 239000000370 acceptor Substances 0.000 title description 12
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 17
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims abstract description 9
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 claims description 55
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 claims description 54
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 claims description 28
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 26
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 239000011149 active material Substances 0.000 claims description 11
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 11
- PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N Fluorine Chemical compound FF PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 claims description 10
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 claims description 10
- XMWRBQBLMFGWIX-UHFFFAOYSA-N C60 fullerene Chemical compound C12=C3C(C4=C56)=C7C8=C5C5=C9C%10=C6C6=C4C1=C1C4=C6C6=C%10C%10=C9C9=C%11C5=C8C5=C8C7=C3C3=C7C2=C1C1=C2C4=C6C4=C%10C6=C9C9=C%11C5=C5C8=C3C3=C7C1=C1C2=C4C6=C2C9=C5C3=C12 XMWRBQBLMFGWIX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 claims description 9
- 229910003472 fullerene Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000011368 organic material Substances 0.000 claims description 9
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 9
- WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N Bromine atom Chemical compound [Br] WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N bromine Substances BrBr GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229910052794 bromium Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000000975 dye Substances 0.000 claims description 8
- 125000005843 halogen group Chemical group 0.000 claims description 8
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 claims description 8
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 8
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 claims description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 7
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 claims description 6
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 claims description 6
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 claims description 6
- SLIUAWYAILUBJU-UHFFFAOYSA-N pentacene Chemical compound C1=CC=CC2=CC3=CC4=CC5=CC=CC=C5C=C4C=C3C=C21 SLIUAWYAILUBJU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- IEQIEDJGQAUEQZ-UHFFFAOYSA-N phthalocyanine Chemical compound N1C(N=C2C3=CC=CC=C3C(N=C3C4=CC=CC=C4C(=N4)N3)=N2)=C(C=CC=C2)C2=C1N=C1C2=CC=CC=C2C4=N1 IEQIEDJGQAUEQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 7553-56-2 Chemical compound [I] ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims description 5
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 claims description 5
- 229910052740 iodine Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000011630 iodine Substances 0.000 claims description 5
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 claims description 5
- -1 polyphenylenevinylene Polymers 0.000 claims description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 4
- 150000003384 small molecules Chemical class 0.000 claims description 4
- 125000001424 substituent group Chemical group 0.000 claims description 4
- 125000000852 azido group Chemical group *N=[N+]=[N-] 0.000 claims description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 3
- 125000001309 chloro group Chemical group Cl* 0.000 claims description 3
- 125000004093 cyano group Chemical group *C#N 0.000 claims description 3
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims description 3
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims description 3
- 125000004185 ester group Chemical group 0.000 claims description 3
- PNDPGZBMCMUPRI-UHFFFAOYSA-N iodine Chemical compound II PNDPGZBMCMUPRI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 125000000449 nitro group Chemical group [O-][N+](*)=O 0.000 claims description 3
- 230000005693 optoelectronics Effects 0.000 claims description 3
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 3
- 125000000951 phenoxy group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(O*)C([H])=C1[H] 0.000 claims description 3
- 125000001997 phenyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(*)C([H])=C1[H] 0.000 claims description 3
- 229920000123 polythiophene Polymers 0.000 claims description 3
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 claims description 3
- 239000002738 chelating agent Substances 0.000 claims description 2
- 150000002484 inorganic compounds Chemical class 0.000 claims description 2
- 229920000553 poly(phenylenevinylene) Polymers 0.000 claims description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 2
- 239000008204 material by function Substances 0.000 claims 4
- 239000013638 trimer Substances 0.000 claims 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims 3
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 claims 2
- 125000003184 C60 fullerene group Chemical group 0.000 claims 1
- 239000003086 colorant Substances 0.000 claims 1
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 14
- 229910015711 MoOx Inorganic materials 0.000 description 8
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 5
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 4
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical group [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004630 atomic force microscopy Methods 0.000 description 2
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 2
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 2
- 238000002207 thermal evaporation Methods 0.000 description 2
- RZVCEPSDYHAHLX-UHFFFAOYSA-N 3-iminoisoindol-1-amine Chemical group C1=CC=C2C(N)=NC(=N)C2=C1 RZVCEPSDYHAHLX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000265 Polyparaphenylene Polymers 0.000 description 1
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000862 absorption spectrum Methods 0.000 description 1
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 description 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- 238000004873 anchoring Methods 0.000 description 1
- 230000006399 behavior Effects 0.000 description 1
- UHYPYGJEEGLRJD-UHFFFAOYSA-N cadmium(2+);selenium(2-) Chemical compound [Se-2].[Cd+2] UHYPYGJEEGLRJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000013375 chromatographic separation Methods 0.000 description 1
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000013500 data storage Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 239000011263 electroactive material Substances 0.000 description 1
- 230000005670 electromagnetic radiation Effects 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 125000001153 fluoro group Chemical group F* 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 210000004754 hybrid cell Anatomy 0.000 description 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 1
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 150000002678 macrocyclic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 229910000476 molybdenum oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 1
- 125000004433 nitrogen atom Chemical group N* 0.000 description 1
- PQQKPALAQIIWST-UHFFFAOYSA-N oxomolybdenum Chemical compound [Mo]=O PQQKPALAQIIWST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SOQBVABWOPYFQZ-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);titanium(4+) Chemical group [O-2].[O-2].[Ti+4] SOQBVABWOPYFQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 description 1
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000000391 vinyl group Chemical group [H]C([*])=C([H])[H] 0.000 description 1
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
- H02S20/00—Supporting structures for PV modules
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
- H10K85/30—Coordination compounds
- H10K85/311—Phthalocyanine
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09B—ORGANIC DYES OR CLOSELY-RELATED COMPOUNDS FOR PRODUCING DYES, e.g. PIGMENTS; MORDANTS; LAKES
- C09B47/00—Porphines; Azaporphines
- C09B47/04—Phthalocyanines abbreviation: Pc
- C09B47/045—Special non-pigmentary uses, e.g. catalyst, photosensitisers of phthalocyanine dyes or pigments
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
- H10K85/30—Coordination compounds
- H10K85/321—Metal complexes comprising a group IIIA element, e.g. Tris (8-hydroxyquinoline) gallium [Gaq3]
- H10K85/322—Metal complexes comprising a group IIIA element, e.g. Tris (8-hydroxyquinoline) gallium [Gaq3] comprising boron
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
- H10K85/30—Coordination compounds
- H10K85/361—Polynuclear complexes, i.e. complexes comprising two or more metal centers
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K30/00—Organic devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation
- H10K30/50—Photovoltaic [PV] devices
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/549—Organic PV cells
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
La presente invención se relaciona con el uso de dímeros de subftalocianinas fluoradas como compuestos foto y electro activos para la preparación de dispositivos fotovoltaicos, en particular, de células solares orgánicas e híbridas, así como a los propios dispositivos y células solares que comprenden dichos dímeros.
Description
Uso de dimeros fusionados de subftalocianinas fluoradas como aceptores electrónicos para células solares
La presente invención se refiere al uso de dímeros fusionados de subftalocianinas fluoradas como aceptores electrónicos en la fabricación de células solares orgánicas ó híbridas como colorantes fotoactivos para dispositivos fotovoltaicos.
Las Subftalocianinas (SubPcs) son los homólogos inferiores de las ftalocianinas, sistemas aromáticos bidimensionales bien conocidos, cuyos 18 electrones I y su estructura plana les otorga propiedades ópticas y eléctricas inusuales. [Chem. Rev. 2002, 102, 835; Angew. Chem. Int. Ed. 2006, 45, 2834; Chem. Commun., 2007, 2000]. Las Subftalocianinas están compuestas por tres anillos de diiminoisoindol unidos a través de los átomos de nitrógeno a un núcleo de boro. Los 14 electronesf deslocalizados en su estructura cónica, tal y como se pone de manifiesto en las estructuras de rayos-X, les hace compuestos muy atractivos tanto por sus propiedades físicas como químicas.
Las suftalocianinas están suponiendo un fuerte impacto en muchos campos tecnológicos tales como el almacenamiento óptico de datos o el de la óptica no lineal. También son muy interesantes sus propiedades fotofísicas y optoelectrónicas para su empleo como nuevos componentes en materiales fotovoltaicos.
El desarrollo y optimizacion de nuevas metodologias sinteticas para la preparacion de SubPcs ha conducido a la sintesis eficaz de dimeros fusionados de subftalocianina, y la separación de sus topoisómeros syn y anti [Angew. Chem. Int. Ed. 2002, 41, 2561].
El sistema aromático curvo que presenta estos macrociclos hace que sean unas estructuras singulares. Se ha descubierto que los dímeros de SubPcs presentan comportamientos muy diferentes a los propios de los correspondientes monómeros de SubPc en términos de propiedades ópticas. Estos dímeros fusionados normalmente presentan picos de absorción característicos entre 550 y 700 nm con un coeficiente de absorción de entre 5 a 10 x 104 M-1 cm-1. Estos valores se pueden modular al introducir diferentes sustituyentes periféricos.
Los recientes avances en eficiencia de conversión fotovoltaica [Prog. Photovolt: Res. Appl. 2010; 18, 346] han convertido a las células solares orgánicas (OPVCs) en prometedores candidatos como generadores de energía renovable a bajo coste. Este progreso se debe parcialmente a la optimizacion de la arquitectura de estos dispositivos con la incorporación de interfases donador/aceptor (D/A), heterouniones masivas o de bloque, y estructuras de tipo tandem. Estas mejoras, aunque preliminares, se deben a su vez, al desarrollo de materiales donadores optimizados, que absorben en un amplio rango del espectro de radiación solar con niveles de energía que permiten voltajes de circuito abierto mayores (Voc). Por el contrario, a pesar de la gran variedad de materiales donadores, los materiales aceptores que se utilizan de manera preferente pertenecen a la familia de los fullerenos. En comparacion con muchas otras moléculas orgánicas, los fullerenos presentan, por un lado, una alta movilidad electrónica, y por otro, una gran longitud de difusión electrónica. Sin embargo, como los fullerenos absorben sólo a longitudes de onda por debajo de los 560 nm, su contribución a la corriente fotoinducida es limitada. La contribución de otros materiales aceptores alternativos, como perilenos, CdSe, ZnO o TiO2, también es limitada. Las ftalocianinas metaladas (MPcs) son materiales donadores bien conocidos en el campo de células solares orgánicas. Además, metaloftalocianinas fluoradas en las posiciones periféricas han mostrado la habilidad de actuar como moléculas aceptoras. La incorporacion de atomos de fluor aumenta el potencial de ionizacion con cambios minimos en el hueco entre bandas (band gap) óptico. Las subftalocianinas (SubPc) también han mostrado eficiencias de conversión fotovoltaicas mayores del 3%, en combinación con C60 como material aceptor, debido al alto Voc de al menos 0.9 V. Recientemente, se han conseguido Voc comparables al combinar SubPc con su homólogo fluorado FSubPc [Adv. Funct. Mater. 2007, 17, 2653; Adv. Funct. Mater. 2009, 19, 3435]. Sin embargo, el solapamiento de las bandas de absorción en el espectro de absorción de SubPc y FSubPc limita en última instancia la densidad de corriente electrónica (Jsc) de este par D/A.
A partir de éstas, y de otras fuentes bibliográficas, y, especialmente, a partir de los inconvenientes propios de la aplicación de subftalocianinas en la preparación de células fotovoltaicas, se puede deducir la importancia e interés en la preparación de análogos que presenten propiedades más adecuadas.
La presente invención trata de mejorar las propiedades ópticas y estabilidad de moléculas aceptoras, así como su procesabilidad, para ser aplicadas como elementos activos en dispositivos fotovoltaicos, y más concretamente en células solares orgánicas e híbridas. Los inventores han encontrado que los dímeros fusionados de subftalocianinas reúnen muchas de los características deseadas, tales como estabilidad óptica y química, eficiente absorción de la luz solar, baja agregacion, y capacidad de evaporacion y de anclaje a sustratos polimericos o inorganicos, lo que permite su aplicación en la fabricación de estos dispositivos fotovoltaicos.
Así, en un primer aspecto la presente invención se refiere al uso de al menos un dímero fusionado de subftalocianina de formula estructural I:
FF F F
F
R1 R
2
F
F
N
NBN
NBN N
NN
N NN
FF
FF
F
F FF
I
donde
R1 y R2, iguales o diferentes, representan un átomo de halógeno seleccionado entre flúor, cloro, bromo y yodo; un grupo ciano; un grupo azido; un grupo carboxilico; un grupo ester; un grupo CHO; un grupo nitro; un grupo alquilo, lineal o ramificado, de 1 a 16 átomos de carbono; un grupo OR3; un grupo SR3 o un grupo N(R3)2, donde R3 es un grupo alquilo, lineal o ramificado, de 1 a 16 átomos de carbono; un grupo fenilo, un grupo fenoxi, o un grupo tiofenoxi, opcionalmente sustituidos en cualquiera de sus posiciones por uno o dos átomos de halógeno seleccionados entre flúor, cloro, bromo y yodo, , uno o dos grupos alquilo R3, uno o dos grupos OR3, uno o dos grupos SR3, o uno o dos grupos N(R3)2, donde R3 tiene el mismo significado anterior,
como compuesto foto y electro activo para la preparación de dispositivos fotovoltaicos.
Un segundo aspecto de la presente invención se relaciona con un dispositivo fotovoltaico que comprende al menos un dímero fusionado de subftalocianina de fórmula I tal como se ha definido previamente.
Asimismo, la invención se relaciona con una célula solar orgánica o híbrida que comprende al menos un dímero fusionado de subftalocianina de fórmula I tal como se ha definido previamente.
Los compuestos empleados en la presente invención corresponden con dímeros fusionados de subftalocianinas fluoradas. La estereoquímica de estos dímeros proporciona dos tipos de topoisómeros, el topoisómero syn de fórmula Ia y el topoisómero anti de fórmula Ib:
FF FFF F
F FR1 R2 F
F F
F FNN F
F
NN
N
NBN NBN
NB
NN
N
NN
FF FF
FFF FF F
F
F FF F
Ia (topoisomero syn) Ib (topoisomero anti)
Tal como puede apreciarse, el topoisómero syn representa la estructura en la que los dos sustituyentes (R1 y R2) del átomo de boro en la posición axial se encuentran ubicados apuntando hacia el mismo lado con respecto al esqueleto aromático de la molécula. Por su parte, el topoisómero anti representa la estructura en la que los dos sustituyentes (R1 y R2) del átomo de boro en la posición axial se encuentran ubicados apuntando hacia lados opuestos con respecto al esqueleto aromático de la molécula.
La siguiente nomenclatura sera utilizada de ahora en adelante para designar a los compuestos de formula general Ia:
Dímero syn [R1,R2] [hexadecafluoro] subftalocianina
La siguiente nomenclatura sera utilizada de ahora en adelante para designar a los compuestos de formula general Ib:
Dímero anti [R1,R2] [hexadecafluoro] subftalocianina
En una realizacion particular de la presente invencion, el compuesto de formula I es una combinación de dos o más topoisómeros cualesquiera con estereoquímica syn o anti, en cualquier proporción entre ellos.
De forma preferente, el compuesto de fórmula I es una combinación de al menos un topoisómero syn de fórmula Ia y al menos un topoisómero anti de fórmula Ib. Más preferiblemente, ambos topoisómeros tiene la misma composición química.
En una forma de realizacion preferente, R1 y R2, iguales o diferentes, representan un átomo de halógeno seleccionado entre flúor, cloro, bromo y yodo. Más preferentemente, R1 y R2, iguales o diferentes, representan un átomo de flúor o cloro.
De forma aún más preferente, el dímero se selecciona entre:
- -
- Dímero syn-[Cl,Cl][hexadecafluoro]subftalocianina
- -
- Dímero anti-[Cl,Cl][hexadecafluoro]subftalocianina
- -
- Dímero syn-[F,F][hexadecafluoro]subftalocianina
- -
- Dímero anti-[F,F][hexadecafluoro]subftalocianina
y mezclas de los mismos.
En una forma de realizacion preferente, el dimero de formula (I) es una combinacion del dimero syn[Cl,Cl][hexadecafluoro] subftalocianina y del dímero anti-[Cl, Cl][hexadecafluoro]subftalocianina en cualquier proporción entre ellos.
En otra forma de realizacion preferente, el dimero de formula (I) es una combinacion del dimero syn[F,F][hexadecafluoro] subftalocianina y del dímero anti-[F,F][hexadecafluoro]subftalocianina en cualquier proporción entre ellos.
Los dímeros syn-[Cl,Cl][hexadecafluoro] subftalocianina y anti-[Cl,Cl][hexadecafluoro] subftalocianina empleados en la presente invención pueden obtenerse mediante separación cromatográfica partiendo de una mezcla de ambos, tal como se describe en Angew. Chem. Int., Ed., 2002, 41, 2561.
Los topoisómeros de fórmula general Ia y Ib se pueden obtener a partir del dímero syn-[Cl,Cl][hexadecafluoro] subftalocianina o anti-[F,F][hexadecafluoro]subftalocianina respectivamente, o a partir de la mezcla de ambos, mediante un procedimiento de sustitución en posición axial bien conocido en el estado de la técnica, descrito en la bibliografía científica tanto para dímeros de subftalocianina como para subftalocianinas sencillas [Chem. Rev. 2002, 102, 835; Angew. Chem. Int. Ed. 2002, 41, 2561; Chem. Commun. 2005, 2113; C. R. Chimie 2006, 9, 1094; Angew. Chem. Int. Ed. 2011, 50, 3506].
La deslocalizacion de los electrones I en la estructura aromática de estos compuestos, así como la disposición espacial de ésta, confieren a estos dímeros unas propiedades fotofísicas y optoelectrónicas que los hacen ser muy adecuados para su incorporación en dispositivos fotovoltaicos.
Por “dispositivo fotovoltaico” debe entenderse un dispositivo capaz de generar electricidad a partir de la luz que incide sobre él.
Estos dispositivos fotovoltaicos suelen incorporar, además de un cátodo y un ánodo, una región fotoactiva dispuesta entre ambos electrodos, que incluye un material dador de electrones y un material aceptor de electrones. Esta región fotoactiva absorbe la radiacion electromagnetica procedente de la luz provocando la transferencia de electrones del dador al aceptor, generándose así una corriente eléctrica.
El dímero empleado en la presente invención puede actuar como material aceptor de electrones y, por tanto, este dimero puede utilizarse en combinacion con un material dador de electrones.
En una realizacion particular, el dimero empleado en la invencion se utiliza en combinación con uno o más colorantes o un material orgánico o inorgánico. Como colorante o material orgánico puede emplearse un agente quelante, un polímero, un oligómero o un copolímero orgánico.
En una realizacion preferente, el material organico o inorganico es un material electrónicamente activo. De forma preferente, el material electrónicamente activo es un material dador de electrones de tipo p seleccionado entre ftalocianina, subftalocianina y pentaceno. También de forma preferente, el material electrónicamente activo es un material dador de electrones de tipo n seleccionado entre fullereno, nanotubos de carbono y grafeno.
En una realizacion particular, el dimero empleado en la invencion se encuentra unido de forma covalente a la cadena principal de un polímero, oligómero o copolímero. De forma preferente, dicho polímero es polifenilenvinileno, politiofeno o derivados de los mismos.
En una forma de realizacion preferente, el dispositivo fotovoltaico es una celula solar organica o hibrida. De una manera general, se denomina célula solar orgánica aquella donde el material foto y electroactivo está constituido solo por materiales de origen orgánico, y célula híbrida aquella donde también intervienen materiales de tipo inorgánico.
En particular, los dímeros de la invención son útiles en la fabricación de células solares de molécula pequeña evaporadas o depositadas en disolución, y en este tipo de dispositivos suelen encontrase en combinación con otros compuestos orgánicos o inorgánicos. De forma preferente, se encuentran en combinación con otros compuestos orgánicos. Más preferentemente estos compuestos orgánicos son compuestos dadores de electrones de tipo p, tal como por ejemplo ftalocianina, subftalocianina o pentaceno. No obstante, también podrían encontrarse en combinación con compuestos dadores de electrones de tipo n, tal como por ejemplo, fullerenos, nanotubos de carbono y grafeno.
En un aspecto adicional, la presente invención se relaciona con un dispositivo fotovoltaico que comprende al menos un dímero fusionado de subftalocianina tal como se ha descrito previamente.
Adicionalmente, estos dispositivos fotovoltaicos pueden usarse en combinación con uno o más dispositivos fotovoltaicos, iguales o diferentes, para formar dispositivos fotovoltaicos de tipo tándem. Por tanto, un aspecto adicional de la presente invención lo constituye un dispositivo fotovoltaico tándem que comprende la combinación de dos o más dispositivos fotovoltaicos tal como se han descrito previamente.
Asimismo, la invención se refiere a una célula solar orgánica o híbrida que comprende al menos un dímero fusionado de subftalocianina tal como se ha descrito previamente.
En una realizacion particular, dicha celula solar es una celula solar de molecula pequefa obtenible mediante evaporación o deposición en disolución, donde dicha célula comprende al menos un dímero tal como se ha descrito previamente en combinación con un colorante o un material orgánico o inorgánico.
De forma preferente, el dimero se utiliza en combinacion con un material orgánico o inorgánico electrónicamente activo. Más preferentemente, el material electrónicamente activo es un material de tipo p seleccionado entre ftalocianina, subftalocianina y pentaceno. Asimismo, puede emplearse un material de tipo n seleccionado entre fullereno, nanotubos de carbono y grafeno.
En otra forma de realizacion preferente, el dimero fusionado de subftalocianina se encuentra unido covalentemente a la cadena principal de un polímero, oligómero o copolímero. Dicho polímero puede ser polifenilenvinileno, politiofeno o derivados de los mismos.
En otra forma de realizacion preferente, el dimero fusionado de subftalocianina se encuentra adsorbido en un semiconductor nanocristalino.
Ejemplos
Preparación de muestras para dispositivos fotovoltaicos moleculares procesados por evaporación
Se depositaron capas finas del Dimero [Cl,Cl] [hexadecafluoro] subftalocianina (mezcla de los topoisomeros syn y anti) (espesor de 11 nm) mediante evaporación térmica sobre sustratos de Si/SiO2. Las medidas de microscopía de fuerzas atomicas (AFM) (Pico LE de Agilent) en el modo vibracion (zapping) revelan que dichas peliculas presentan una superficie lisa con una rugosidad de raiz cuadratica media 6.1 A. Esta proximidad de las capas facilita la fabricación de dispositivos multicapa, y evita que se mezcle una capa con otra.
Se fabricaron dispositivos de hererounión plana con un área de 13.4 mm2 mediante evaporación térmica a vacío sobre una capa de óxido de indio y estaño (ITO) de 8.5 nm de grosor depositada sobre un sustrato de vidrio. Como dispositivo de referencia se fijó el formado por óxido de molibdeno (MoOx, 10nm)/ subftalocianina axialmente funcionalizada con cloro (16 nm)/ C60 (35 nm)/ batocuproína (BCP, 10 nm)/ Ag (150 nm). Este dispositivo presenta una eficiencia de 3.3 %, en la que el rasgo más destacable es el alto Voc de 1090 mV (Tabla 1a).
En primer lugar se sustituyó el C60 por el Dimero [Cl,Cl][hexadecafluoro] subftalocianina (mezcla del topoisomeros syn y anti) en un dispositivo similar: MoOx (2 nm)/ SubPc (13 nm)/ dímero [Cl,Cl][hexadecafluoro]subftalocianina (mezcla del topoisomero syn y anti) (30 nm)/ C60 (20 nm)/ BCP (10 nm)/ Ag (150 nm). Se observó una corriente similar y sólo se produjo un leve descenso de Voc a 960 mV (Tabla 1b). Sin embargo, el factor de relleno (FF) cayó
de 0.63 a 0.24. Este FF menor se relaciona con una curva JV con forma de S con resistencia alta, la cual, en un dispositivo de heterounión plana normalmente se puede explicar por una deficiente extracción de carga. Para comprobar cuánto se puede mejorar el FF usando otros cátodos, se fabricó un dispositivo invertido con una estructura de óxido de titanio depositado por spin-coating (TiOx)/ Dímero [Cl,Cl][hexadecafluoro]subftalocianina 5 (mezcla de los dos topoisomeros syn y anti) (20 nm)/ subftalocianina axialmente sustituida con cloro (20 nm) / MoOx (5nm)/ Ag (150 nm); (Tabla 1c). El cambio de los electrodos produce un impacto claro en la forma de S, indicando que esta forma de S está relacionada con el contacto (al menos parcialmente). Se consiguió un factor de relleno de 48% y una eficiencia de 2.5% con el contacto optimizado. Se intento mejorar el comportamiento de estos dispositivos mediante la incorporación de una capa de C60 que actuase como capa transportadora de electrones 10 (ETL) entre el dimero [Cl, Cl] [hexadecafluoro] subftalocianina (mezcla de los dos topoisomeros syn y anti) y la BCP: MoOx (2nm)/ subftalocianina axialmente funcionalizada con cloro (13nm) / Dimero [Cl,Cl] [hexadecafluoro] subftalocianina (mezcla del topoisomero syn y anti) (30 nm)/ C60 (20 nm)/ BCP (10 nm)/ Ag (150 nm); (Tabla 1d). Esta arquitectura mejoró el FF hasta el 54%, mientras que la Jsc aumentó a 7.8 mA·cm-2. La eficiencia, que resultó ser del 4%, mejoró la obtenida en el dispositivo de referencia que contenía la subftalocianina axialmente
15 funcionalizada con cloro.
Estructura Jsc JEQE Voc V FF % f % mA cm-2 mA cm-2
a) MoOx/ subftalocianina axialmente funcionalizada con cloro / C60 / BCP
b) MoOx/ subftalocianina axialmente funcionalizada con cloro / Dímero [Cl, Cl][hexadecafluoro] subftalocianina / BCP
c) TiOx/ Dímero [Cl, Cl][hexadecafluoro] subftalocianina / subftalocianina axialmente funcionalizada con cloro / MoOx
d) MoOx/ subftalocianina axialmente funcionalizada con cloro / Dímero [Cl, Cl][hexadecafluoro] subftalocianina / C60/ BCP
- 4.9
- 4.7 1.09 61 3.3
- 5.1
- 4.5 0.96 24 1.2
5.8 5.6 0.89 48 2.5
7.8 7.3 0.95 54 4.0
Tabla 1. Medidas de Jsc, Voc, FF y eficiencia f para una iluminación solar simulada de 100 mW cm-2 AM1.5G. JEQE es la densidad de corriente calculada por integración de EQE sobre el espectro solar AM1.5G.
Claims (31)
- REIVINDICACIONES1. Uso de al menos un dímero fusionado de subftalocianina de formula estructural I:FF F FFR1 R 2FFN NBN NBN NNNN NNFFFFFF FFIdondeR1 y R2, iguales o diferentes, representan un átomo de halógeno seleccionado entre flúor, cloro, bromo y yodo; un grupo ciano; un grupo azido; un grupo carboxilico; un grupo ester; un grupo CHO; un grupo nitro; un grupo alquilo, lineal o ramificado, de 1 a 16 átomos de carbono; un grupo OR3; un grupo SR3 o un grupo N(R3)2, donde R3 es un grupo alquilo, lineal o ramificado, de 1 a 16 átomos de carbono; un grupo fenilo, un grupo fenoxi, o un grupo tiofenoxi, opcionalmente sustituidos en cualquiera de sus posiciones por uno o dos átomos de halógeno seleccionados entre flúor, cloro, bromo y yodo, uno o dos grupos alquilo R3, uno o dos grupos OR3, uno o dos grupos SR3, o uno o dos grupos N(R3)2, donde R3 tiene el mismo significado anterior,como compuesto foto y electro activo para la preparación de dispositivos fotovoltaicos.
- 2. Uso según reivindicación 1, donde el dímero de fórmula (I) es una combinación de dos o más topoisómeros cualesquiera con estereoquímica syn de fórmula (Ia) o estereoquímica anti de fórmula (Ib):FF FFF F F FR1 R2 F F FF FNN FF NNNNBN NBNNBNNN NNFF FFFFF FF FF F FF F(Ia) (Ib)dondeR1 y R2, iguales o diferentes, representan un átomo de halógeno seleccionado entre flúor, cloro, bromo y yodo; un grupo ciano; un grupo azido; un grupo carboxilico; un grupo ester; un grupo CHO; un grupo nitro; un grupo alquilo, lineal o ramificado, de 1 a 16 átomos de carbono; un grupo OR3; un grupo SR3 o un grupo N(R3)2, donde R3 es un grupo alquilo, lineal o ramificado, de 1 a 16 átomos de carbono; un grupo fenilo, un grupo fenoxi, o un grupo tiofenoxi, opcionalmente sustituidos en cualquiera de sus posiciones por uno o dos átomos de halógeno seleccionados entre flúor, cloro, bromo y yodo, uno o dos grupos alquilo R3, uno o dos grupos OR3, uno o dos grupos SR3, o uno o dos grupos N(R3)2, donde R3 tiene el mismo significado anterior.
-
- 3.
- Uso según reivindicación 1, que comprende el empleo de una combinación de al menos un topoisómero syn de fórmula (Ia) y al menos un topoisómero anti de fórmula (Ib) tal como se definen en la reivindicación 2.
-
- 4.
- Uso según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, donde R1 y R2, iguales o diferentes, representan un átomo de halógeno seleccionado entre flúor, cloro, bromo y yodo.
-
- 5.
- Uso según reivindicación 4, donde R1 y R2, iguales o diferentes, representan un átomo de flúor o cloro.
-
- 6.
- Uso según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, donde el dímero se selecciona entre: -Dímero syn-[Cl,Cl][hexadecafluoro]subftalocianina -Dímero anti-[Cl,Cl][hexadecafluoro]subftalocianina -Dímero syn-[F,F][hexadecafluoro]subftalocianina -Dímero anti-[F,F][hexadecafluoro]subftalocianina
o mezclas de los mismos. -
- 7.
- Uso según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, que comprende el empleo de una combinación del dímero syn-[Cl,Cl][hexadecafluoro] subftalocianina y del dímero anti-[Cl, Cl][hexadecafluoro]subftalocianina en cualquier proporción entre ellos.
-
- 8.
- Uso según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, que comprende el empleo de una combinación del dímero syn-[F,F][hexadecafluoro] subftalocianina y del dímero anti-[F,F][hexadecafluoro]subftalocianina en cualquier proporción entre ellos.
-
- 9.
- Uso según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, donde el dímero de fórmula (I) se utiliza en combinacion con uno o más colorantes o un material orgánico o inorgánico.
-
- 10.
- Uso según reivindicación 9, donde el colorante o el material orgánico es un agente quelante, un polímero, un oligómero o un copolímero orgánico.
-
- 11.
- Uso según reivindicación 9, donde el material orgánico o inorgánico es un material electrónicamente activo.
-
- 12.
- Uso según reivindicación 11, donde el material electrónicamente activo es un material dador de electrones de tipo p seleccionado entre ftalocianina, subftalocianina y pentaceno.
-
- 13.
- Uso según reivindicación 11, donde el material electrónicamente activo es un material dador de electrones de tipo n seleccionado entre fullereno, nanotubos de carbono y grafeno.
-
- 14.
- Uso según reivindicación 9, donde el dímero fusionado de subftalocianina se encuentra unido covalentemente a la cadena principal de un polímero, oligómero o copolímero.
-
- 15.
- Uso según reivindicación 14, donde el polímero, oligómero o copolímero es polifenilenvinileno, politiofeno o derivados de los mismos.
-
- 16.
- Uso según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 15, donde el dispositivo fotovoltaico es una célula solar orgánica o híbrida.
-
- 17.
- Uso de al menos un dímero fusionado de subftalocianina tal como se define en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8 en la fabricación de células solares de molécula pequeña mediante evaporación o deposición en disolución, donde el dímero se encuentra, opcionalmente, en combinación con uno o más compuestos orgánicos o inorgánicos.
-
- 18.
- Uso según reivindicación 17, donde el compuesto orgánico es un dador de electrones de tipo p.
-
- 19.
- Uso según reivindicación 18, donde el compuesto orgánico dador de tipo p se selecciona entre ftalocianina, subftalocianina, pentaceno y derivados de los mismos.
-
- 20.
- Uso según reivindicación 17, donde el dímero se encuentra en combinación con compuestos dadores de electrones de tipo n.
-
- 21.
- Uso según reivindicación 20, donde los compuestos dadores de electrones de tipo n se seleccionan entre fullerenos, nanotubos de carbono y grafeno.
-
- 22.
- Dispositivo fotovoltaico que comprende al menos un dímero fusionado de subftalocianina tal como se define en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8.
-
- 23.
- Dispositivo fotovoltaico tándem que comprende la combinación de dos o más dispositivos fotovoltaicos como se definen en la reivindicación 22.
-
- 24.
- Célula solar orgánica o híbrida que comprende al menos un dímero fusionado de subftalocianina según se define en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8.
-
- 25.
- Célula solar orgánica según reivindicación 24, obtenible mediante evaporación o deposición en disolución, donde dicha célula comprende al menos un dímero según se define en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8 en combinación con un colorante o material orgánico o inorgánico.
-
- 26.
- Célula solar híbrida según reivindicación 24, que comprende la combinación de un dímero fusionado de subftalocianina como se define en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8 con un colorante o material orgánico o inorgánico.
- 27. Célula solar según reivindicaciones 25 ó 26, donde el material orgánico o inorgánico es un material 5 electrónicamente activo.
-
- 28.
- Célula solar según reivindicación 27, donde el material electrónicamente activo es un material dador de electrones de tipo p seleccionado entre ftalocianina, subftalocianina y pentaceno.
-
- 29.
- Célula solar según reivindicación 27, donde el material electrónicamente activo es un material dador de electrones de tipo n seleccionado entre fullereno, nanotubos de carbono y grafeno.
10 30. Célula solar según reivindicación 24, donde el dímero fusionado de subftalocianina se encuentra unido covalentemente a la cadena principal de un polímero, oligómero o copolímero. - 31. Célula solar híbrida según reivindicación 24, donde el dímero fusionado de subftalocianina se encuentra adsorbido en un semiconductor nanocristalino.OFICINA ESPAÑOLA DE PATENTES Y MARCASN.º solicitud: 201130667ESPAÑAFecha de presentación de la solicitud: 28.04.2011Fecha de prioridad:INFORME SOBRE EL ESTADO DE LA TECNICA51 Int. Cl. : Ver Hoja AdicionalDOCUMENTOS RELEVANTES
- Categoría
- 56 Documentos citados Reivindicaciones afectadas
- A
- H. GOMMANS et al., “Perfluorinated subphthalocyanine as a new acceptor material in smallmolecule bilayer organic solar cell”, Advanced Functional Materials, 2009, vol. 19, nº 21, páginas 3435-3439. 1-31
- A
- H. GOMMANS et al., “Electro-optical study os subphthalocyanine in a bilayer organic solar cell”, Advanced Functional Materials, 2007, vol. 17, nº 15, páginas 2653-2658. 1-31
- A
- WO 2007139704 A2 (THE TRUSTEES OF PRINCENTON UNIVERSITY et al.) 06.12.2007, reivindicaciones 1-10,16-22. 1-31
- A
- Y. J. YANG et al., “Theoretical study on stability and nonlinear optical properties of novel subphthalocyanine dimer and trimer”, Journal of Molecular Structure: THEOCHEM, 2005, vol. 725, páginas 127-131. 1-31
- A
- R. S. IGLESIAS et al., “Subphthalocyanine-fused dimers and trimers: Synthetic, electrochemical and theoretical studies”, Journal Organic Chemistry, 2007, vol. 72, nº 8, páginas 2967-2977. 1-31
- A
- R. S. IGLESIAS et al., “Subphthalocyanine fused dimmers-C60 dyads: Synthesis, characterization and theoretical study”, Tetrahedron, 2007, vol. 63, páginas 12396-12404. 1-31
- Categoría de los documentos citados X: de particular relevancia Y: de particular relevancia combinado con otro/s de la misma categoría A: refleja el estado de la técnica O: referido a divulgación no escrita P: publicado entre la fecha de prioridad y la de presentación de la solicitud E: documento anterior, pero publicado después de la fecha de presentación de la solicitud
- El presente informe ha sido realizado • para todas las reivindicaciones • para las reivindicaciones nº:
- Fecha de realización del informe 26.09.2012
- Examinador E. Dávila Muro Página 1/4
INFORME DEL ESTADO DE LA TÉCNICANº de solicitud: 201130667CLASIFICACIÓN OBJETO DE LA SOLICITUD H01L51/42 (2006.01)H01L31/042 (2006.01) C09B47/04 (2006.01) Documentación mínima buscada (sistema de clasificación seguido de los símbolos de clasificación)H01L, C09BBases de datos electrónicas consultadas durante la búsqueda (nombre de la base de datos y, si es posible, términos de búsqueda utilizados) INVENES, EPODOC, WPI, XPESP, CAPLUS, REGISTRYInforme del Estado de la Técnica Página 2/4OPINIÓN ESCRITANº de solicitud: 201130667Fecha de Realización de la Opinión Escrita: 26.09.2012Declaración- Novedad (Art. 6.1 LP 11/1986)
- Reivindicaciones Reivindicaciones 1-31 SI NO
- Actividad inventiva (Art. 8.1 LP11/1986)
- Reivindicaciones Reivindicaciones 1-31 SI NO
Se considera que la solicitud cumple con el requisito de aplicación industrial. Este requisito fue evaluado durante la fase de examen formal y técnico de la solicitud (Artículo 31.2 Ley 11/1986).Base de la Opinión.-La presente opinión se ha realizado sobre la base de la solicitud de patente tal y como se publica.Informe del Estado de la Técnica Página 3/4OPINIÓN ESCRITANº de solicitud: 2011306671. Documentos considerados.-A continuación se relacionan los documentos pertenecientes al estado de la técnica tomados en consideración para la realización de esta opinión.- Documento
- Número Publicación o Identificación Fecha Publicación
- D01
- H. GOMMANS et al., Advanced Functional Materials, 2009, vol. 19, nº 21, páginas 3435-3439.
- D02
- H. GOMMANS et al., Advanced Functional Materials, 2007, vol. 17, nº 15, páginas 2653-2658.
- D03
- WO 2007139704 A2 06.12.2007
- D04
- Y. J. YANG et al., Journal of Molecular Structure: THEOCHEM, 2005, vol. 725, páginas 127-131.
- D05
- R. S. IGLESIAS et al., Journal Organic Chemistry, 2007, vol. 72, nº 8, páginas 2967-2977.
- 2. Declaración motivada según los artículos 29.6 y 29.7 del Reglamento de ejecución de la Ley 11/1986, de 20 de marzo, de Patentes sobre la novedad y la actividad inventiva; citas y explicaciones en apoyo de esta declaraciónLa invención se refiere a la utilización de un dímero fusionado de subftalocianina periféricamente fluorada de fórmula estructural I como compuesto foto y electro activo para la preparación de dispositivos fotovoltaicos, en particular células solares. La invención también se refiera al dispositivo fotovoltaico y a la célula solar orgánica o híbrida que contienen el dímero de subftalocianina de fórmula I.El documento D01 divulga el uso de las subftalocianinas periféricamente fluoradas F12SubPc y F13SubPc (ver Fig. 1) como material aceptor en células solares orgánicas (OPVCs) bicapa en combinación con subftalocianinas sin fluorar SubPc y SubNc. La diferencia con el objeto de la invención es que no se mencionan subftalocianinas dímeros.El documento D02 divulga la utilización de la subftalocianina SubPc sin estar periféricamente fluorada (ver Fig. 1) como material donador para la fabricación de células solares orgánicas bicapa (OPVCs) bicapa. También la diferencia con el objeto de la invención es que no son subftalocianinas dímeros.El documento D03 divulga unos dispositivos optoelectrónicos orgánicos en los que se utiliza subftalocianinas, subporfirinas y/o subporpirazinas sustiuídas como material fotosensible (ver reivindicaciones 1-10,16-22,35). En este caso, las subftalocianinas que se utilizan tampoco son dímeros.El documento D04 divulga un estudio teórico de la estabilidad y propiedades ópticas no lineales de oligómeros fusionados de subftalocianinas fluoradas dímeros y trímeros, con sus correspondientes topoisómeros (ver Fig. 1).El documento D05 también divulga subftalocianinas fusionadas dímeros y trímeros con distintos sustituyentes axiales y periféricos (ver Fig. 2). En el documento se divulga la síntesis y caracterización de estos compuestos.El documento D06 divulga topoisómeros syn de dímeros fusionados de subftalocianinas fluoradas que están doblemente conectados a un fragmento de fullereno C60. Tanto en este caso como en los documentos D04 y D05 no se hace referencia al uso de subftalocianinas dímeros en dispositivos fotovoltaicos.No se han encontrado en el estado de la técnica documentos en los que se divulga el uso de dímeros fusionados de subftalocianinas fluoradas de fórmula I, solos o en combinación con colorantes u otros materiales electrónicamente activos, para la preparación de dispositivos fotovoltaicos. Tampoco se han encontrado documentos que recojan la utilización de las subftalocianinas dímeros I en la fabricación de células solares orgánicas o híbridas.En consecuencia, las características de las reivindicaciones 1-31 se consideran nuevas y con actividad inventiva y aplicación industrial según los artículos 6.1 y 8.1 LP 11/1986.Informe del Estado de la Técnica Página 4/4
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
ES201130667A ES2391191B1 (es) | 2011-04-28 | 2011-04-28 | Uso de dímeros fusionados de subftalocianinas fluoradas como aceptores electrónicos para células solares |
PCT/EP2012/057684 WO2012146672A2 (en) | 2011-04-28 | 2012-04-26 | Use of fluorinated subphthalocyanine fused dimers as electron acceptors for solar cells |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
ES201130667A ES2391191B1 (es) | 2011-04-28 | 2011-04-28 | Uso de dímeros fusionados de subftalocianinas fluoradas como aceptores electrónicos para células solares |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
ES2391191A1 true ES2391191A1 (es) | 2012-11-22 |
ES2391191B1 ES2391191B1 (es) | 2013-08-08 |
Family
ID=46172768
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
ES201130667A Expired - Fee Related ES2391191B1 (es) | 2011-04-28 | 2011-04-28 | Uso de dímeros fusionados de subftalocianinas fluoradas como aceptores electrónicos para células solares |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
ES (1) | ES2391191B1 (es) |
WO (1) | WO2012146672A2 (es) |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2007139704A2 (en) * | 2006-05-25 | 2007-12-06 | The Trustees Of Princeton University | Organic photosensitive devices using subphthalocyanine compounds |
-
2011
- 2011-04-28 ES ES201130667A patent/ES2391191B1/es not_active Expired - Fee Related
-
2012
- 2012-04-26 WO PCT/EP2012/057684 patent/WO2012146672A2/en active Application Filing
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2007139704A2 (en) * | 2006-05-25 | 2007-12-06 | The Trustees Of Princeton University | Organic photosensitive devices using subphthalocyanine compounds |
Non-Patent Citations (5)
Title |
---|
H. GOMMANS et al., ¿Electro-optical study os subphthalocyanine in a bilayer organic solar cell¿, Advanced Functional Materials, 2007, vol. 17, nº 15, páginas 2653-2658 * |
H. GOMMANS et al., ¿Perfluorinated subphthalocyanine as a new acceptor material in small-molecule bilayer organic solar cell¿, Advanced Functional Materials, 2009, vol. 19, nº 21, páginas 3435-3439 * |
R. S. IGLESIAS et al., ¿Subphthalocyanine fused dimmers-C60 dyads: Synthesis, characterization and theoretical study¿, Tetrahedron, 2007, vol. 63, páginas 12396-12404 * |
R. S. IGLESIAS et al., ¿Subphthalocyanine-fused dimers and trimers: Synthetic, electrochemical and theoretical studies¿, Journal Organic Chemistry, 2007, vol. 72, nº 8, páginas 2967-2977 * |
Y. J. YANG et al., ¿Theoretical study on stability and nonlinear optical properties of novel subphthalocyanine dimer and trimer¿, Journal of Molecular Structure: THEOCHEM, 2005, vol. 725, páginas 127-131 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2012146672A2 (en) | 2012-11-01 |
WO2012146672A3 (en) | 2013-01-03 |
ES2391191B1 (es) | 2013-08-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Liu et al. | Low-bandgap non-fullerene acceptors enabling high-performance organic solar cells | |
Liu et al. | A thieno [3, 4-b] thiophene-based non-fullerene electron acceptor for high-performance bulk-heterojunction organic solar cells | |
Hu et al. | Ternary nonfullerene polymer solar cells with a power conversion efficiency of 11.6% by inheriting the advantages of binary cells | |
Ganesamoorthy et al. | Fullerene based acceptors for efficient bulk heterojunction organic solar cell applications | |
Ameen et al. | Perovskite solar cells: influence of hole transporting materials on power conversion efficiency | |
Chen et al. | Squaraine dyes for organic photovoltaic cells | |
Liang et al. | A new class of semiconducting polymers for bulk heterojunction solar cells with exceptionally high performance | |
Zhang et al. | High-efficiency thermal-annealing-free organic solar cells based on an asymmetric acceptor with improved thermal and air stability | |
Opitz et al. | Charge separation at molecular donor–acceptor interfaces: correlation between morphology and solar cell performance | |
Li et al. | Hybrid fullerene-based electron transport layers improving the thermal stability of perovskite solar cells | |
Zhou et al. | Recent progress in ternary organic solar cells based on solution-processed non-fullerene acceptors | |
Paek et al. | Improved external quantum efficiency from solution-processed (CH3NH3) PbI3 Perovskite/PC71BM planar heterojunction for high efficiency hybrid solar cells | |
Xiao et al. | Ternary solar cells based on two small molecule donors with same conjugated backbone: the role of good miscibility and hole relay process | |
Wu et al. | Conjugation engineering of spiro-based hole transport materials for efficient and stable perovskite solar cells | |
JP5583809B2 (ja) | 有機太陽電池 | |
Cho et al. | Dithienogermole-based nonfullerene acceptors: Roles of the side-chains’ direction and development of green-tinted efficient semitransparent organic solar cells | |
Jin et al. | Highly efficient organic tandem solar cell based on SubPc: C70 bulk heterojunction | |
Liu et al. | Selenophene-containing small-molecule donor with a medium band gap enables high-efficiency ternary organic solar cells | |
Yu et al. | Wide Bandgap Perylene Diimide Derivatives as an Effective Third Component for Parallel Connected Ternary Blend Polymer Solar Cells | |
Li et al. | Recent Advances in Y6‐Based Semiconductors: Performance in Solar Cells, Crystallography, and Electronic Structure | |
Li et al. | High‐Performance Green Solvent Processed Ternary Blended All‐Polymer Solar Cells Enabled by Complementary Absorption and Improved Morphology | |
Wang et al. | Medium-bandgap (acceptor′–donor) 2acceptor-type small-molecule donors based on an asymmetric thieno [3, 2-c] isochromene building block for organic solar cells with high efficiency and voltage | |
Gupta et al. | Organophosphorus derivatives as cathode interfacial-layer materials for highly efficient fullerene-free polymer solar cells | |
Zhu et al. | Effects of side chains in third components on the performance of fused-ring electron-acceptor-based ternary organic solar cells | |
Sharma et al. | Fullerene-free all-small-molecule ternary organic solar cells with two compatible fullerene-free acceptors and a coumarin donor enabling a power conversion efficiency of 14.5% |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
FG2A | Definitive protection |
Ref document number: 2391191 Country of ref document: ES Kind code of ref document: B1 Effective date: 20130808 |
|
FD2A | Announcement of lapse in spain |
Effective date: 20220630 |