KR101387254B1 - 서브프탈로시아닌 화합물을 사용한 유기 감광성 소자 - Google Patents
서브프탈로시아닌 화합물을 사용한 유기 감광성 소자 Download PDFInfo
- Publication number
- KR101387254B1 KR101387254B1 KR1020087031471A KR20087031471A KR101387254B1 KR 101387254 B1 KR101387254 B1 KR 101387254B1 KR 1020087031471 A KR1020087031471 A KR 1020087031471A KR 20087031471 A KR20087031471 A KR 20087031471A KR 101387254 B1 KR101387254 B1 KR 101387254B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- organic photosensitive
- group
- alkoxy
- optoelectronic device
- photosensitive optoelectronic
- Prior art date
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 54
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 114
- 230000005693 optoelectronics Effects 0.000 claims abstract description 64
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 56
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 26
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 49
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 49
- 125000003545 alkoxy group Chemical group 0.000 claims description 39
- 150000004820 halides Chemical class 0.000 claims description 37
- 125000001997 phenyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(*)C([H])=C1[H] 0.000 claims description 35
- -1 subphthalocyanine compound Chemical class 0.000 claims description 35
- 125000000472 sulfonyl group Chemical group *S(*)(=O)=O 0.000 claims description 32
- 125000002252 acyl group Chemical group 0.000 claims description 29
- 125000004442 acylamino group Chemical group 0.000 claims description 29
- 125000004423 acyloxy group Chemical group 0.000 claims description 29
- 125000003282 alkyl amino group Chemical group 0.000 claims description 29
- 125000001769 aryl amino group Chemical group 0.000 claims description 29
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 claims description 29
- 125000000449 nitro group Chemical group [O-][N+](*)=O 0.000 claims description 29
- 125000002924 primary amino group Chemical group [H]N([H])* 0.000 claims description 29
- 125000004001 thioalkyl group Chemical group 0.000 claims description 29
- 125000005000 thioaryl group Chemical group 0.000 claims description 29
- 238000004770 highest occupied molecular orbital Methods 0.000 claims description 28
- 238000004768 lowest unoccupied molecular orbital Methods 0.000 claims description 28
- 125000004391 aryl sulfonyl group Chemical group 0.000 claims description 27
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 claims description 27
- 125000004390 alkyl sulfonyl group Chemical group 0.000 claims description 26
- 125000005518 carboxamido group Chemical group 0.000 claims description 25
- 125000004093 cyano group Chemical group *C#N 0.000 claims description 25
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims description 23
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 claims description 20
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- 125000001424 substituent group Chemical group 0.000 claims description 15
- 125000000129 anionic group Chemical group 0.000 claims description 13
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 10
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 125000001931 aliphatic group Chemical group 0.000 claims description 9
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 claims description 9
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 8
- FAQYAMRNWDIXMY-UHFFFAOYSA-N trichloroborane Chemical compound ClB(Cl)Cl FAQYAMRNWDIXMY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910052790 beryllium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 claims description 5
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 claims description 2
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 claims 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims 2
- 150000003216 pyrazines Chemical class 0.000 claims 1
- 239000000370 acceptor Substances 0.000 abstract description 18
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 64
- XCJYREBRNVKWGJ-UHFFFAOYSA-N copper(II) phthalocyanine Chemical compound [Cu+2].C12=CC=CC=C2C(N=C2[N-]C(C3=CC=CC=C32)=N2)=NC1=NC([C]1C=CC=CC1=1)=NC=1N=C1[C]3C=CC=CC3=C2[N-]1 XCJYREBRNVKWGJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 27
- 230000006798 recombination Effects 0.000 description 14
- 150000003384 small molecules Chemical class 0.000 description 12
- 230000005670 electromagnetic radiation Effects 0.000 description 11
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 11
- 238000005215 recombination Methods 0.000 description 11
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 11
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 description 7
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 7
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 6
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 6
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 6
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 5
- 239000002800 charge carrier Substances 0.000 description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 5
- 239000010408 film Substances 0.000 description 5
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 5
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 5
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 5
- 238000000862 absorption spectrum Methods 0.000 description 4
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 4
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 4
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 4
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 4
- STTGYIUESPWXOW-UHFFFAOYSA-N 2,9-dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline Chemical compound C=12C=CC3=C(C=4C=CC=CC=4)C=C(C)N=C3C2=NC(C)=CC=1C1=CC=CC=C1 STTGYIUESPWXOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 3
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 3
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 3
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 3
- 239000000412 dendrimer Substances 0.000 description 3
- 229920000736 dendritic polymer Polymers 0.000 description 3
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 3
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 3
- 230000005525 hole transport Effects 0.000 description 3
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 3
- 239000003446 ligand Substances 0.000 description 3
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 3
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 3
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 3
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 3
- 238000005191 phase separation Methods 0.000 description 3
- 238000002835 absorbance Methods 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 230000008033 biological extinction Effects 0.000 description 2
- 239000010406 cathode material Substances 0.000 description 2
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 description 2
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 2
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 2
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 2
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 2
- RBTKNAXYKSUFRK-UHFFFAOYSA-N heliogen blue Chemical compound [Cu].[N-]1C2=C(C=CC=C3)C3=C1N=C([N-]1)C3=CC=CC=C3C1=NC([N-]1)=C(C=CC=C3)C3=C1N=C([N-]1)C3=CC=CC=C3C1=N2 RBTKNAXYKSUFRK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000001183 hydrocarbyl group Chemical group 0.000 description 2
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 2
- 238000013086 organic photovoltaic Methods 0.000 description 2
- 150000002902 organometallic compounds Chemical class 0.000 description 2
- 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 description 2
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 2
- 229920002959 polymer blend Polymers 0.000 description 2
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 2
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 2
- 230000002468 redox effect Effects 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 2
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 2
- 238000002207 thermal evaporation Methods 0.000 description 2
- ASQXPYTVQRXDTR-UHFFFAOYSA-N triphenylene-1,2,3,4,5,6-hexacarbonitrile Chemical group N#CC1=C(C#N)C(C#N)=C2C3=C(C#N)C(C#N)=CC=C3C3=CC=CC=C3C2=C1C#N ASQXPYTVQRXDTR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000001771 vacuum deposition Methods 0.000 description 2
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 2
- 241000208140 Acer Species 0.000 description 1
- CPELXLSAUQHCOX-UHFFFAOYSA-M Bromide Chemical compound [Br-] CPELXLSAUQHCOX-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M Fluoride anion Chemical compound [F-] KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 1
- 125000001309 chloro group Chemical group Cl* 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 229920001940 conductive polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 230000001627 detrimental effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 1
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 1
- 125000006575 electron-withdrawing group Chemical group 0.000 description 1
- 230000005281 excited state Effects 0.000 description 1
- KTWOOEGAPBSYNW-UHFFFAOYSA-N ferrocene Chemical compound [Fe+2].C=1C=C[CH-]C=1.C=1C=C[CH-]C=1 KTWOOEGAPBSYNW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002457 flexible plastic Polymers 0.000 description 1
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 1
- 229910003472 fullerene Inorganic materials 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 238000009499 grossing Methods 0.000 description 1
- 238000003306 harvesting Methods 0.000 description 1
- 125000000623 heterocyclic group Chemical group 0.000 description 1
- XMBWDFGMSWQBCA-UHFFFAOYSA-N hydrogen iodide Chemical compound I XMBWDFGMSWQBCA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 1
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007641 inkjet printing Methods 0.000 description 1
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 1
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 description 1
- 229910001092 metal group alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 1
- 239000002073 nanorod Substances 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 239000012044 organic layer Substances 0.000 description 1
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 230000009291 secondary effect Effects 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 description 1
- 238000000859 sublimation Methods 0.000 description 1
- 230000008022 sublimation Effects 0.000 description 1
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 1
- 238000001947 vapour-phase growth Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- 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
-
- 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
-
- 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
-
- 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
- H10K30/00—Organic devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation
- H10K30/20—Organic devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation comprising organic-organic junctions, e.g. donor-acceptor junctions
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K30/00—Organic devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation
- H10K30/20—Organic devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation comprising organic-organic junctions, e.g. donor-acceptor junctions
- H10K30/211—Organic devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation comprising organic-organic junctions, e.g. donor-acceptor junctions comprising multiple junctions, e.g. double heterojunctions
-
- 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
- Y02E10/52—PV systems with concentrators
-
- 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
Abstract
본 발명은 공여체-유사 물질 및 수용체-유사 물질의 공여체-수용체 이종접합을 갖는 유기 감광성 광전자 소자, 상기 소자의 제조 방법을 제공한다. 공여체-유사 물질 및 수용체-유사 물질 중 1 이상은 서브프탈로시아닌, 서브포르피린 및/또는 서브포르피라진 화합물을 포함하며; 그리고/또는 소자는 차폐층 또는 전하 수송층 중 1 이상을 임의로 포함하며, 차폐층 및/또는 전하 수송층은 서브프탈로시아닌, 서브포르피린 및/또는 서브포르피라진 화합물을 포함한다.
유기 감광성 광전자 소자, 차폐층, 전하 수송층, 이종접합, 공여체, 수용체.
Description
미합중국 정부 권리
본 발명은 미국 에너지부, 국립 재생 에너지연구소에 의하여 수여된 협약 번호 XAT-5-33636-03 하에 미국 정부 지원으로 이루어졌다. 정부는 본 발명에서 일부 권리를 갖는다.
공동 연구 협정서
본원 발명은 산학 협동 연구 협정에 대하여 프린스턴 유니버시티, 더 유니버시티 오브 써던 캘리포니아, 더 유니버시티 오브 미시간 및 글로벌 포토닉 에너지 코포레이션 중 1 이상에 의하여, 이를 대신하여 및/또는 이와 관련하여 이루어졌다. 협정은 본 발명이 이루어진 일자에 그리고 이전에 실행되며, 본원 발명은 협정서의 범위내에서 착수된 활동의 결과로서 이루어졌다.
발명의 분야
본 발명은 일반적으로 유기 감광성 광전자 소자(organic photosensitive optoelectronic device)에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 공여체-유사 물질 및 수용체-유사 물질을 포함하는 공여체-수용체 이종접합을 포함하며, 그리고/또는 차폐층 또는 전하 수송층 중 1 이상을 임의로 포함하며, 공여체-유사 물질 및 수용체-유사 물질 중 1 이상은 서브프탈로시아닌, 서브포르피린 및/또는 서브포르피라진 물질을 포함하며, 차폐층 및/또는 전하 수송층은 서브프탈로시아닌, 서브포르피린 및/또는 서브포르피라진 화합물을 포함하는 것인 유기 감광성 광전자 소자에 관한 것이다.
광전자 소자는 전자기 방사를 전자적으로 생성 또는 검출하거나 또는, 주변의 전자기 방사로부터 전기를 생성하는 물질의 광학적 및 전자적 성질에 의존한다.
감광성 광전자 소자는 전자기 방사를 전기적 신호 또는 전기로 전환시킨다. 또한 광기전("PV(phtovoltaic)") 소자로 지칭되는 태양 전지는 특히 전력을 생성하는데 사용되는 감광성 광전자 소자의 한 유형이다. 광전도체 전지는 흡수된 광으로 인한 변화를 검출하기 위하여 소자의 저항을 모니터하는 신호 검출 회로와 함께 사용되는 감광성 광전자 소자의 한 유형이다. 인가된 바이어스 전압을 수신할 수 있는 광검출기는, 광검출기가 전자기 방사에 노출될 경우 생성되는 전류를 측정하는 전류 검출 회로와 함께 사용되는 감광성 광전자 소자의 한 유형이다.
이들 3 가지 유형의 감광성 광전자 소자는 하기에서 정의된 정류 접합이 존재하는지의 여부에 의하여 그리고, 소자가 바이어스 또는 바이어스 전압으로 공지된 외부 인가된 전압으로 작동되는지의 여부에 따라 구별될 수 있다. 광전도체 전지는 정류 접합을 갖지 않으며, 통상적으로 바이어스로 작동된다. PV 소자는 1 이상의 정류 접합을 가지며, 바이어스로 작동되지 않는다. 광검출기는 1 이상의 정류 접합을 가지며, 항상은 아니지만 일반적으로 바이어스로 작동된다.
본 명세서에서 사용한 바와 같이, 용어 "정류"는 특히 인터페이스가 비대칭 전도 특징을 가지며, 즉 인터페이스는 바람직하게는 한 방향으로 전자 전하 수송을 지지하는 것을 나타낸다. 용어 "반도체"는 전하 운반체가 열 또는 전자기 여기에 의하여 유발될 경우 전기를 전도시킬 수 있는 물질을 나타낸다. 용어 "광전도성"은 일반적으로 전자기 방사 에너지가 흡수된 후, 전기 전하 운반체의 여기 에너지로 전환되어 물질 중의 전기 전하를 전도(즉, 수송)할 수 있는 과정에 관한 것이다. 용어 "광전도성 물질"은 전기 전하 운반체를 생성하기 위하여 전자기 방사를 흡수하는 성질에 사용되는 반도체 물질을 지칭한다. 본 명세서에서 사용한 바와 같이, "상부"는 기판으로부터 가장 멀리 떨어진 것을 의미하며, "하부"는 기판에 가장 가까운 것을 의미한다. 제1의 층이 제2의 층과 "물리적으로 접촉한다"라고 명시되지 않았다면 개재층이 존재할 수 있다.
적절한 에너지의 전자기 방사가 유기 반도체 물질에 입사될 경우, 광자는 흡수되어 여기된 분자 상태를 생성할 수 있다. 유기 광전도성 물질에서, 생성된 분자 상태는 일반적으로 "엑시톤", 즉 준-입자로서 수송되는 결합된 상태의 전자-정공 쌍인 것으로 알려져 있다. 엑시톤은 (다른 쌍으로부터의 정공 또는 전자와 재결합되는 것과는 반대로) 서로 재결합되는 초기의 전자 및 정공을 지칭하는 제짝 재결합("퀀칭") 이전에 상당한 수명을 가질 수 있다. 광전류를 생성하기 위하여, 엑시톤을 형성하는 전자-정공은 통상적으로 정류 접합에서 분리된다.
감광성 소자의 경우, 정류 접합은 광기전 이종접합으로 지칭된다. 유기 광기전 이종접합의 유형으로는 공여체 물질 및 수용체 물질의 계면에 형성된 공여체-수 용체 이종접합 및, 광전도성 물질 및 금속의 계면에서 형성된 쇼트키(Schottky)-장벽 이종접합 등이 있다.
도 1은 공여체-수용체 이종접합의 예를 도시하는 에너지-레벨 도식이다. 유기 물질의 문맥에서, 용어 "공여체" 및 "수용체"는 2 가지의 접촉중이지만 상이한 유기 물질의 최고 점유 분자 궤도("HOMO") 및 최저 비점유 분자 궤도("LUMO") 에너지 레벨의 상대적 위치를 지칭한다. 다른 물질과 접촉하는 하나의 물질의 LUMO 에너지 레벨이 더 낮을 경우, 물질은 수용체가 된다. 반대의 경우는 공여체가 된다. 외부 바이어스가 존재하지 않을 경우 공여체-수용체 접합에서의 전자는 수용체 물질로 이동되는 것이 에너지면에서는 바람직하다.
본 명세서에서 사용한 바와 같이, 제1의 에너지 레벨이 진공 에너지 레벨(10)에 더 가까울 경우 제1의 HOMO 또는 LUMO 에너지 레벨은 제2의 HOMO 또는 LUMO 에너지 레벨보다 "더 크거나" 또는 "더 높다". 더 높은 HOMO 에너지 레벨은 진공 레벨에 비하여 더 작은 절대 에너지를 갖는 이온화 전위("IP")에 해당한다. 유사하게, 더 높은 LUMO 에너지 레벨은 진공 레벨에 비하여 더 작은 절대 에너지를 갖는 전자 친화도("EA")에 해당한다. 통상의 에너지 레벨 도식에서, 상부에서의 진공 레벨의 경우, 이들 물질의 LUMO 에너지 레벨은 동일한 물질의 HOMO 에너지 레벨보다 더 높다.
공여체(152) 또는 수용체(154)에서의 광자(6)의 흡수가 엑시톤(8)을 생성한 후, 엑시톤(8)은 정류 인터페이스에서 분해된다. 공여체(152)는 정공(흰색 원)을 수송하며, 수용체(154)는 전자(검은색 원)를 수송한다.
유기 반도체에서의 중요한 성질은 운반체 이동성이다. 이동성은 용이하게 측정되며, 여기서 전하 운반체가 전기장에 반응하여 전도성 물질을 통하여 이동될 수 있다. 유기 감광성 소자에서, 높은 전자 이동성으로 인하여 전자에 의하여 선택적으로 전도되는 물질은 전자 수송 물질로서 지칭될 수 있다. 높은 정공 이동성으로 인하여 정공에 의하여 선택적으로 전도되는 물질은 정공 수송 물질로서 지칭될 수 있다. 소자에서의 이동성 및/또는 위치로 인하여 전자에 의하여 선택적으로 전도되는 층은 전자 수송 층("ETL")으로서 지칭될 수 있다. 소자에서의 이동성 및/또는 위치로 인하여 정공에 의하여 선택적으로 전도되는 층은 정공 수송층("HTL")으로서 지칭될 수 있다. 수용체 물질은 전자 수송 물질이며, 공여체 물질은 정공 수송 물질인 것이 바람직하기는 하나, 반드시 그러한 것은 아니다.
운반체 이동도 및 상대적 HOMO 및 LUMO 레벨에 기초하여 광기전 이종접합에서 공여체 및 수용체로서 작용하도록 2 개의 유기 광전도성 물질을 접합시키는 방법은 당업계에 공지되어 있으므로, 본 명세서에서는 설명하지 않는다.
본 명세서에서 사용한 바와 같이, 용어 "유기"는 유기 광전자 소자를 제조하는데 사용될 수 있는 소분자 유기 물질뿐 아니라, 중합체 물질을 포함한다. "소분자"는 중합체가 아닌 임의의 유기 물질을 지칭하며, "소분자"는 실질적으로 꽤 클 수 있다. 소분자는 특정의 상황에서는 반복 단위를 포함할 수 있다. 예를 들면, 치환체로서 장쇄 알킬 기를 사용하면 "소분자" 유형으로부터 분자를 제거하지 않는다. 또한, 소분자는 중합체에 예를 들면 중합체 주쇄상에서의 측쇄로서 또는 주쇄의 일부로서 혼입될 수 있다. 또한, 소분자는 코어 부분에 형성된 일련의 화학적 셸로 이루어진 덴드리머의 코어 부분으로서 작용할 수 있다. 덴드리머의 코어 부분은 형광 또는 인광 소분자 방출체가 될 수 있다. 덴드리머는 "소분자"가 될 수 있다. 일반적으로, 소분자는 분자마다 분자량이 동일한 소정의 화학식을 갖는 반면, 중합체는 분자마다 분자량이 상이할 수 있는 소정의 화학식을 갖는다. 본 명세서에서 사용한 바와 같이, "유기"는 히드로카르빌 및 이종원자-치환된 히드로카르빌 리간드의 금속 착체를 포함한다.
문헌[Padinger, et al., Adv. Funct. Mater., 2003, 13, 85-88]에는 평균 3 내지 4%의 전력 전환 효율을 갖는 것으로 보고된 중합체-풀러렌 이종접합을 포함하는 광기전 전지가 보고되어 있다. 또한, 5%에 근접하는 효율은 처리 기술에서의 변형에 의하여 얻을 수 있는 것으로 보고되었다. 금속 캐쏘드로서 Ag를 갖는 2중-헤테로구조 구리 프탈로시아닌(CuPc)/C60 박막 전지에서의 4 태양(sun) 모사된 AM1.5G 조명하에서의 4% 정도의 효율은 문헌[Xue, et al., Appl. Phys. Lett., 2004, 84, 3013-3015]에 보고되어 있다. 또한, 직렬로 연결된 2 개의 전지를 적층시키고, 5.5%를 초과하는 효율을 산출하여 향상된 PV 전지가 보고되어 있다. 문헌[Xue, et al., Appl. Phys. Lett. 2004, 85, 5757-5759].
유기 감광성 소자의 일반적인 구조, 특징, 물질 및 성질을 비롯한 유기 감광성 소자에 대한 당업계의 추가의 배경 설명 및 기재의 경우, 미국 특허 제6,657,378호(Forrest et al.), 미국 특허 제6,580,027호(Forrest et al.) 및 미국 특허 제6,352,777호(Bulovic et al.)를 본 명세서에서 참고로 인용한다.
유기 감광성 소자의 효율에서의 추가의 개선은 명백하게 이로울 것이다. 본 발명은 개선된 효율을 갖는 유기 감광성 소자를 제공한다.
발명의 개요
본 발명은 애노드, 캐쏘드 및, 애노드와 캐쏘드 사이의 공여체-수용체 이종접합을 포함하는 유기 감광성 광전자 소자에 관한 것이다. 이종접합은 공여체-유사 물질 및 수용체-유사 물질을 포함하며, 공여체-유사 물질 및 수용체-유사 물질 중 1 이상은 서브프탈로시아닌, 서브포르피린 및/또는 서브포르피라진 화합물을 포함하며; 및/또는 상기 소자는 차폐층 또는 전하 수송층 중 1 이상을 임의로 포함하며, 차폐층 및/또는 전하 수송층은 서브프탈로시아닌, 서브포르피린 및/또는 서브포르피라진 화합물을 포함한다.
본 발명은 추가로 공여체-유사 물질 및 수용체-유사 물질을 포함하는 이종접합의 제조 방법에 관한 것이다. 이러한 방법은 LUMO 및 HOMO를 갖는 공여체-유사 물질을 선택하며, 1 이상의 전자 끌기 또는 전자 공여 치환체 기로 치환된, 서브프탈로시아닌, 서브포르피린 또는 서브포르피라진 물질을 선택하며(여기서 치환체 기는 서브프탈로시아닌, 서브포르피린 또는 서브포르피라진 물질이 공여체-유사 물질에 대한 수용체-유사 물질이 되도록 서브프탈로시아닌, 서브포르피린 또는 서브포르피라진 물질 LUMO 및 HOMO를 조정함), 그리고 이종접합을 공여체-유사 및 수용체 유사 물질로부터 형성시키는 단계; 또는 수용체-유사 물질을 선택하며, 1 이상의 전자 끌기 또는 전자 공여 치환체 기로 치환된, 서브프탈로시아닌, 서브포르피린 또는 서브포르피라진 물질을 선택하며(여기서 치환체 기는 서브프탈로시아닌, 서브포르피린 또는 서브포르피라진 물질이 수용체-유사 물질에 대한 공여체-유사 물질이 되도록 서브프탈로시아닌, 서브포르피린 또는 서브포르피라진 물질 LUMO 및 HOMO를 조정함), 그리고 이종접합을 공여체-유사 및 수용체 유사 물질로부터 형성시키는 단계를 포함한다.
도면의 간단한 설명
도 1은 공여체-수용체 이종접합을 도시하는 에너지 레벨 도식이다.
도 2는 공여체-수용체 이종접합을 포함하는 유기 감광성 소자를 도시한다.
도 3은 평면형 이종접합을 형성하는 공여체-수용체 2중층을 도시한다.
도 4는 공여체 층 및 수용체 층 사이의 혼합형 이종접합을 포함하는 하이브리드형 이종접합을 도시한다.
도 5는 벌크형 이종접합을 도시한다.
도 6은 쇼트키-장벽 이종접합을 포함하는 유기 감광성 소자를 도시한다.
도 7은 직렬의 탠덤 감광성 전지를 도시한다.
도 8은 병렬의 탠덤 감광성 전지를 도시한다.
도 9는 CuPc 및 SubPc 공여체 층을 갖는 소자에 대한 에너지 레벨 도식의 개략도를 도시한다.
도 10은 석영에서의 적층된 CuPc(200 Å)/C60(400 Å)/BCP(100 Å) 막 및 석영에서의 SubPcBCl(130 Å)/C60(325 Å)/BCP(100 Å) 막의 흡광 스펙트럼을 도시한다.
도 11은 수용체-유사 물질로서 서브프탈로시아닌 화합물의 용도를 도시한다.
도 12는 1 태양 AM1.5G 모사된 조명하에서 그리고 암실에서 ITO/CuPc(200 Å)/C60(400 Å)/BCP(100 Å)/Al(1,000 Å) 및 ITO/SubPc(130 Å)/C60(325 Å)/BCP(100 Å)/Al(1,000 Å)의 J-V 특징을 도시한다.
도 13은 1-5 태양에서 AM1.5G 모사된 태양 조명하에서 ITO/SubPcBCl(130 Å)/C60(325 Å)/BCP(100 Å)/Al(1,000 Å) 소자(SubPc4)의 J-V 특징을 도시한다.
도 14는 1 태양 AM1.5G 모사된 조명하에서 그리고 암실에서 ITO/CuPc(200 Å)/SubPc(130 Å)/BCP(100 Å)/Al(1,000 Å)의 J-V 특징을 도시한다.
도면을 일정 비율로 반드시 도시하지는 않는다.
발명의 상세한 설명
유기 감광성 소자는 광을 흡수하여 엑시톤을 형성한 후, 전자 및 정공으로 분해될 수 있는 1 이상의 광활성 영역을 포함한다. 도 2는 유기 감광성 광전자 소자(100)의 예가 도시되어 있으며, 여기서 광활성 영역(150)은 공여체-수용체 이종접합을 포함한다. "광활성 영역"은 전자기 방사를 흡수하여 엑시톤을 생성하며, 이는 분해되어 전류를 생성할 수 있는 감광성 소자의 일부이다. 소자(100)는 기판(110) 위에 애노드(120), 애노드 평활층(122), 공여체(152), 수용체(154), 엑시톤 차폐층("EBL")(156) 및 캐쏘드(170)를 포함한다.
EBL(156)의 예는 EBL에 관한 개시에 대하여 본 명세서에서 참고로 인용하는 미국 특허 제6,451,415호(Forrest et al.)에 기재되어 있다. 또한, EBL의 추가의 배경 설명은 문헌[Peumans et al., "Efficient photon harvesting at high optical intensities in ultra-thin organic double-heterostructure photovoltaic diodes," Applied Physics Letters 76, 2650-52 (2000)]에서 찾을 수 있다. EBL은 공여체 및/또는 수용체 물질로부터 엑시톤이 이동하는 것을 방지하여 퀀칭을 감소시킨다.
용어 "전극" 및 "콘택트"는 광-생성된 전류를 외부 회로에 전달하거나 또는 바이어스 전류 또는 전압을 소자에 제공하기 위한 매체를 제공하는 층을 지칭하기 위하여 본 명세서에서 번갈아 사용하였다. 도 2에 도시한 바와 같이, 애노드(120) 및 캐쏘드(170)가 예가 된다. 전극은 금속 또는 "금속 치환물"로 이루어질 수 있다. 본 명세서에서, 용어 "금속"은 원소적으로 순수한 금속으로 이루어진 물질 및, 2 이상의 원소적으로 순수한 금속으로 이루어진 물질인 금속 합금 모두를 포괄하는데 사용된다. 용어 "금속 치환물"은 통상의 정의에 포함되는 금속은 아니지만, 금속-유사 성질, 예컨대 전도도를 갖는 물질, 예컨대 도핑된 넓은 밴드갭 반도체는 반도체, 전도성 산화물 및 전도성 중합체를 변성시킨다. 전극은 단일층 또는 복수의 층("화합물" 전극)을 포함할 수 있으며, 투명, 반투명 또는 불투명할 수 있다. 전극 및 전극 물질의 예로는 이들 각각의 특징의 개시에 대하여 본 명세서에서 참고로 인용하는 미국 특허 제6,352,777호(Bulovic et al.) 및 미국 특허 제6,420,031호(Parthasarathy, et al.)에 개시된 것을 들 수 있다. 본 명세서에서 사용한 바와 같이, 층은 관련 파장에서 주위 전자기 방사의 50% 이상을 투과시킬 경우 "투명"으로 지칭한다.
기판(110)은 소정의 구조적 성질을 제공하는 임의의 적절한 기판이 될 수 있다. 기판은 가요성 또는 경질이거나 평편하거나 또는 평편하지 않을 수 있다. 기판은 투명, 반투명 또는 불투명일 수 있다. 경질 플라스틱 및 유리는 바람직한 경질 기판 물질의 예가 된다. 가요성 플라스틱 및 금속 호일은 바람직한 가요성 기판 물질의 예가 된다.
애노드-평활층(122)은 애노드 층(120) 및 공여체 층(152) 사이에 위치할 수 있다. 애노드-평활층은 이러한 특징에 관한 개시에 대하여 본 명세서에서 참고로 인용하는 미국 특허 제6,657,378호(Forrest et al.)에 기재되어 있다.
도 2에서, 광활성 영역(150)은 공여체 물질(152) 및 수용체 물질(154)을 포함한다. 광활성 영역에 사용하기 위한 유기 물질로는 시클로금속화 유기금속 화합물을 비롯한 유기금속 화합물을 들 수 있다. 본 명세서에서 사용한 바와 같은 용어 "유기금속"은 일반적으로 당업자에 의하여 그리고 예를 들면 문헌[Chapter 13, "Inorganic Chemistry" (2nd Edition), Gary L. Miessler and Donald A. Tarr, Prentice Hall (1999)]에 제시된 바와 같이 이해될 것이다.
유기층은 진공 증착, 스핀 코팅, 유기 증기상 증착, 잉크젯 인쇄 및 당업계에서 공지된 기타의 방법을 사용하여 제조될 수 있다.
각종 유형의 공여체-수용체 이종접합의 예는 도 3 내지 도 5에 도시되어 있다. 도 3은 평면형 이종접합을 형성하는 공여체-수용체 2중층을 도시한다. 도 4는 공여체 및 수용체 물질의 혼합물을 포함하는 혼합형 이종접합(153)을 포함하는 하이브리드형 이종접합을 도시한다. 도 5는 이상적인 "벌크형" 이종접합을 도시한다. 복수의 계면이 통상적으로 실제의 소자에서 존재하기는 하나, 이상적인 광전류 경우에서의 벌크형 이종접합은 공여체 물질(252) 및 수용체 물질(254) 사이에서의 단일의 연속 계면을 갖는다. 혼합형 및 벌크형 이종접합은 물질의 복수의 도메인을 갖는 결과로서 복수의 공여체-수용체 계면을 가질 수 있다. 반대 유형의 물질에 의하여 둘러싸인 도메인(예, 수용체 물질에 의하여 둘러싸인 공여체 물질의 도메인)은 전기적으로 절연될 수 있어서, 이들 도메인이 광전류에 기여하지 않게 된다. 기타의 도메인은 삼출 경로(연속 광전류 경로)에 의하여 연결될 수 있어서 이들 기타의 도메인이 광전류에 기여할 수 있다. 혼합형 및 벌크형 이종접합 사이의 차이는 공여체 및 수용체 물질 사이의 상 분리 정도에 있다. 혼합형 이종접합에서, 상 분리가 거의 없거나 또는 전혀 존재하지 않은 반면(도메인은 예를 들면 수 나노미터 미만으로 매우 작음), 벌크형 이종접합에서는 상당한 상 분리가 존재한다(예를 들면 크기가 수 나노미터 내지는 100 ㎚인 도메인을 형성함).
소분자 혼합형 이종접합은 예를 들면 진공 증착 또는 증기 증착을 사용하여 공여체 및 수용체 물질의 동시 증착에 의하여 형성될 수 있다. 소분자 벌크형 이종접합은 예를 들면 조절된 성장에 의하여 후-증착 어닐링 또는 용액 처리와의 동시-증착을 형성할 수 있다. 중합체 혼합형 또는 벌크형 이종접합은 예를 들면 공여체 및 수용체 물질의 중합체 블렌드의 용액 처리에 의하여 형성될 수 있다.
광활성 영역이 혼합 층(153) 또는 벌크 층(252, 254) 및, 공여체(152)와 수용체 층(154) 중 하나 또는 모두를 포함할 경우, 광활성 영역은 "하이브리드형" 이종접합을 포함하는 것으로 밝혀졌다. 도 4의 층의 정렬이 예가 된다. 하이브리드형 이종접합의 추가의 설명의 경우, 2005년 10월 13일자로 공개된 하이브리드화 혼합형-평면형 이종접합을 사용한 고 효율 유기 광기전 전지"라는 명칭의 미국 특허 출원 공보 제2005/0224113 A1호(Jiangeng Xue et al.)를 본 명세서에서 참고로 인용한다.
일반적으로, 평면형 이종접합은 운반체 전도는 우수하나, 엑시톤 분해는 불량하며; 혼합된 층은 운반체 전도는 불량하며, 엑시톤 분해는 우수하며, 벌크형 이종접합은 운반체 전도가 우수하며, 엑시톤 분해가 우수하나, 효율을 저하시키는 물질의 단부("cul-de-sacs"; 막다른 부위)에서 전하 축적을 경험할 수 있다. 특별하게 언급하지 않는 한, 평면형, 혼합형, 벌크형 및 하이브리드형 이종접합은 본 명세서에 개시된 실시태양을 통하여 공여체-수용체 이종접합으로서 번갈아 사용할 수 있다.
도 6은 유기 감광성 광전자 소자(300)의 예를 도시하며, 여기서 광활성 영역(350)은 쇼트키-장벽 이종접합의 일부이다. 소자(300)는 투명 콘택트(320), 유기 광전도성 물질(358)을 포함하는 광활성 영역(350) 및 쇼트키 콘택트(370)를 포함한다. 쇼트키 콘택트(370)는 통상적으로 금속 층으로서 형성된다. 광전도성 층(358)이 ETL인 경우, 높은 일 함수 금속, 예컨대 금을 사용할 수 있는 반면, 광전도성 층이 HTL인 경우, 낮은 일 함수 금속, 예컨대 알루미늄, 마그네슘 또는 인듐을 사용할 수 있다. 쇼트키-장벽 전지에서, 쇼트키 차단체와 관련된 내장된 전기장은 엑시톤에서의 전자 및 정공을 떼어 놓는다. 일반적으로, 이러한 전기장 보조된 엑시톤 분해는 공여체-수용체 계면에서의 분해로서 효율적이지는 않다.
도시된 바와 같은 소자는 엘리먼트(190)에 연결될 수 있다. 소자가 광기전 소자인 경우, 엘리먼트(190)는 전력을 소비 또는 저장하는 저항 로드가 된다. 소자가 광검출기인 경우, 엘리먼트(190)는 광검출기가 광에 노출될 때 발생하는 전류를 측정하고 그리고, 소자에 바이어스를 적용할 수 있는 전류 검출 회로이다[2005년 5월 26일자로 공개된 미국 특허 출원 공개 공보 제2005-0110007 A1호(Forrest et al.)에 기재된 바와 같음]. 정류 접합이 소자로부터 제거될 경우(예, 광활성 영역으로서 단일 광전도성 물질을 사용함), 생성된 구조는 광전도체 전지로서 사용될 수 있으며, 이 경우 엘리먼트(190)는 광의 흡수로 인하여 소자를 통한 저항의 변화를 모니터하기 위한 단일 검출 회로가 된다. 특별하게 명시하지 않는 한, 이들 각각의 배열 및 변형은 본 명세서에 개시된 도면 및 실시태양 각각에서의 소자에 사용될 수 있다.
또한, 유기 감광성 광전자 소자는 투명 전하 이동층, 전극 또는 전하 재조합 영역을 포함할 수 있다. 전하 이동층은 유기 또는 무기일 수 있으며, 광전도성 활성일 수 있거나 또는 그러하지 않을 수 있다. 전하 이동층은 전극과 유사하나, 소자에 대하여 외부인 전기 접속을 갖지 않으며, 광전자 소자의 하나의 소영역으로부터 이웃한 소영역까지 전하 운반체를 전달할 뿐이다. 전하 재조합 영역은 전하 이동층과 유사하나, 광전자 소자의 이웃하는 소영역 사이에서 전자 및 정공의 재조합을 가능케 한다. 전하 재조합 영역은 예를 들면 재조합 영역 물질 및 구조의 개시에 대하여 본 명세서에서 참고로 인용하는 미국 특허 제6,657,378호(Forrest et al.); 2006년 2월 16일자로 공개된 미국 특허 출원 공개 제2006-0032529 A1호(명칭: "유기 감광성 소자"; Rand et al.); 2006년 2월 9일자로 공개된 미국 특허 출원 공개 제2006-0027802 A1호(명칭: "적층된 유기 감광성 소자"; Forrest et al.)에 기재된 바와 같이 나노클러스터, 나노입자 및/또는 나노로드를 포함하는 반-투명 금속 또는 금속 치환 재조합 중심을 포함할 수 있다. 전하 재조합 영역은 재조합 중심이 매립된 투명 매트릭스 층을 포함할 수 있거나 또는 그러하지 않을 수 있다. 전하 이동층, 전극 또는 전하 재조합 영역은 광전자 소자의 소영역의 캐쏘드 및/또는 애노드로서 작용할 수 있다. 전극 또는 전하 이동층은 쇼트키 콘택트로서 작용할 수 있다.
도 7 및 도 8은 투명 전하 이동층, 전극 및 전하 재조합 영역을 포함하는 탠덤 소자의 예를 도시한다. 도 7의 소자(400)에서 광활성 영역(150 및 150')은 개재 전도성 영역(460)과 직렬로 전기 적층된다. 외부 전기 접속 없이 나타낸 바와 같이, 개재 전도성 영역(460)은 전하 재조합 영역이 될 수 있거나 또는 전하 이동층이 될 수 있다. 재조합 영역으로서, 영역(460)은 투명 매트릭스 층을 갖거나 또는 갖지 않는 재조합 중심(461)을 포함한다. 매트릭스 층이 존재하지 않을 경우, 영역을 형성하는 물질의 배열은 영역(460)을 가로질러 연속하지 않을 수 있다. 도 8의 소자(500)은 역전 구조(즉, 캐쏘드-다운)인 상부 전지와 병렬로 전기 적층된 광활성 영역(150 및 150')을 도시한다. 도 7 및 도 8 각각에서, 광활성 영역(150 및 150') 및 차폐층(156 및 156')은 적용예에 의존하는 동일한 각각의 물질 또는 상이한 물질로부터 형성될 수 있다. 마찬가지로, 광활성 영역(150 및 150')은 이종접합의 동일한 유형(즉, 평면형, 혼합형, 벌크형, 하이브리드형)이 될 수 있다.
상기 기재한 소자 각각에서, 층, 예컨대 엑시톤 차폐층을 생략할 수 있다. 기타의 층, 예컨대 반사층 또는 추가의 광활성 영역을 추가할 수 있다. 층의 순서는 변경 또는 역전될 수 있다. 예를 들면 본 명세서에서 참고로 인용하는 미국 특허 제6,333,458호(Forrest et al.) 및 미국 특허 제6,440,769호(Peumans et al.)에 개시된 바와 같이 집중기(concentrator) 또는 포착 구조를 사용하여 효율을 증가시킬 수 있다. 예를 들면 본 명세서에서 참고로 인용하는 2005년 12월 1일자로 공개된 미국 특허 출원 공개 공보 제2005-0266218 A1호(명칭: "비주기적 유전 다층 적층체"; Peumans et al.)에 개시된 바와 같이, 소자의 소정의 영역으로 광학 에너지를 집속시키는데 코팅을 사용할 수 있다. 탠덤 소자에서, 투명 절연층은 전지 사이에 형성될 수 있으며, 전지 사이의 전기 접속은 전극을 경유하여 제공된다. 또한, 탠덤 소자에서, 광활성 영역중 1 이상은 공여체-수용체 이종접합 대신에 쇼트키-장벽 이종접합이 될 수 있다. 구체적으로 기재된 것 이외의 배열을 사용할 수 있다.
본 명세서에서 사용한 바와 같이, 용어 "서브프탈로시아닌 화합물" 및 "SubPc"는 하기 화학식을 갖는 화합물을 지칭한다:
상기 화학식에서, R1 내지 R12, M 및 X는 각각 독립적으로 선택된다. R1 내지 R12는 전자 끌기 또는 전자 공여이며, 바람직하게는 H, 직선형, 분지형 또는 고리형 알킬, 할라이드, 티오알킬(예, SC8H17) 티오아릴(예, SC6H5), 아릴설포닐(예, SO2C6H5), 알킬설포닐(예, SO2C8H17), 아미노, 알킬아미노, 아릴아미노, 히드록시, 알콕시, 아실아미노, 아실옥시, 페닐, 카르복시, 카르복소아미도, 카르보알콕시, 아실, 설포닐, 시아노, 니트로 및, 당업자에게 공지된 관련 전자 수용 및 공여 기로 구성된 군으로부터 독립적으로 선택된다. 또한, 임의의 2 개의 인접한 R 기(R1 내지 R12)는 융합 방향족(헤테로시클릭 포함) 고리의 일부가 될 수 있으며, M은 붕소 또는 2가 금속, 예컨대 Be 또는 Mg 또는 3가 금속, 예컨대 Al 또는 Ga이며, X는 음이온 기, 예컨대 할라이드(플루오라이드, 클로라이드, 브로마이드 또는 요오다이드), 알콕시, 펜옥시, 히드록시, 아릴, 페닐 및 OCOCR13R14R15이고, 여기서 R13, R14 및 R15는 전자 끌기 또는 전자 공여일 수 있으며, 바람직하게는 H, 직선형, 분지형 또는 고리형 알킬, 할라이드, 티오알킬(예, SC8H17) 티오아릴(예, SC6H5), 아릴설포닐(예, SO2C6H5), 알킬설포닐(예, SO2C8H17), 아미노, 알킬아미노, 아릴아미노, 히드록시, 알콕시, 아실아미노, 아실옥시, 페닐, 카르복시, 카르복소아미도, 카르보알콕시, 아실, 설포닐, 시아노, 니트로 및, 당업자에게 공지된 관련 전자 수용 및 공여 기로 구성된 군으로부터 독립적으로 선택된다. M은 B 또는 Al이 바람직하고, M은 B인 것이 가장 바람직하다. 이웃하는 R1 내지 R12 중 임의의 것은 융합 지방족 또는 방향족 고리의 일부가 될 수 있으며, 여기서 고리는 탄소를 제외한 1 이상의 원자, 예컨대 N, O 및 S를 포함할 수 있다.
본 명세서에서 사용한 바와 같이, "SubPcBCl"은 M이 B이고, X는 Cl이며, 각각의 R1 내지 R12는 H인 SubPc 화합물인 염화붕소 서브프탈로시아닌이다. 서브프탈로시아닌 화합물은 본 명세서에서 참고로 인용하는 문헌[Geyer et al., Subphthalocyanines: Preparation, Reactivity and Physical Properties, Synthesis, September 1996, 1139-51, Rauschnabel et al., New Derivatives and Homologues of Subphthalocyanine, Tetrahedron Letters, 36, 1995, 1629-32]에 개시된 방법을 사용하여 생성될 수 있다.
또한, 본 명세서에서 사용한 바와 같이, 용어 "서브포르피린", "서브포르피린 화합물" 및 "SubPor 화합물"은 하기 화학식의 화합물을 지칭한다:
상기 화학식에서, R1 내지 R12, M, X 및 Z는 각각 독립적으로 선택되며, R1 내지 R12, M 및 X는 상기에서 정의한 바와 같고, Z는 N, CH, CR16이며, 여기서 R16은 전자 끌기 또는 전자 공여일 수 있으며, 바람직하게는 H, 직선형, 분지형 또는 고리형 알킬, 할라이드, 티오알킬(예, SC8H17) 티오아릴(예, SC6H5), 아릴설포닐(예, SO2C6H5), 알킬설포닐(예, SO2C8H17), 아미노, 알킬아미노, 아릴아미노, 히드록시, 알콕시, 아실아미노, 아실옥시, 페닐, 카르복시, 카르복소아미도, 카르보알콕시, 아실, 설포닐, 시아노, 니트로 및, 당업자에게 공지된 관련 전자 수용 및 공여 기로 구성된 군으로부터 독립적으로 선택된다. 서브포르피린 화합물은 본 명세서에서 참고로 인용하는 문헌[Inokuma et al., Tribenzosubporphine: Synthesis and Characterization, Angew. Chem. Int. Ed., 2006, 45, 961-64]에 개시된 합성법을 사용하여 생성되는 것이 바람직하다.
본 명세서에서 사용한 바와 같이, 용어 "서브포르피라진" 및 "서브포르피라진 화합물"은 하기 화학식의 화합물을 지칭한다:
상기 화학식에서, R1 내지 R6, M, X 및 Z는 각각 독립적으로 선택되며, R1 내지 R6, M 및 X는 상기에서 정의한 바와 같고, Z는 N, CH, CR16이고, 여기서 R16은 전자 끌기 또는 전자 공여일 수 있으며, 바람직하게는 H, 직선형, 분지형 또는 고리형 알킬, 할라이드, 티오알킬(예, SC8H17) 티오아릴(예, SC6H5), 아릴설포닐(예, SO2C6H5), 알킬설포닐(예, SO2C8H17), 아미노, 알킬아미노, 아릴아미노, 히드록시, 알콕시, 아실아미노, 아실옥시, 페닐, 카르복시, 카르복소아미도, 카르보알콕시, 아실, 설포닐, 시아노, 니트로 및, 당업자에게 공지된 관련 전자 수용 및 공여 기로 구성된 군으로부터 독립적으로 선택된다. 그러나, R1 내지 R6의 임의의 이웃한 쌍이 융합 방향족 고리계의 일부인 경우, 화합물은 서브프탈로시아닌 또는 서브포르피린이며, 서브포르피라진은 아니다. 서브포르피라진 화합물은 본 명세서에서 참고로 인용하는 문헌[Rodrigues-Morgade, et al., Synthesis, Characterization and Properties of Subporphyrazines: A New Class of Nonplanar, Aromatic Macrocycles with Absorption in the Green Region, Che. Euro. J., 2005, 11, 354-360]에 개시된 합성법을 사용하여 생성되는 것이 바람직하다.
본 발명에서 유용한 서브프탈로시아닌 화합물의 예로는 하기와 같은 것이 있으나, 이에 한정되지 않는다:
상기 화학식에서, R1 내지 R12, M 및 X는 상기에서 정의된 바와 같다.
본 명세서에서 참고로 인용하는 문헌[Krempl et al., Synthesis 2000, 1705-8]에는 헥사시아노트리페닐렌 
을 프탈로시아닌과 반응시켜 구체 프탈로시아닌 분자, 예컨대 화학식 
을 갖는 화합물을 생성하는 것이 개시되어 있다. 동일한 방법을 사용하여 SubPc 및 SubPor 화합물, 예컨대 하기의 부분 화학식을 갖는 헥사시아노트리페닐렌 SubPcBCl의 올리고머 시이트를 생성할 수 있다:
상기 화학식에서, SubPc 올리고머가 충분히 큰, 즉 충분한 수의 SubPc 단위를 포함할 경우, 올리고머는 실질적으로 구체가 된다. 유사한 서브포르피라진 올리고머 시이트는 동일한 방법을 사용하여 생성할 수 있다.
본 발명은 애노드, 캐쏘드 및, 애노드와 캐쏘드 사이의 공여체-수용체 이종접합을 포함하는 유기 감광성 광전자 소자에 관한 것이다. 이종접합은 공여체-유사 물질 및 수용체-유사 물질을 포함하며, 공여체-유사 물질 및 수용체-유사 물질 중 1 이상은 서브프탈로시아닌, 서브포르피린 및/또는 서브포르피라진 화합물을 포함하며; 및/또는 소자는 차폐층 또는 전하 수송층 중 1 이상을 임의로 포함하며, 여기서 차폐층 및/또는 전하 수송층은 서브프탈로시아닌, 서브포르피린 및/또는 서브포르피라진 화합물을 포함한다. 본 발명에 의하면, 서브프탈로시아닌, 서브포르피린 및/또는 서브포르피라진 화합물을 공여체-유사 및/또는 수용체-유사 물질로서 사용할 수 있는 감광성 광전자 소자의 비제한적인 예로는 태양 전지, 광검출기 및 광센서를 들 수 있다. 본 발명의 소자에 유용한 이종접합의 비제한적인 예로는 평면형 이종접합, 혼합형 이종접합, 벌크형 이종접합 및 하이브리드형 평면형-혼합형 분자 이종접합을 들 수 있다.
PV 소자에 대한 감도 지수는 본 명세서에서 참고로 인용하는 미국 특허 제6,451,415호에서 정의된 하기 수학식 1의 충전 인자 FF이다:
상기 수학식에서, Jmax 및 Vmax는 소자로부터 얻을 수 있는 최대 전류 및 전압이며, JSC는 단락 전류 밀도이며, VOC는 개방 회로 전압이다. JSC 및 VOC가 실제의 사용에서 동시에 얻을 수 없기 때문에 충전 인자 FF(fill factor)는 항상 1 미만이 된다. 그러나, FF가 1에 근접함에 따라, 소자의 직렬 또는 내부 저항이 감소하며 그리하여 소자가 최적의 조건하에서 하중에 대하여 더 큰 비율의 JSC 및 VOC의 곱을 전달한다.
PV 소자의 전력 전환 효율 ηP는 하기 수학식 2에 의하여 VOC, JSC 및 FF의 함수가 된다:
상기 수학식에서, Po는 입사 광학 전력이다. FF는 직렬 저항의 함수이므로, 통상적으로 작은 분자량의 유기 PV 소자의 경우 약 0.5 내지 약 0.65의 값을 갖는다. JSC의 값은 소자에서의 유기 공여체-유사 및 수용체-유사 물질의 흡광 스펙트럼 및 태양 스펙트럼 사이의 중첩뿐 아니라, 흡광층의 소광 계수 및 두께의 크기의 함수이다. 그러나, 향상된 스펙트럼 중첩은 엑시톤 확산 길이에서 또는 물질의 전하 수송 성질에서의 상당한 손실 없이 제공되는 것이 바람직하다. 통상적으로, VOC의 값은 통상의 CuPc/C60 PV 전지의 경우 1 태양에서 약 500 mV이며, 이는 흡수된 광자 에너지 약 2 eV보다 크게 낮다. JSC 또는 FF에서의 상당한 해당 감소 없이 VOC에서의 증가는 ηP에서의 상당한 개선을 제공한다. 그러나, 본 발명 이전에, ηP에서의 임의의 개선을 제한하면서, JSC 및/또는 FF에서의 수반된 감소 없이 VOC의 값에서의 상당한 증가를 얻는 것은 불가능하지는 않지만 어려웠었다.
특정 이론으로 한정하는 것은 아니지만, 유기 감광성 광전자 소자, 예컨대 유기 태양 전지에서의 VOC의 값은 도 9에 도시한 바와 같이, 본 명세서에서 인터페이스 갭 Ig으로 지칭된, 2중층 전지에서의 헤테로인터페이스의 수용체-유사 물질의 최저 비점유 분자 궤도 함수(LUMO) 및 공여체-유사 물질의 최고 점유 궤도 함수(HOMO) 사이의 에너지 차이에 의존하는 것으로 알려졌다. 바람직하게는, 본 발명의 유기 감광성 광전자 소자에서, 서브프탈로시아닌, 서브포르피린 및/또는 서브포르피라진 물질, 특히 서브프탈로시아닌, 서브포르피린 및/또는 서브포르피라진 화합물을 공여체-유사 물질로서 사용하면 종래 기술의 물질을 사용한 소자에서 얻을 수 있는 것보다 상당히 더 큰 인터페이스 갭을 얻는다. 예를 들면, CuPc/C60 전지의 경우 1.5 eV이지만, 2중 헤테로구조 SubPcBCl/C60 박막 전지는 Ig가 1.9 eV이다. 또한, SubPcBCl 전지의 VOC 값은 대략 동일한 크기로 증가되며, 이는 VOC의 값이 Ig의 함수가 될 수 있다는 것을 나타낸다.
이와 같은 2중 이종접합 SubPcBCl/C60 박막 PV 전지는 JOC 및/또는 FF에서의 해당 감소 없이 통상의 구리 프탈로시아닌 (CuPc)/C60 PV 전지의 VOC 및 ηP의 약 2 배 이상을 제공한다. VOC 및 ηP의 증가된 값은 CuPc에 비하여 SubPc 화합물의 증가된 산화 전위의 결과로서 Ig의 값의 증가로부터 유래한다.
서브프탈로시아닌, 서브포르피린 또는 서브포르피라진 화합물에서의 주변 치환체의 치환은 물질의 산화환원 성질을 변경시켜서 복합체의 LUMO 및 HOMO 에너지를 조정한다. 여기된 상태는 대개 π-계에서 리간드에 기초하므로, R 기는 마찬가지로 서브프탈로시아닌, 서브포르피린 또는 서브포르피라진 화합물의 흡수 및 방출 에너지에 직접 영향을 미친다. 일반적으로, 전자 끌기 기는 HOMO 및 LUMO 레벨을 안정화시키며, 환원 전위의 절대값을 감소시키며(이들은 통상적으로 공통의 기준에 대하여 음의 전위에 포함됨), 산화 전위를 증가시켜 HOMO 및 LUMO 에너지를 진공 레벨(에너지에서)로부터 더 멀리 이동시킬 것으로 예상된다. 반대로, 전자 공여 기는 일반적으로 HOMO 및 LUMO 레벨을 탈안정화시키며, 유사한 비치환 물질에 비하여 HOMO 및 LUMO 레벨을 진공 레벨에 더 가까이 이동시킬 것으로 예상된다. 그러나, HOMO 및 LUMO 레벨은 반드시 동일하게 영향을 미치지는 않는다. 주변 치환과 유사한 염화붕소 서브프탈로시아닌 및 염화붕소 서브나프탈로시아닌(SubNc)에 대하여 공표된 물리적 성질은 하기 표 1에 제시한다.
LUMO 및 HOMO 에너지의 조절은 서브프탈로시아닌 및 서브포르피린 화합물의 공여체 및 수용체 에너지를 소정의 적용예에 대하여 조절되도록 한다. 그 결과, 본 발명의 유기 감광성 광전자 소자에서, 화합물은 서브프탈로시아닌, 서브포르피린 및/또는 서브포르피라진 물질을 수용체-유사 또는 공여체-유사 물질의 에너지와 일치시키고, 특정의 적용예에 대하여 Ig 및 VOC를 조절하여 공여체-유사 및 수용체-유사 물질 중 1 이상으로서 사용될 수 있다.
특정의 이론으로 한정하고자 하는 것은 아니나, 분자의 쌍극자 모멘트는 쌍극자에 의하여 포착되는 전하를 야기할 수 있는 것으로 밝혀졌다. 예를 들면, 축상 염소 치환체를 갖는 염화붕소 서브프탈로시아닌에서, 서브프탈로시아닌 화합물의 쌍극자 모멘트는 유기 감광성 광전자 소자에서의 서브프탈로시아닌 화합물의 더 두꺼운 층에서 감소된 전하 수송 및 증가된 직렬 저항에 기여할 수 있다. M은 B이고, 각각의 R1 내지 R12가 H인 SubPc 화합물에 대하여 하기 표 2에 제시한 바와 같이, 축상 치환체는 서브프탈로시아닌 또는 서브포르피린 물질의 산화환원 성질에 무시할 정도의 영향을 미치며, 이는 X가 π-계의 일부가 아니며, 그리하여 M을 통하여 여기된 상태 에너지, HOMO 및 LUMO에 2차 효과만을 갖는다는 것을 나타낸다. 축상 치환체는 서브프탈로시아닌, 서브포르피린 및 서브포르피라진 화합물이 막에서 팩킹되는 방법에 영향을 미친다. 그러나, 축상 치환체의 적절한 치환은 서브프탈로시아닌, 서브포르피린 또는 서브포르피라진 화합물의 쌍극자 모멘트를 감소시키며, 쌍극자 전하 포착의 낮은 레벨로 인하여 전하 수송 비율을 증가시킬 것으로 예상된다. 전자 끌기가 더 적은 축상 기는 일반적으로 더 낮은 쌍극자 모멘트를 갖는 서브프탈로시아닌, 서브포르피린 또는 서브포르피라진 복합체를 제공한다. 서브프탈로시아닌, 서브포르피린 또는 서브포르피라진 물질에서의 증가된 전하 수송은 유기 감광성 광전자 소자에서의 더 두꺼운 서브프탈로시아닌, 서브포르피린 및/또는 서브포르피라진 층을 사용하게 한다. PV 전지에서, 더 두꺼운 서브프탈로시아닌, 서브포르피린 및/또는 서브포르피라진 층은 JSC 및 ηP를 증가시킨다. 또한, 주변 또는 축상 위치에서의 치환은 박막에서의 SubPc의 팩킹에 영향을 미쳐서 후에 박막의 수송 성질에 영향을 미칠 수 있다.
또한, 더 낮은 쌍극자 모멘트는 복합체의 결정화 가능성을 감소시키며, 이는 소자를 대개 무정형 막으로 제조할 경우 유기 감광성 광전자 소자의 성능에 유해한 영향을 미칠 수 있다. 결정질 막이 이롭다. 그러나, 소자를 제조한 후의 결정화에 의하여 소자의 성능 또는 수명 중 1 이상이 감소되며, 그리하여 높은 쌍극자 모멘트는 결정화를 촉진한다.
CuPc가 18 π-전자 프탈로시아닌 거대고리를 갖는 평면형 화합물인 반면, 비치환 서브프탈로시아닌 및 서브포르피린 화합물은 3가 코어, 예컨대 붕소 또는 2가 또는 3가 금속에 집중된 3 개의 융합된 방향족 고리를 포함한다. 생성된 14 π-전자 방향족 거대고리는 평면형이 아니며, 방향족 리간드의 평면으로부터의 사면체형 붕소 또는 2가 또는 3가 금속 중심을 갖는 비평면형 원추형 구조를 가지며, 증착 조건에 의존하여 다수의 상이한 배향으로 팩킹된다. 당업자에 의하여 이해되는 바와 같이, 융합된 방향족 고리를 방향족 거대고리의 고리에 첨가하는 것은 복합체의 π-계에서의 전자의 수를 증가시킨다. π-계의 확장은 비편재화를 초래하여 전자 끌기 기로 치환된 서브프탈로시아닌 또는 서브포르피린 화합물과 유사하게 행동하도록 한다. 즉, π-계의 확장은 환원 전위를 감소시키고, 산화 전위를 증가시킴으로써 HOMO 및 LUMO 레벨을 저하시킬 것으로 예상된다. 예를 들면, SubPcBCl에 대하여 SubNc의 흡수 스펙트럼에서 적색-이동이 존재한다.
CuPc와 유사한 가시에서의 강한 흡수 및 소광 계수로, 서브프탈로시아닌 및 서브포르피린 화합물은 공여체-유사 물질로서 작용한다. SubPcBCl의 제1의 산화 및 환원 전위는 페로센(Fc/Fc+) 기준물질에 비하여 0.69 V 및 -1.40 V이다. 그래서, Fc/Fc+에 비하여 산화 및 환원 전위가 1.26 V 및 -1.06 V인 C60은 SubPcBCl에 기초한 PV 전지에서 수용체 물질로서 적절하다. 석영에서의 적층된 CuPc(200 Å)/C60(400 Å)/BCP(100 Å) 막 및 석영에서의 SubPcBCl(130 Å)/C60(325 Å)/BCP(100 Å) 막의 흡광 스펙트럼의 비교는 도 10에 도시하였다. 적절한 치환으로, SubPc 화합물의 HOMO 및 LUMO 에너지는 특정의 적용예에서 공여체-유사 물질로서의 사용을 위하여 조절될 수 있다.
유사하게, 도 11에서 도시한 바와 같이, CuPc 및 염화붕소 서브프탈로시아닌의 HOMO 및 LUMO 에너지의 비교는 서브프탈로시아닌 화합물이 공여체-유사 물질로서 CuPc를 사용한 적절한 수용체-유사 물질이라는 것을 나타낸다. 공여체-유사 물질을 사용함으로써, 적절한 치환으로 SubPc 화합물의 HOMO 및 LUMO 에너지는 특정의 적용예에서 수용체-유사 물질로서 사용하기 위하여 조절될 수 있다.
하기의 비제한적인 실시예는 단지 본 발명의 바람직한 실시태양을 예시할 뿐 이며, 본 발명을 제한하고자 하는 것이 아니며, 본 발명의 범위는 첨부한 청구의 범위에 의하여 정의된다.
염화붕소 서브프탈로시아닌은 수용체-유사 물질로서 C60과 함께 공여체-유사 물질로서 유기 PV 전지에 혼입되며, CuPc/C60 표준 소자에 대하여 2 배의 개방 회로 전압 및 전력 전환 효율을 나타낸다.
광기전 전지는 고 진공(약 3×10-6 Torr) 챔버로 가하기 직전 10 분 동안 용매 세정 및 UV-오존 처리한 ITO-코팅된 유리 기판상에서 성장한다. 유기 물질, SubPc(알드리치), CuPc(알드리치), C60(MTR 리미티드) 및 2,9-디메틸-4,7-디페닐-1,10-페난트롤린(BCP)(알드리치)은 사용전 승화로 정제하였다. 금속 캐쏘드 물질, Ag 및 Al(알파 에이서)을 구입한 상태로 사용하였다. 물질을 SubPc(1 Å/sec), C60(2 Å/sec) 및 2,9-디메틸-4,7-디페닐-1,10-페난트롤린(BCP)(1.5 Å/sec) 및 1,000 Å 두께의 Ag(4 Å/sec) 또는 Al(2.5 Å/sec)의 금속의 비율로 진공 열 증발에 의하여 순차적으로 성장시켰다. 캐쏘드를 1 ㎜ 직경의 개구를 갖는 섀도우 마스크를 통하여 증발시켰다. PV 전지의 전류-전압(J-V) 특징은 Keithley 2420 3A Source Meter를 사용하여 모사된 AM1.5G 태양 조명(오리엘 인스트루먼츠)하에서 측정하였다. 중성 밀도 필터를 사용하여 광 강도를 변경시켰으며, 이는 보정된 광대역 광학 전력 측정기를 사용하여 측정하였다.
대조예로서 제조한 통상의 PV 전지 구조는 Ag(CuPc1) 또는 Al 캐쏘드(CuPc2)를 사용한 ITO/CuPc(200 Å)/C60(400 Å)/BCP(100 Å)이다. SubPcBCl 전지는 ITO/SubPcBCl(200 Å)/C60(400 Å)/BCP(100 Å) 및 Ag(SubPc1) 또는 Al(SubPc2) 캐쏘드로 이루어졌다. 전류-밀도 대 전압(J-V) 특징은 암실에서 그리고 태양 불일치에 대하여 보정하지 않은 1-5 태양 AM1.5G 모사된 조명하에서 측정하였다.
표준 소자를 200 Å의 CuPc로 생성하기는 하나, 200 Å의 SubPc에서의 SubPc 소자는 성능이 불량하게 나타났다. 이는 아마도 더 얇은 공여체 층이 최적의 소자 성능에 필수적이라는 것을 시사하는 높은 직렬 저항으로 인한 것이다. SubPc가 CuPc보다 더 짧은 파장에서 흡수하기 때문에, 최적의 전지 구조는, 짧은 파장 광 강도가 가장 높은 영역에 SubPc/C60 인터페이스가 위치한다는 것을 확인하기 위하여 C60 두께의 해당 감소를 필요로 한다. 이와 같은 기준에 의하여 하기의 구조를 갖는 소자를 생성하였다: Ag 또는 Al 캐쏘드를 사용한 ITO/SubPc(130 Å)/C60(325 Å)/BCP(100 Å). 상기 기재한 바와 같이, 본 발명의 유기 감광성 소자는 입사 전자기 방사(예, 광기전 소자)로부터의 전력을 생성하는데 사용할 수 있거나 또는, 입사 전자기 방사(예, 광검출기 또는 광전도체 전지)를 검출하는데 사용할 수 있다.
1 태양 AM1.5G 모사된 태양 조명하에서 조명된 소자에 대한 구조 및 광기전 데이타 및, 1 태양하에서 소자에 대한 J-V 특징을 하기 표 3에 제시한다. JSC 및 FF 모두가 감소되어 전력 효율이 감소되기는 하였으나, SubPc1 및 SubPc2의 VOC는 CuPc 전지보다 150 mV 더 높다. 이는 아마도 더 얇은 공여체 층이 최적의 소자 성능에 필수적이라는 것을 시사하는 높은 직렬 저항으로 인한 것이다. SubPcBCl가 CuPc보다 더 짧은 파장에서 흡수하므로, 짧은 파장 광 강도가 가장 높은 영역에서 SubPcBCl/C60 인터페이스가 위치한다는 것을 확인하기 위하여 최적의 전지 구조는 C60 두께에서의 해당 감소를 필요로 한다. 이와 같은 기준에 의하여 하기의 구조를 갖는 소자를 생성하였다: Ag(SubPc3) 또는 Al(SubPc4) 캐쏘드를 사용한 ITO/SubPcBCl(130 Å)/C60(325 Å)/BCP(100 Å).
SubPc4 및 CuPc2의 J-V 특징은 도 12에 도시하며, 여기서 ITO/CuPc(200 Å)/C60(400 Å)/BCP(100 Å)/Al(1,000 Å)은 흰색 원으로 나타내며, ITO/SubPc(130 Å)/C60(325 Å)/BCP(100 Å)/Al(1,000 Å)은 1 태양 AM1.5G 모사된 조명하에서(실선) 그리고 암실에서(쇄선) 검은색 원으로 나타내었다. 이러한 경우, SubPc4의 VOC는 CuPc2보다 2배 초과로 크며, JSC는 거의 10% 정도 증가되었다. SubPc 흡수가 도 10에 도시한 바와 같이 CuPc에 대하여 청색 이동하였으며, λ=700 ㎚에서의 흡광도가 감소되기는 하였으나, 이는 태양 스펙트럼의 더 높은 강도 영역에 존재하는, λ=590 ㎚에서 증가된 흡광도에 의하여 보충된다. SubPc4의 VOC 및 FF는 도 13에 도시한 바와 같이 1 내지 5 태양에서의 광 강도에 대하여서는 거의 독립적이며, 전력 전환 효율은 1 태양에서 ηP=2.1±0.2%의 최대 값을 달성하였다. 1 내지 5 태양에서 AM1.5G 모사된 태양 조명하에서 ITO/SubPcBCl(130 Å)/C60(325 Å)/BCP(100 Å)/Al(1,000 Å) 소자에 대한 광기전 데이타는 하기 표 4에 제시하였다.
1 태양에서 AM1.5G 모사된 태양 조명하에서 ITO/SubPcBCl(x Å)/C60(325 Å)/BCP(100 Å)/Al(1,000 Å) 소자에서의 SubPcBCl 층의 두께를 달리하는 소자에 대한 광기전 데이타를 하기 표 5에 제시하였다.
도 9에 도시한 CuPc 및 SubPcBCl 소자에 대한 에너지 레벨 도식에서 예시한 바와 같이, SubPcBCl/C60 소자는 대략 동일한 크기의 VOC의 증가(550 mV)에 대하여 상관 관계를 갖는 CuPc/C60 소자보다 Ig가 400 meV 더 크다. VOC에서의 상당한 증가는 SubPcBCl의 더 작은 HOMO 에너지에 의한 것이며, Ig에서의 차후의 증가는 VOC가 Ig에 의존한다는 것을 나타낸다. VOC는 직렬 저항에 의하여 증가될 수 있으며, 다시 불순물 또는 결정 무질서의 존재에 의존할 수 있다. VOC에서의 증가는 Ig에서보다 약 20% 더 높으며, 이는 저항이 VOC에 영향을 미친다는 것을 나타낸다. 그러나, 높은 FF는 저항 단독으로는 증가된 VOC를 설명할 수 없다는 것을 나타낸다.
금속 캐쏘드를 달리하는 것은 VOC에 대하여 최소의 효과를 갖는다. 그러나, Ag 캐쏘드를 갖는 CuPc1은 Al(CuPc2)과의 유사한 소자에 대하여 증가된 JSC 및 FF를 나타낸다. JSC 및 FF에 대한 효과가 관찰되는 이유는 명확하지 않은 반면, VOC는 소자 모두에 대하여 동일하다. 대안으로, SubPcBCl의 경우, FF는 Al 소자(SubPc4)에 비하여 Ag 소자(SubPc3)에서 감소되었다. 그러나, SubPcBCl/C60에 기초한 PV 전지는 통상의 CuPc/C60 전지의 VOC보다 2배 초과로 크며, 이는 전지 전력 전환 효율의 2배를 초과하게 된다. 깊은 HOMO를 갖는 강하게 흡수하는 공여체 물질을 사용함으로써, Ig 및, 그 결과로서 VOC는 JSC의 수반되는 감소 없이 증가된다. 이는 Ig가 아마도 유기 이종접합 전지에서 VOC를 측정하는데 있어서 가장 중요한 인자라는 것을 나타낸다.
수용체 유사 물질로서 SubPcBCl을 사용한 PV 소자의 특징은 하기에 설명한다. 광기전 전지는 고 진공(약 3×10-6 Torr) 챔버로 가하기 직전 10 분 동안 용매 세정 및 UV-오존 처리한 ITO-코팅된 유리 기판상에서 성장한다. 유기 물질, SubPcBCl(알드리치), CuPc(알드리치) 및 2,9-디메틸-4,7-디페닐-1,10-페난트롤린(BCP)(알드리치)은 사용전 승화로 정제하였다. 금속 캐쏘드 물질, Al(알파 에이서)을 구입한 상태로 사용하였다. CuPc(200 Å, 2 Å/sec), SubPcBCl(130 Å, 1 Å/sec), BCP(100 Å, 1.5 Å/sec) 및 Al(1,000 Å, 2.5 Å/sec)을 사용하여 진공 열 증발에 의하여 순차적으로 막을 성장시켰다. 캐쏘드를 1 ㎜ 직경의 개구를 갖는 섀도우 마스크를 통하여 증발시켰다. PV 전지의 전류-전압(J-V) 특징은 Keithley 2420 3A Source Meter를 사용하여 모사된 AM1.5G 태양 조명(오리엘 인스트루먼츠)하에서 측정하였다. 중성 밀도 필터를 사용하여 광 강도를 변경시켰으며, 이는 보정된 광대역 광학 전력 측정기를 사용하여 측정하였다.
1 태양에서의 J-V 특징을 도 14에 도시하고, 하기 표 6에 제시하였으며, 이는 본 발명의 소자가 수용체-유사 물질로서 작용하는 SubPc 물질을 사용하여 생성될 수 있다는 것을 예시한다. 소자의 낮은 전력 전환 계수는 낮은 JSC 및 낮은 FF의 결과이다. 그러나, 이들 값은 소자의 최적화를 통하여 증가될 수 있다.
본 명세서에서 본 발명의 특정의 구체예를 예시 및/또는 기재하였다. 그러나, 본 발명의 변형예 및 수정예는 본 발명의 정신 및 범위로부터 벗어남이 없이 상기의 교시 내용에 의하여 그리고 첨부한 청구의 범위내에 포함되는 것으로 이해하여야 한다.
Claims (40)
- 유기 감광성 광전자 소자로서,애노드, 캐쏘드 및, 애노드와 캐쏘드 사이의 공여체-수용체 이종접합을 포함하며, 그리고 차폐층 및 전하 수송층 중 1 이상을 임의로 포함하고, 여기서 상기 이종접합은 공여체-유사 물질 및 수용체-유사 물질을 포함하며, 공여체-유사 물질 및 수용체-유사 물질 중 1 이상은 서브프탈로시아닌, 서브포르피린 및 서브포르피라진 화합물 중 1 이상을 포함하고, 차폐층 및 전하 수송층 중 1 이상은 서브프탈로시아닌, 서브포르피린 및 서브포르피라진 화합물 중 1 이상을 포함하는 것인 유기 감광성 광전자 소자.
- 제1항에 있어서, 공여체-유사 물질은 서브프탈로시아닌 화합물을 포함하는 것인 유기 감광성 광전자 소자.
- 제2항에 있어서, 공여체-유사 물질은 할로겐화붕소 서브프탈로시아닌인 것인 유기 감광성 광전자 소자.
- 제2항에 있어서, 공여체-유사 물질은 염화붕소 서브프탈로시아닌인 것인 유기 감광성 광전자 소자.
- 제2항에 있어서, 서브프탈로시아닌 화합물은 올리고머인 것인 유기 감광성 광전자 소자.
- 제2항에 있어서, 서브프탈로시아닌 화합물은 하기 화학식을 갖는 것인 유기 감광성 광전자 소자:
상기 화학식에서, R1 내지 R12, M 및 X는 각각 독립적으로 선택되며, R1 내지 R12 중 1 이상은 전자 공여 또는 전자 끌기이고, 나머지 R1 내지 R12 기는 H, 직선형, 분지형 또는 고리형 알킬, 할라이드, 티오알킬, 티오아릴, 아릴설포닐, 알킬설포닐, 아미노, 알킬아미노, 아릴아미노, 히드록시, 알콕시, 아실아미노, 아실옥시, 페닐, 카르복시, 카르복소아미도, 카르보알콕시, 아실, 설포닐, 시아노 및 니트로로 구성된 군으로부터 독립적으로 선택되며, 이웃하는 R1 내지 R12 중 임의의 것은 융합 지방족 또는 방향족 고리의 일부가 될 수 있으며, 상기 고리는 탄소를 제외한 1 이상의 원자를 포함할 수 있으며, M은 붕소, 2가 금속 또는 3가 금속이고, X는 음이온 기이다. - 제2항에 있어서, 서브프탈로시아닌 화합물은 하기 화학식을 갖는 것인 유기 감광성 광전자 소자:
상기 화학식에서, R1 내지 R12, M 및 X는 각각 독립적으로 선택되며, R1 내지 R12는 H, 직선형, 분지형 또는 고리형 알킬, 할라이드, 티오알킬, 티오아릴, 아릴설포닐, 알킬설포닐, 아미노, 알킬아미노, 아릴아미노, 히드록시, 알콕시, 아실아미노, 아실옥시, 페닐, 카르복시, 카르복소아미도, 카르보알콕시, 아실, 설포닐, 시아노 및 니트로로 구성된 군으로부터 독립적으로 선택되며, 이웃하는 R1 내지 R12 중 임의의 것은 융합 지방족 또는 방향족 고리의 일부가 될 수 있으며, 상기 고리는 탄소를 제외한 1 이상의 원자를 포함할 수 있으며, M은 붕소, 2가 금속 또는 3가 금속이고, X는 음이온 기이다. - 제7항에 있어서, R1 내지 R12 중 1 이상은 SC8H17, SC6H5, SO2C6H5 및 SO2C8H17로 구성된 군으로부터 선택되는 것인 유기 감광성 광전자 소자.
- 제7항에 있어서, M은 B, Be, Mg, Al 및 Ga로 구성된 군으로부터 선택되며, X는 할라이드, 알콕시, 펜옥시, 히드록시, 아릴, 페닐 및 OCOCR13R14R15로 구성된 군으로부터 선택되며, R13, R14 및 R15는 H, 직선형, 분지형 또는 고리형 알킬, 할라이드, 티오알킬, 티오아릴, 아릴설포닐, 알킬설포닐, 아미노, 알킬아미노, 아릴아미노, 히드록시, 알콕시, 아실아미노, 아실옥시, 페닐, 카르복시, 카르복소아미도, 카르보알콕시, 아실, 설포닐, 시아노 및 니트로로 구성된 군으로부터 독립적으로 선택된 것인 유기 감광성 광전자 소자.
- 제9항에 있어서, R13, R14 및 R15 중 1 이상은 SC8H17, SC6H5, SO2C6H5 및 SO2C8H17로 구성된 군으로부터 선택된 것인 유기 감광성 광전자 소자.
- 제1항에 있어서, 공여체-유사 물질은 서브포르피린 화합물을 포함하는 것인 유기 감광성 광전자 소자.
- 제11항에 있어서, 서브포르피린 화합물은 하기 화학식을 갖는 것인 유기 감광성 광전자 소자:
상기 화학식에서, R1 내지 R12, M 및 X는 각각 독립적으로 선택되며, R1 내지 R12 중 1 이상은 전자 공여 또는 전자 끌기이고, 나머지 R1 내지 R12는 H, 직선형, 분지형 또는 고리형 알킬, 할라이드, 티오알킬, 티오아릴, 아릴설포닐, 알킬설포닐, 아미노, 알킬아미노, 아릴아미노, 히드록시, 알콕시, 아실아미노, 아실옥시, 페닐, 카르복시, 카르복소아미도, 카르보알콕시, 아실, 설포닐, 시아노 및 니트로로 구성된 군으로부터 독립적으로 선택되며, 이웃하는 R1 내지 R12 중 임의의 것은 융합 지방족 또는 방향족 고리의 일부가 될 수 있으며, 상기 고리는 탄소를 제외한 1 이상의 원자를 포함할 수 있으며, M은 붕소, 2가 금속 또는 3가 금속이고, X는 음이온 기이며, Z는 N, CH, CR16이고, R16은 H, 직선형, 분지형 또는 고리형 알킬, 할라이드, 티오알킬, 티오아릴, 아릴설포닐, 알킬설포닐, 아미노, 알킬아미노, 아릴아미노, 히드록시, 알콕시, 아실아미노, 아실옥시, 페닐, 카르복시, 카르복소아미도, 카르보알콕시, 아실, 설포닐, 시아노 및 니트로로 구성된 군으로부터 선택된다. - 제11항에 있어서, 서브포르피린 화합물은 하기 화학식을 갖는 것인 유기 감광성 광전자 소자:
상기 화학식에서, R1 내지 R12, M 및 X는 각각 독립적으로 선택되며, R1 내지 R12는 H, 직선형, 분지형 또는 고리형 알킬, 할라이드, 티오알킬, 티오아릴, 아릴설포닐, 알킬설포닐, 아미노, 알킬아미노, 아릴아미노, 히드록시, 알콕시, 아실아미노, 아실옥시, 페닐, 카르복시, 카르복소아미도, 카르보알콕시, 아실, 설포닐, 시아노 및 니트로로 구성된 군으로부터 독립적으로 선택되며, 이웃하는 R1 내지 R12 중 임의의 것은 융합 지방족 또는 방향족 고리의 일부가 될 수 있으며, 상기 고리는 탄소를 제외한 1 이상의 원자를 포함할 수 있으며, M은 붕소, 2가 금속 또는 3가 금속이고, X는 음이온 기이며, Z는 N, CH, CR16이고, R16은 H, 직선형, 분지형 또는 고리형 알킬, 할라이드, 티오알킬, 티오아릴, 아릴설포닐, 알킬설포닐, 아미노, 알킬아미노, 아릴아미노, 히드록시, 알콕시, 아실아미노, 아실옥시, 페닐, 카르복시, 카르복소아미도, 카르보알콕시, 아실, 설포닐, 시아노 및 니트로로 구성된 군 으로부터 선택된다. - 제13항에 있어서, M은 B, Be, Mg, Al 및 Ga로 구성된 군으로부터 선택되며, X는 할라이드, 알콕시, 펜옥시, 히드록시, 아릴, 페닐 및 OCOCR13R14R15로 구성된 군으로부터 선택되며, 여기서 R13, R14 및 R15는 H, 직선형, 분지형 또는 고리형 알킬, 할라이드, 티오알킬, 티오아릴, 아릴설포닐, 알킬설포닐, 아미노, 알킬아미노, 아릴아미노, 히드록시, 알콕시, 아실아미노, 아실옥시, 페닐, 카르복시, 카르복소아미도, 카르보알콕시, 아실, 설포닐, 시아노 및 니트로로 구성된 군으로부터 독립적으로 선택된 것인 유기 감광성 광전자 소자.
- 제11항에 있어서, 서브포르피린 화합물은 올리고머인 것인 유기 감광성 광전자 소자.
- 제1항에 있어서, 수용체-유사 물질은 서브프탈로시아닌 화합물을 포함하는 것인 유기 감광성 광전자 소자.
- 제16항에 있어서, 공여체-유사 물질은 할로겐화붕소 서브프탈로시아닌인 것인 유기 감광성 광전자 소자.
- 제16항에 있어서, 공여체-유사 물질은 염화붕소 서브프탈로시아닌인 것인 유기 감광성 광전자 소자.
- 제16항에 있어서, 서브프탈로시아닌 화합물은 하기 화학식을 갖는 것인 유기 감광성 광전자 소자:
상기 화학식에서, R1 내지 R12, M 및 X는 각각 독립적으로 선택되며, R1 내지 R12 중 1 이상은 전자 공여 또는 전자 끌기이고, 나머지 R1 내지 R12는 전자 끌기 또는 전자 공여로 구성된 군으로부터 독립적으로 선택되며, 바람직하게는 H, 직선형, 분지형 또는 고리형 알킬, 할라이드, 티오알킬, 티오아릴, 아릴설포닐, 알킬설포닐, 아미노, 알킬아미노, 아릴아미노, 히드록시, 알콕시, 아실아미노, 아실옥시, 페닐, 카르복시, 카르복소아미도, 카르보알콕시, 아실, 설포닐, 시아노 및 니트로로 구성된 군으로부터 독립적으로 선택되며, 이웃하는 R1 내지 R12 중 임의의 것은 융합 지방족 또는 방향족 고리의 일부가 될 수 있으며, 상기 고리는 탄소를 제외한 1 이상의 원자를 포함할 수 있으며, M은 붕소, 2가 금속 또는 3가 금속이고, X는 음이온 기이다. - 제16항에 있어서, 서브프탈로시아닌 화합물은 하기 화학식을 갖는 것인 유기 감광성 광전자 소자:
상기 화학식에서, R1 내지 R12, M 및 X는 각각 독립적으로 선택되며, R1 내지 R12는 전자 끌기 또는 전자 공여로 구성된 군으로부터 독립적으로 선택되며, 바람직하게는 H, 직선형, 분지형 또는 고리형 알킬, 할라이드, 티오알킬, 티오아릴, 아릴설포닐, 알킬설포닐, 아미노, 알킬아미노, 아릴아미노, 히드록시, 알콕시, 아실아미노, 아실옥시, 페닐, 카르복시, 카르복소아미도, 카르보알콕시, 아실, 설포닐, 시아노 및 니트로로 구성된 군으로부터 독립적으로 선택되며, 이웃하는 R1 내지 R12 중 임의의 것은 융합 지방족 또는 방향족 고리의 일부가 될 수 있으며, 상기 고리는 탄소를 제외한 1 이상의 원자를 포함할 수 있으며, M은 붕소, 2가 금속 또는 3가 금속이고, X는 음이온 기이다. - 제20항에 있어서, M은 B, Be, Mg, Al 및 Ga로 구성된 군으로부터 선택되며, X는 할라이드, 알콕시, 펜옥시, 히드록시, 아릴, 페닐 및 OCOCR13R14F15로 구성된 군으로부터 선택되며, R13, R14 및 R15는 H, 직선형, 분지형 또는 고리형 알킬, 할라이드, 티오알킬, 티오아릴, 아릴설포닐, 알킬설포닐, 아미노, 알킬아미노, 아릴아미노, 히드록시, 알콕시, 아실아미노, 아실옥시, 페닐, 카르복시, 카르복소아미도, 카르보알콕시, 아실, 설포닐, 시아노 및 니트로로 구성된 군으로부터 독립적으로 선택된 것인 유기 감광성 광전자 소자.
- 제16항에 있어서, 서브프탈로시아닌 화합물은 올리고머인 것인 유기 감광성 광전자 소자.
- 제1항에 있어서, 수용체-유사 물질은 서브포르피린 화합물을 포함하는 것인 유기 감광성 광전자 소자.
- 제23항에 있어서, 서브포르피린 화합물은 하기 화학식을 갖는 것인 유기 감광성 광전자 소자:
상기 화학식에서, R1 내지 R12, M 및 X는 각각 독립적으로 선택되며, R1 내지 R12 중 1 이상은 전자 공여 또는 전자 끌기이고, 나머지 R1 내지 R12는 H, 직선형, 분지형 또는 고리형 알킬, 할라이드, 티오알킬, 티오아릴, 아릴설포닐, 알킬설포닐, 아미노, 알킬아미노, 아릴아미노, 히드록시, 알콕시, 아실아미노, 아실옥시, 페닐, 카르복시, 카르복소아미도, 카르보알콕시, 아실, 설포닐, 시아노 및 니트로로 구성된 군으로부터 독립적으로 선택되며, 이웃하는 R1 내지 R12 중 임의의 것은 융합 지방족 또는 방향족 고리의 일부가 될 수 있으며, 상기 고리는 탄소를 제외한 1 이상의 원자를 포함할 수 있으며, M은 붕소, 2가 금속 또는 3가 금속이고, X는 음이온 기이며, Z는 N, CH, CR16이며, R16은 H, 직선형, 분지형 또는 고리형 알킬, 할라이드, 티오알킬, 티오아릴, 아릴설포닐, 알킬설포닐, 아미노, 알킬아미노, 아릴아미노, 히드록시, 알콕시, 아실아미노, 아실옥시, 페닐, 카르복시, 카르복소아미도, 카르보알콕시, 아실, 설포닐, 시아노 및 니트로로 구성된 군으로부터 선택된다. - 제23항에 있어서, 서브포르피린 화합물은 하기 화학식을 갖는 것인 유기 감광성 광전자 소자:
상기 화학식에서, R1 내지 R12, M 및 X는 각각 독립적으로 선택되며, R1 내지 R12는 H, 직선형, 분지형 또는 고리형 알킬, 할라이드, 티오알킬, 티오아릴, 아릴설포닐, 알킬설포닐, 아미노, 알킬아미노, 아릴아미노, 히드록시, 알콕시, 아실아미노, 아실옥시, 페닐, 카르복시, 카르복소아미도, 카르보알콕시, 아실, 설포닐, 시아노 및 니트로로 구성된 군으로부터 독립적으로 선택되며, 이웃하는 R1 내지 R12 중 임의의 것은 융합 지방족 또는 방향족 고리의 일부가 될 수 있으며, 상기 고리는 탄소를 제외한 1 이상의 원자를 포함할 수 있으며, M은 붕소, 2가 금속 또는 3가 금속이고, X는 음이온 기이고, Z는 N, CH, CR16이며, R16은 H, 직선형, 분지형 또는 고리형 알킬, 할라이드, 티오알킬, 티오아릴, 아릴설포닐, 알킬설포닐, 아미노, 알킬아미노, 아릴아미노, 히드록시, 알콕시, 아실아미노, 아실옥시, 페닐, 카르복시, 카르복소아미도, 카르보알콕시, 아실, 설포닐, 시아노 및 니트로로 구성된 군 으로부터 선택된다. - 제23항에 있어서, 서브포르피린 화합물은 올리고머인 것인 유기 감광성 광전자 소자.
- 제1항에 있어서, 공여체-유사 물질은 서브포르피라진 화합물을 포함하는 것인 유기 감광성 광전자 소자.
- 제27항에 있어서, 서브포르피라진 화합물은 하기 화학식을 갖는 것인 유기 감광성 광전자 소자:
상기 화학식에서, R1 내지 R6, M, X 및 Z는 각각 독립적으로 선택되며, R1 내지 R6 중 1 이상은 전자 공여 또는 전자 끌기이고, 나머지 R1 내지 R6은 H, 직선형, 분지형 또는 고리형 알킬, 할라이드, 티오알킬, 티오아릴, 아릴설포닐, 알킬설포닐, 아미노, 알킬아미노, 아릴아미노, 히드록시, 알콕시, 아실아미노, 아실옥시, 페닐, 카르복시, 카르복소아미도, 카르보알콕시, 아실, 설포닐, 시아노 및 니트로 로 구성된 군으로부터 선택되며, M은 붕소, 2가 금속 또는 3가 금속이고, X는 음이온 기이며, Z는 N, CH, CR16이고, R16은 H, 직선형, 분지형 또는 고리형 알킬, 할라이드, 티오알킬, 티오아릴, 아릴설포닐, 알킬설포닐, 아미노, 알킬아미노, 아릴아미노, 히드록시, 알콕시, 아실아미노, 아실옥시, 페닐, 카르복시, 카르복소아미도, 카르보알콕시, 아실, 설포닐, 시아노 및 니트로로 구성된 군으로부터 선택된다. - 제27항에 있어서, 서브포르피라진 화합물은 하기 화학식을 갖는 것인 유기 감광성 광전자 소자:
상기 화학식에서, R1 내지 R6, M, X 및 Z는 각각 독립적으로 선택되며, R1 내지 R6은 H, 직선형, 분지형 또는 고리형 알킬, 할라이드, 티오알킬, 티오아릴, 아릴설포닐, 알킬설포닐, 아미노, 알킬아미노, 아릴아미노, 히드록시, 알콕시, 아실아미노, 아실옥시, 페닐, 카르복시, 카르복소아미도, 카르보알콕시, 아실, 설포닐, 시아노 및 니트로로 구성된 군으로부터 선택되며, M은 붕소, 2가 금속 또는 3가 금속이고, X는 음이온 기이고, Z는 N, CH, CR16이고, R16은 H, 직선형, 분지형 또는 고 리형 알킬, 할라이드, 티오알킬, 티오아릴, 아릴설포닐, 알킬설포닐, 아미노, 알킬아미노, 아릴아미노, 히드록시, 알콕시, 아실아미노, 아실옥시, 페닐, 카르복시, 카르복소아미도, 카르보알콕시, 아실, 설포닐, 시아노 및 니트로로 구성된 군으로부터 선택된다. - 제29항에 있어서, M은 B, Be, Mg, Al 및 Ga로 구성된 군으로부터 선택되며, X는 할라이드, 알콕시, 펜옥시, 히드록시, 아릴, 페닐 및 OCOCR13R14R15으로 구성된 군으로부터 선택되며, R13, R14 및 R15는 H, 직선형, 분지형 또는 고리형 알킬, 할라이드, 티오알킬, 티오아릴, 아릴설포닐, 알킬설포닐, 아미노, 알킬아미노, 아릴아미노, 히드록시, 알콕시, 아실아미노, 아실옥시, 페닐, 카르복시, 카르복소아미도, 카르보알콕시, 아실, 설포닐, 시아노 및 니트로로 구성된 군으로부터 독립적으로 선택되는 것인 유기 감광성 광전자 소자.
- 제1항에 있어서, 수용체-유사 물질은 서브포르피라진 화합물을 포함하는 것인 유기 감광성 광전자 소자.
- 제31항에 있어서, 서브포르피라진 화합물은 하기 화학식을 갖는 것인 유기 감광성 광전자 소자:
상기 화학식에서, R1 내지 R6, M, X 및 Z는 각각 독립적으로 선택되며, R1 내지 R6 중 1 이상은 전자 공여 또는 전자 끌기이고, 나머지 R1 내지 R6은 H, 직선형, 분지형 또는 고리형 알킬, 할라이드, 티오알킬, 티오아릴, 아릴설포닐, 알킬설포닐, 아미노, 알킬아미노, 아릴아미노, 히드록시, 알콕시, 아실아미노, 아실옥시, 페닐, 카르복시, 카르복소아미도, 카르보알콕시, 아실, 설포닐, 시아노 및 니트로로 구성된 군으로부터 선택되며, M은 붕소, 2가 금속 또는 3가 금속이고, X는 음이온 기이며, Z는 N, CH, CR16이고, R16은 H, 직선형, 분지형 또는 고리형 알킬, 할라이드, 티오알킬, 티오아릴, 아릴설포닐, 알킬설포닐, 아미노, 알킬아미노, 아릴아미노, 히드록시, 알콕시, 아실아미노, 아실옥시, 페닐, 카르복시, 카르복소아미도, 카르보알콕시, 아실, 설포닐, 시아노 및 니트로로 구성된 군으로부터 선택된다. - 제31항에 있어서, 서브포르피라진 화합물은 하기 화학식을 갖는 것인 유기 감광성 광전자 소자:
상기 화학식에서, R1 내지 R6, M, X 및 Z는 각각 독립적으로 선택되며, R1 내지 R6은 H, 직선형, 분지형 또는 고리형 알킬, 할라이드, 티오알킬, 티오아릴, 아릴설포닐, 알킬설포닐, 아미노, 알킬아미노, 아릴아미노, 히드록시, 알콕시, 아실아미노, 아실옥시, 페닐, 카르복시, 카르복소아미도, 카르보알콕시, 아실, 설포닐, 시아노 및 니트로로 구성된 군으로부터 선택되며, M은 붕소, 2가 금속 또는 3가 금속이고, X는 음이온 기이며, Z는 N, CH, CR16이고, R16은 H, 직선형, 분지형 또는 고리형 알킬, 할라이드, 티오알킬, 티오아릴, 아릴설포닐, 알킬설포닐, 아미노, 알킬아미노, 아릴아미노, 히드록시, 알콕시, 아실아미노, 아실옥시, 페닐, 카르복시, 카르복소아미도, 카르보알콕시, 아실, 설포닐, 시아노 및 니트로로 구성된 군으로부터 선택된다. - 제33항에 있어서, M은 B, Be, Mg, Al 및 Ga로 구성된 군으로부터 선택되며, X는 할라이드, 알콕시, 펜옥시, 히드록시, 아릴, 페닐 및 OCOCR13R14R15로 구성된 군으로부터 선택되며, R13, R14 및 R15는 H, 직선형, 분지형 또는 고리형 알킬, 할라이 드, 티오알킬, 티오아릴, 아릴설포닐, 알킬설포닐, 아미노, 알킬아미노, 아릴아미노, 히드록시, 알콕시, 아실아미노, 아실옥시, 페닐, 카르복시, 카르복소아미도, 카르보알콕시, 아실, 설포닐, 시아노 및 니트로로 구성된 군으로부터 독립적으로 선택되는 것인 유기 감광성 광전자 소자.
- 제1항에 있어서, 소자는 태양 전지, 광검출기 또는 광센서인 것인 유기 감광성 광전자 소자.
- 제1항에 있어서, 소자는 가시 스펙트럼 광검출기 또는 광센서인 것인 유기 감광성 광전자 소자.
- 제1항에 있어서, 이종접합은 2중 헤테로구조인 것인 유기 감광성 광전자 소자.
- 제1항에 있어서, 이종접합은 벌크형 이종접합인 것인 유기 감광성 광전자 소자.
- 제1항에 있어서, 이종접합은 평면형 이종접합인 것인 유기 감광성 광전자 소자.
- 공여체-유사 물질 및 수용체-유사 물질을 포함하는 이종접합의 제조 방법으로서,LUMO 및 HOMO를 갖는 공여체-유사 물질을 선택하며, 1 이상의 전자 끌기 또는 전자 공여 치환체 기로 치환된, 서브프탈로시아닌 또는 서브포르피린 물질을 선택하며(여기서 치환체 기는 서브프탈로시아닌 또는 서브포르피린 물질이 공여체-유사 물질에 대한 수용체-유사 물질이 되도록 서브프탈로시아닌 또는 서브포르피린 물질 LUMO 및 HOMO를 조정함), 그리고 이종접합을 공여체-유사 물질 및 수용체 유사 물질로부터 형성시키는 단계; 또는수용체-유사 물질을 선택하며, 1 이상의 전자 끌기 또는 전자 공여 치환체 기로 치환된, 서브프탈로시아닌, 서브포르피린 또는 서브포르피라진 물질을 선택하며(여기서 치환체 기는 서브프탈로시아닌, 서브포르피린 또는 서브포르피라진 물질이 수용체-유사 물질에 대한 공여체-유사 물질이 되도록 서브프탈로시아닌, 서브포르피린 또는 서브포르피라진 물질 LUMO 및 HOMO를 조정함), 그리고 이종접합을 공여체-유사 물질 및 수용체 유사 물질로부터 형성시키는 단계를 포함하는 제조 방법.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US11/442,062 US20070272918A1 (en) | 2006-05-25 | 2006-05-25 | Organic photosensitive devices using subphthalocyanine compounds |
| US11/442,062 | 2006-05-25 | ||
| PCT/US2007/011749 WO2007139704A2 (en) | 2006-05-25 | 2007-05-15 | Organic photosensitive devices using subphthalocyanine compounds |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20090042881A KR20090042881A (ko) | 2009-05-04 |
| KR101387254B1 true KR101387254B1 (ko) | 2014-04-18 |
Family
ID=38748714
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020087031471A KR101387254B1 (ko) | 2006-05-25 | 2007-05-15 | 서브프탈로시아닌 화합물을 사용한 유기 감광성 소자 |
Country Status (12)
| Country | Link |
|---|---|
| US (3) | US20070272918A1 (ko) |
| EP (1) | EP2020047B1 (ko) |
| JP (1) | JP5296674B2 (ko) |
| KR (1) | KR101387254B1 (ko) |
| CN (1) | CN101548404B (ko) |
| AR (1) | AR061130A1 (ko) |
| AU (1) | AU2007268149B2 (ko) |
| CA (1) | CA2653064A1 (ko) |
| ES (1) | ES2426943T3 (ko) |
| HK (1) | HK1134859A1 (ko) |
| TW (1) | TWI436511B (ko) |
| WO (1) | WO2007139704A2 (ko) |
Families Citing this family (62)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102007037945A1 (de) * | 2007-08-11 | 2009-02-19 | Helmholtz-Zentrum Berlin Für Materialien Und Energie Gmbh | Passivierungsschicht für eine transparente leitfähige Oxidschicht in einem Bauelement mit organischer aktiver Schicht |
| CN102077367B (zh) * | 2008-07-03 | 2012-12-26 | Imec公司 | 多结光伏模块及其加工方法 |
| US9017826B2 (en) * | 2009-08-26 | 2015-04-28 | The University Of Southern California | Visible/near-infrared porphyrin-tape/C60 organic photodetectors |
| KR101003808B1 (ko) * | 2010-04-06 | 2010-12-23 | 한국기계연구원 | Ｐｎ접합 및 쇼트키 접합을 갖는 다중 태양 전지 및 이의 제조 방법 |
| US9505770B2 (en) | 2010-04-09 | 2016-11-29 | The Arizona Board Of Regents Of Behalf Of The University Of Arizona | Organic photovoltaic devices comprising solution-processed substituted metal-phthalocyanines and exhibiting near-IR photo-sensitivity |
| US8929054B2 (en) * | 2010-07-21 | 2015-01-06 | Cleanvolt Energy, Inc. | Use of organic and organometallic high dielectric constant material for improved energy storage devices and associated methods |
| JP2012033606A (ja) * | 2010-07-29 | 2012-02-16 | Idemitsu Kosan Co Ltd | 光電変換素子 |
| ES2391191B1 (es) * | 2011-04-28 | 2013-08-08 | Universidad Autónoma de Madrid | Uso de dímeros fusionados de subftalocianinas fluoradas como aceptores electrónicos para células solares |
| US20130206218A1 (en) * | 2012-02-13 | 2013-08-15 | Regents Of The University Of Minnesota | Photovoltaic Devices with Enhanced Exciton Diffusion |
| US9431621B2 (en) * | 2012-03-13 | 2016-08-30 | The Regents Of The University Of Michigan | Metal oxide charge transport material doped with organic molecules |
| KR20150023250A (ko) * | 2012-06-18 | 2015-03-05 | 니폰 가야꾸 가부시끼가이샤 | 포르피라진 색소 및 그의 용도 |
| EP2904649B1 (en) * | 2012-10-05 | 2021-12-08 | University of Southern California | Energy sensitization of acceptors and donors in organic photovoltaics |
| KR101960468B1 (ko) | 2012-10-08 | 2019-03-21 | 삼성전자주식회사 | 유기 광전 소자 및 이미지 센서 |
| US9040710B2 (en) | 2013-03-11 | 2015-05-26 | Saudi Basic Industries Corporation | Aryloxy-phthalocyanines of group IV metals |
| US8933238B2 (en) | 2013-03-11 | 2015-01-13 | Saudi Basic Industries Corporation | Aryloxy-phthalocyanines of group III metals |
| KR102195813B1 (ko) | 2013-05-27 | 2020-12-29 | 삼성전자주식회사 | 유기 광전 소자 및 이미지 센서 |
| CN104241532A (zh) * | 2013-06-17 | 2014-12-24 | 宁波大学 | 一种有机光伏电池及制备方法 |
| JP2015103735A (ja) | 2013-11-27 | 2015-06-04 | ソニー株式会社 | 固体撮像素子および電子機器 |
| KR102270705B1 (ko) | 2013-12-06 | 2021-06-29 | 삼성전자주식회사 | 유기 광전 소자 및 이미지 센서 |
| KR102135929B1 (ko) * | 2013-12-31 | 2020-07-20 | 엘지디스플레이 주식회사 | 백색 유기 발광 소자 |
| KR102255234B1 (ko) * | 2014-04-04 | 2021-05-21 | 삼성전자주식회사 | 유기 광전 소자 및 이미지 센서 |
| KR102270175B1 (ko) * | 2014-05-09 | 2021-06-25 | 삼성전자주식회사 | 광전자 재료, 유기 광전자 소자 및 이미지 센서 |
| JP6567276B2 (ja) * | 2014-05-13 | 2019-08-28 | ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 | 固体撮像素子、および電子機器 |
| JP6185431B2 (ja) * | 2014-06-23 | 2017-08-23 | ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 | 光電変換膜、固体撮像素子、および電子機器 |
| KR102243553B1 (ko) * | 2014-07-16 | 2021-04-22 | 삼성전자주식회사 | 유기 광전 소자 및 이미지 센서 |
| KR102314129B1 (ko) * | 2014-07-21 | 2021-10-18 | 삼성전자주식회사 | 유기 광전 소자 및 이미지 센서 |
| KR102314128B1 (ko) | 2014-08-07 | 2021-10-18 | 삼성전자주식회사 | 유기 광전 소자, 이미지 센서 및 전자 장치 |
| KR102282494B1 (ko) | 2014-08-28 | 2021-07-26 | 삼성전자주식회사 | 유기 광전 소자 및 이미지 센서 |
| JP2016063084A (ja) * | 2014-09-18 | 2016-04-25 | 株式会社東芝 | 有機光電変換素子及びこれを備える撮像装置 |
| EP3041060B1 (en) * | 2014-12-19 | 2021-06-16 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Image sensor, and electronic device including the same |
| CN104733614B (zh) * | 2015-04-10 | 2017-07-11 | 电子科技大学 | 基于双层混合活性层的有机薄膜太阳能电池及其制备方法 |
| KR102570684B1 (ko) * | 2015-05-19 | 2023-08-25 | 소니그룹주식회사 | 촬상 소자, 적층형 촬상 소자 및 촬상 장치 |
| KR20230109778A (ko) * | 2015-05-29 | 2023-07-20 | 소니 세미컨덕터 솔루션즈 가부시키가이샤 | 광전변환 소자 및 고체 촬상 장치 |
| US10516124B2 (en) | 2015-06-11 | 2019-12-24 | Sony Corporation | Photoelectric conversion elements, method of manufacturing photoelectric conversion element, and solid-state imaging device |
| KR102356696B1 (ko) | 2015-07-03 | 2022-01-26 | 삼성전자주식회사 | 유기 광전 소자 및 이미지 센서 |
| CN112992967B (zh) * | 2015-07-17 | 2024-03-22 | 索尼公司 | 光电转换元件、图像拾取元件、层叠型图像拾取元件和固态图像拾取装置 |
| KR102330698B1 (ko) | 2015-09-04 | 2021-11-23 | 삼성전자주식회사 | 유기 광전 소자 및 이미지 센서 |
| KR102491494B1 (ko) | 2015-09-25 | 2023-01-20 | 삼성전자주식회사 | 유기 광전 소자용 화합물 및 이를 포함하는 유기 광전 소자 및 이미지 센서 |
| JP6646995B2 (ja) * | 2015-10-05 | 2020-02-14 | 日本放送協会 | 撮像素子 |
| WO2017086115A1 (ja) * | 2015-11-18 | 2017-05-26 | ソニー株式会社 | 光電変換素子および固体撮像装置 |
| KR102455528B1 (ko) | 2015-11-24 | 2022-10-14 | 삼성전자주식회사 | 유기 광전 소자용 화합물 및 이를 포함하는 유기 광전 소자, 이미지 센서 및 전자 장치 |
| KR102529631B1 (ko) | 2015-11-30 | 2023-05-04 | 삼성전자주식회사 | 유기 광전 소자 및 이미지 센서 |
| KR102557864B1 (ko) | 2016-04-06 | 2023-07-19 | 삼성전자주식회사 | 화합물, 및 이를 포함하는 유기 광전 소자, 이미지 센서 및 전자 장치 |
| KR102601055B1 (ko) | 2016-05-10 | 2023-11-09 | 삼성전자주식회사 | 화합물, 및 이를 포함하는 유기 광전 소자, 이미지 센서 및 전자 장치 |
| US10236461B2 (en) | 2016-05-20 | 2019-03-19 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Organic photoelectronic device and image sensor |
| KR102605375B1 (ko) | 2016-06-29 | 2023-11-22 | 삼성전자주식회사 | 유기 광전 소자 및 이미지 센서 |
| KR102589215B1 (ko) | 2016-08-29 | 2023-10-12 | 삼성전자주식회사 | 유기 광전 소자, 이미지 센서 및 전자 장치 |
| JP6971561B2 (ja) * | 2016-11-11 | 2021-11-24 | キヤノン株式会社 | 光電変換素子、撮像素子および撮像装置 |
| CA3066092A1 (en) * | 2017-06-16 | 2018-12-20 | Ubiquitous Energy, Inc. | Visibly transparent, near-infrared-absorbing and ultraviolet-absorbing photovoltaic devices |
| US11545635B2 (en) | 2017-06-16 | 2023-01-03 | Ubiquitous Energy, Inc. | Visibly transparent, near-infrared-absorbing boron-containing photovoltaic devices |
| US11778896B2 (en) | 2017-06-16 | 2023-10-03 | Ubiquitous Energy, Inc. | Visibly transparent, near-infrared-absorbing metal-complex photovoltaic devices |
| JP7109240B2 (ja) * | 2017-09-15 | 2022-07-29 | ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 | 光電変換素子および固体撮像装置 |
| US11145822B2 (en) | 2017-10-20 | 2021-10-12 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Compound and photoelectric device, image sensor, and electronic device including the same |
| KR102573162B1 (ko) | 2017-12-04 | 2023-08-30 | 삼성전자주식회사 | 플러렌 유도체, 광전 소자 및 이미지 센서 |
| US11107860B2 (en) | 2018-02-06 | 2021-08-31 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Organic image sensors without color filters |
| JP6924173B2 (ja) * | 2018-09-18 | 2021-08-25 | 株式会社東芝 | 放射線検出器及びその製造方法 |
| EP3739641A1 (en) | 2019-05-15 | 2020-11-18 | Samsung Electronics Co., Ltd. | N-type semiconductor composition, and thin film, organic photoelectric device, image sensor, and electronic device including the same |
| US11713952B2 (en) | 2019-05-17 | 2023-08-01 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Organic photoelectric device, image sensor, and electronic device |
| KR20210000583A (ko) | 2019-06-25 | 2021-01-05 | 삼성전자주식회사 | 화합물 및 이를 포함하는 광전 소자, 이미지 센서 및 전자 장치 |
| KR20210012837A (ko) | 2019-07-26 | 2021-02-03 | 삼성전자주식회사 | 화합물, 및 이를 포함하는 광전 소자, 이미지 센서 및 전자 장치 |
| US11793007B2 (en) | 2019-11-05 | 2023-10-17 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Photoelectric conversion devices and sensors and electronic devices |
| WO2022178636A1 (en) * | 2021-02-26 | 2022-09-01 | The Governing Council Of The University Of Toronto | Boron subphthalocyanine-subnaphthalocyanine hybrids for oled displays |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1994024612A1 (en) | 1993-04-15 | 1994-10-27 | Zeneca Limited | Chemical compounds |
| US6121726A (en) | 1996-12-18 | 2000-09-19 | Tdk Corporation | Organic electroluminescent color display having color transmitting layers and fluorescence converting layer with improved structure for color conversion efficiency on a color transmitting layer |
| US20040154959A1 (en) | 2001-02-26 | 2004-08-12 | Jean-Paul Schoebrechts | Method for desulphurizing a hydrocarbon mixture |
| US7655860B2 (en) | 2005-04-01 | 2010-02-02 | North Carolina State University | Nano-structured photovoltaic solar cell and related methods |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3341394B2 (ja) * | 1993-10-08 | 2002-11-05 | 東洋インキ製造株式会社 | 有機エレクトロルミネッセンス素子材料およびそれを使用した有機エレクトロルミネッセンス素子 |
| JPH10330633A (ja) * | 1997-05-28 | 1998-12-15 | Mitsui Chem Inc | サブフタロシアニン化合物及びそれを用いた光記録媒体 |
| CN1084334C (zh) * | 1999-04-29 | 2002-05-08 | 中国科学院感光化学研究所 | 一种可稳定保存的可溶性亚酞菁 |
| JP2002014482A (ja) * | 2000-06-28 | 2002-01-18 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 積層型電子写真用感光体 |
| EP1396033A4 (en) * | 2001-06-11 | 2011-05-18 | Univ Princeton | ORGANIC PHOTOVOLTAIC COMPONENTS |
| JP4694138B2 (ja) * | 2004-03-31 | 2011-06-08 | 新日鐵化学株式会社 | サブフタロシアニン化合物の製造方法 |
| US8586967B2 (en) * | 2004-04-13 | 2013-11-19 | The Trustees Of Princeton University | High efficiency organic photovoltaic cells employing hybridized mixed-planar heterojunctions |
| JP2006013226A (ja) * | 2004-06-28 | 2006-01-12 | Stanley Electric Co Ltd | 有機ｌｅｄ素子 |
| US7194173B2 (en) * | 2004-07-16 | 2007-03-20 | The Trustees Of Princeton University | Organic devices having a fiber structure |
-
2006
- 2006-05-25 US US11/442,062 patent/US20070272918A1/en not_active Abandoned
-
2007
- 2007-05-15 WO PCT/US2007/011749 patent/WO2007139704A2/en active Application Filing
- 2007-05-15 KR KR1020087031471A patent/KR101387254B1/ko not_active IP Right Cessation
- 2007-05-15 CN CN2007800250382A patent/CN101548404B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2007-05-15 JP JP2009512045A patent/JP5296674B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2007-05-15 CA CA002653064A patent/CA2653064A1/en not_active Abandoned
- 2007-05-15 ES ES07815040T patent/ES2426943T3/es active Active
- 2007-05-15 AU AU2007268149A patent/AU2007268149B2/en not_active Ceased
- 2007-05-15 EP EP07815040.6A patent/EP2020047B1/en not_active Expired - Fee Related
- 2007-05-24 AR ARP070102258A patent/AR061130A1/es not_active Application Discontinuation
- 2007-05-24 TW TW096118596A patent/TWI436511B/zh not_active IP Right Cessation
-
2009
- 2009-05-04 US US12/350,570 patent/US7973307B2/en active Active
- 2009-12-18 HK HK09111954.2A patent/HK1134859A1/xx not_active IP Right Cessation
-
2011
- 2011-06-01 US US13/150,594 patent/US8242493B2/en active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1994024612A1 (en) | 1993-04-15 | 1994-10-27 | Zeneca Limited | Chemical compounds |
| US6121726A (en) | 1996-12-18 | 2000-09-19 | Tdk Corporation | Organic electroluminescent color display having color transmitting layers and fluorescence converting layer with improved structure for color conversion efficiency on a color transmitting layer |
| US20040154959A1 (en) | 2001-02-26 | 2004-08-12 | Jean-Paul Schoebrechts | Method for desulphurizing a hydrocarbon mixture |
| US7655860B2 (en) | 2005-04-01 | 2010-02-02 | North Carolina State University | Nano-structured photovoltaic solar cell and related methods |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| AR061130A1 (es) | 2008-08-06 |
| ES2426943T3 (es) | 2013-10-25 |
| WO2007139704A3 (en) | 2008-05-08 |
| KR20090042881A (ko) | 2009-05-04 |
| TW200810168A (en) | 2008-02-16 |
| JP5296674B2 (ja) | 2013-09-25 |
| AU2007268149B2 (en) | 2012-07-19 |
| EP2020047A2 (en) | 2009-02-04 |
| US20110253992A1 (en) | 2011-10-20 |
| TWI436511B (zh) | 2014-05-01 |
| JP2009538529A (ja) | 2009-11-05 |
| CN101548404B (zh) | 2012-03-14 |
| CA2653064A1 (en) | 2007-12-06 |
| US8242493B2 (en) | 2012-08-14 |
| HK1134859A1 (en) | 2010-05-14 |
| CN101548404A (zh) | 2009-09-30 |
| AU2007268149A1 (en) | 2007-12-06 |
| US20100025665A1 (en) | 2010-02-04 |
| EP2020047B1 (en) | 2013-07-24 |
| WO2007139704A2 (en) | 2007-12-06 |
| US7973307B2 (en) | 2011-07-05 |
| US20070272918A1 (en) | 2007-11-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101387254B1 (ko) | 서브프탈로시아닌 화합물을 사용한 유기 감광성 소자 | |
| US7893352B2 (en) | Organic photosensitive optoelectronic device having a phenanthroline exciton blocking layer | |
| US7230269B2 (en) | Organic photosensitive cells having a reciprocal-carrier exciton blocking layer | |
| KR101417172B1 (ko) | 극박 감광층을 이용하는 유기 광전지 | |
| EP3751629B1 (en) | Organic photovoltaic cell incorporating electron conducting exciton blocking layers | |
| US20150380658A1 (en) | Organic photosensitive devices comprising a squaraine containing organoheterojunction and methods of making same | |
| KR20150060810A (ko) | 유기 광전변환 소자에서의 억셉터와 도너의 에너지 증감 | |
| US20110030771A1 (en) | Organic photosensitive optoelectronic device with near-infrared sensitivity | |
| MX2007012849A (es) | Dipositivos organicos fotosensibles optoelectronicos con sensibilidad al infrarrojo cercano. |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20180330 Year of fee payment: 5 |
|
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |