RU2554877C1 - Composition for producing organic photovoltaic cells based on phthalocyanines and analogues thereof - Google Patents

Composition for producing organic photovoltaic cells based on phthalocyanines and analogues thereof Download PDF

Info

Publication number
RU2554877C1
RU2554877C1 RU2014106755/04A RU2014106755A RU2554877C1 RU 2554877 C1 RU2554877 C1 RU 2554877C1 RU 2014106755/04 A RU2014106755/04 A RU 2014106755/04A RU 2014106755 A RU2014106755 A RU 2014106755A RU 2554877 C1 RU2554877 C1 RU 2554877C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
electron
tbu
composition
component
metal complexes
Prior art date
Application number
RU2014106755/04A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Лариса Годвиговна Томилова
Виктор Евгеньевич Пушкарев
Татьяна Валентиновна Дубинина
Александр Юрьевич Толбин
Дмитрий Ремович Хохлов
Михаил Александрович Дронов
Иван Александрович Белогорохов
Николай Серафимович Зефиров
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова" (МГУ)
Федеральное Государственное Бюджетное Учреждение Науки Институт Физиологически Активных Веществ Российской Академии Наук (Ифав Ран)
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова" (МГУ), Федеральное Государственное Бюджетное Учреждение Науки Институт Физиологически Активных Веществ Российской Академии Наук (Ифав Ран) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова" (МГУ)
Priority to RU2014106755/04A priority Critical patent/RU2554877C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2554877C1 publication Critical patent/RU2554877C1/en

Links

Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/549Organic PV cells

Landscapes

  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: composition includes an electron-donor component and an electron-acceptor component. The electron-donor component is mono- or polynuclear phthalocyanine or naphthalocyanine or metal complexes thereof with a planar or sandwich structure. The electron-acceptor component of the composition is poly[2-methoxy-5-(2-ethylhexyloxy)-1,4-phenylenevinylene] having the structure:
Figure 00000063
Figure 00000064
.
Components are in the following ratio (wt %): electron-donor part - 1-5%, electron-acceptor part - 99-95%.
EFFECT: invention enables to obtain a composition capable of forming homogeneous solutions and has absorption in the wavelength range of 300-2500 nm.
4 cl, 5 ex

Description

Область техники:Field of Technology:

Изобретение относится к области превращения световой энергии в электрическую, в частности к композиции для создания органических фотогальванических элементов, осуществляющих такое превращение.The invention relates to the field of conversion of light energy into electrical energy, in particular to a composition for creating organic photovoltaic cells performing such a conversion.

Уровень техники:The prior art:

К настоящему времени известно большое количество таких композиций, обладающих различными характеристиками, их описание приведено в следующих публикациях:To date, a large number of such compositions with various characteristics are known, their description is given in the following publications:

"Lighting porphyrins and phthalocyanines for molecular photovoltaics", М. Victoria Martınez-Dıaz at al., Cheme. Commyn., 2010, vol. 46, рр. 7090-7108;"Lighting porphyrins and phthalocyanines for molecular photovoltaics", M. Victoria Martınez-Dıaz at al., Cheme. Commyn., 2010, vol. 46, pp. 7090-7108;

"Photoinduced Electron Transfer and Excitation Energy Transfer in Directly Linked Zinc Porphyrin/Zinc Phthalocyanine Composite", Fuyuki Ito at al., J. Phys. Chem. А, 2006, vol. 110, рр. 12734-12742;"Photoinduced Electron Transfer and Excitation Energy Transfer in Directly Linked Zinc Porphyrin / Zinc Phthalocyanine Composite", Fuyuki Ito at al., J. Phys. Chem. A, 2006, vol. 110, pp. 12734-12742;

"Conjugated Polymer-Based Organic Solar Cells", Serap Gunes at al., Chem. Rev., 2007, vol. 107, рр. 1324-1338."Conjugated Polymer-Based Organic Solar Cells", Serap Gunes at al., Chem. Rev. 2007, vol. 107, p. 1324-1338.

В состав этих композиций входят фталоцианины.The composition of these compositions includes phthalocyanines.

Наиболее близкими к данному изобретению являются композиции для создания органических фотогальванических элементов, предложенные в патенте: "Conductive polymeric ink composition and organic solar cell containing same" / М-К. Kim, J.-Н. Kim, J-Н. Yoo, J.-Н. Seong, Н.-К. Lee (LG Chem, LTD.), Patent cooperation treaty application, № WO 13169087 (дата публикации заявки: 14 ноября 2013 г.). Данные композиции содержат электронодонорный и электроноакцепторный компоненты. В качестве электронодонорного компонента они включают в себя: поли(3-гексилтиофен) или полисилоксан карбазол, или полианилин, или полиэтилен оксид, или поли(1-метокси-4-(2,5-фенилен-винилен)), полииндол, поливинил карбазол, или поливинил-пиридо-диазин, или поливинил-нафталин-изотиазол, полифенилен сульфид, поливинил-пиридин, политиофен, полифлуорен, полипиридин, а в качестве электроноакцепторного компонента - фуллерены, CdSe наночастицы, углеродные нанотрубки, наностержни, нанопроволоки. Основным недостатком известной композиции является ее дисперсносность, что приводит к непостоянству и неоднородности состава. Кроме того, данная композиция нечувствительна к излучению в ближнем ИК диапазоне.Closest to this invention are compositions for creating organic photovoltaic cells proposed in the patent: "Conductive polymeric ink composition and organic solar cell containing the same" / M-K. Kim, J.-N. Kim, J-H. Yoo, J.-N. Seong, N.-K. Lee (LG Chem, LTD.), Patent cooperation treaty application, No. WO 13169087 (publication date of the application: November 14, 2013). These compositions contain electron donor and electron withdrawing components. As an electron donor component, they include: poly (3-hexylthiophene) or polysiloxane carbazole, or polyaniline, or polyethylene oxide, or poly (1-methoxy-4- (2,5-phenylene-vinylene)), polyindole, polyvinyl carbazole or polyvinyl-pyrido-diazine or polyvinyl-naphthalene-isothiazole, polyphenylene sulfide, polyvinyl-pyridine, polythiophene, polyfluorene, polypyridine, and as an electron-withdrawing component are fullerenes, CdSe nanoparticles, carbon nanotubes, nanorods. The main disadvantage of the known composition is its dispersion, which leads to inconstancy and heterogeneity of the composition. In addition, this composition is insensitive to radiation in the near infrared range.

Была поставлена задача создания такой композиции, которая была бы лишена указанных недостатков, в частности образовывала однородные растворы и имела поглощение в диапазоне длин волн от 300-2500 нм.The task was to create such a composition that would be devoid of these drawbacks, in particular, formed homogeneous solutions and had absorption in the wavelength range from 300-2500 nm.

Данная задача решалась настоящим изобретением. В композиции для создания органических фотогальванических элементов, включающей электронодонорный и электроноакцепторный компоненты, согласно изобретению, в качестве электронодонорного компонента она содержит моно- или полиядерные фталоцианин или нафталоцианин, или их металлокомплексы планарного или сэндвичевого строения, а в качестве электроноакцепторного компонента она содержит поли[2-метокси-5-(2-этилгексилокси)-1,4-фениленвинилен] (МЕН-PPV) структуры:This problem was solved by the present invention. In the composition for creating organic photovoltaic cells, including the electron donor and electron withdrawing components, according to the invention, it contains mononuclear or polynuclear phthalocyanine or naphthalocyanine, or their metal complexes of planar or sandwich structure, and it contains poly as an electron withdrawing component [2- methoxy-5- (2-ethylhexyloxy) -1,4-phenylenevinylene] (MEN-PPV) structures:

Figure 00000001
Figure 00000001

Figure 00000002
Figure 00000002

при следующем соотношении компонентов (мас.%):in the following ratio of components (wt.%):

электронодонорная часть: 1-5%,electron donor part: 1-5%,

электроноакцепторная часть: 99-95%.electron withdrawing part: 99-95%.

В качестве электронодонорного компонента композиция предпочтительно содержит замещенные монофталоцианины и их металлокомплексы структурыAs an electron donor component, the composition preferably contains substituted monophthalocyanines and their metal complexes structures

Figure 00000003
, где R=R′=Et, М=НН; или R=Н, R′=tBu, М=НН или R=R′=Bu, М=НН; или R=R′=Ph, М=Mg, Zn, Со, Ni, Cu; или R=Н, R′=tBu, М=Mg, Zn, Со, Ni, Cu, AlCl; или R=R′=Н, Et, Bu, Cl; М=EuOAc, ErOAc, LuOAc;
Figure 00000003
where R = R ′ = Et, M = HH; or R = H, R ′ = tBu, M = HH or R = R ′ = Bu, M = HH; or R = R ′ = Ph, M = Mg, Zn, Co, Ni, Cu; or R = H, R ′ = tBu, M = Mg, Zn, Co, Ni, Cu, AlCl; or R = R ′ = H, Et, Bu, Cl; M = EuOAc, ErOAc, LuOAc;

или нафталоцианины и их металлокомплексы структурыor naphthalocyanines and their metal complexes structures

Figure 00000004
, где R=R′=Ph, М=Mg; или R=Н, R′=tBu, М=Mg.
Figure 00000004
where R = R ′ = Ph, M = Mg; or R = H, R ′ = tBu, M = Mg.

Предпочтительно в качестве электронодонорного компонента композиция содержит арил- или алкилзамещенные би- и полиядерные фталоцианины или их металлокомплексы структуры:Preferably, as an electron-donating component, the composition contains aryl or alkyl substituted bi- and polynuclear phthalocyanines or their metal complexes of the structure:

Figure 00000005
, где R=Н, R′=tBu, М=НН, n=1; или R=Н, R′=tBu, М=Mg, n=1; или R=Н, R′=tBu, М=Zn, n=1; или R=R′=Bu, М=НН, n=1; или R=R′=Bu, М=Mg, n=1; или R=R′=Bu, М=Zn, n=1; R=Н, R′=tBu, М=НН, n=2; или R=Н, R′=tBu, М=Mg, n=2; или R=R′=Ph, М=Mg, n=1; или R=R′=Ph, М=Mg, n=2;
Figure 00000005
where R = H, R ′ = tBu, M = HH, n = 1; or R = H, R ′ = tBu, M = Mg, n = 1; or R = H, R ′ = tBu, M = Zn, n = 1; or R = R ′ = Bu, M = HH, n = 1; or R = R ′ = Bu, M = Mg, n = 1; or R = R ′ = Bu, M = Zn, n = 1; R = H, R ′ = tBu, M = HH, n = 2; or R = H, R ′ = tBu, M = Mg, n = 2; or R = R ′ = Ph, M = Mg, n = 1; or R = R ′ = Ph, M = Mg, n = 2;

илиor

Figure 00000006
, где n=1 или 2;
Figure 00000006
where n = 1 or 2;

илиor

Figure 00000007
, где R=R′=Н, PrO, Bu; или R=Н, R′=tBu; М=Mg, Zn, Со, Ni, Cu.
Figure 00000007
where R = R ′ = H, PrO, Bu; or R = H, R ′ = t Bu; M = Mg, Zn, Co, Ni, Cu.

Предпочтительно в качестве электронодонорного компонента композиция содержит фтало- или нафталоцианины лантанидов сэндвичевого строения структурыPreferably, as an electron-donating component, the composition contains phthalo- or naphthalocyanines of sandwich lanthanides

Figure 00000008
, где Ln=Eu, Dy, Er, Lu; R=R′=Et, Bu; или R=Н, R′=tBu;
Figure 00000008
where Ln = Eu, Dy, Er, Lu; R = R ′ = Et, Bu; or R = H, R ′ = t Bu;

илиor

Figure 00000009
, где Ln=Eu, Dy, Er, Lu; R=Ph, PhO;
Figure 00000009
where Ln = Eu, Dy, Er, Lu; R = Ph, PhO;

илиor

Figure 00000010
, где Ln=Eu, Lu; R=Н, Cl;
Figure 00000010
where Ln = Eu, Lu; R = H, Cl;

илиor

Figure 00000011
, где Ln=Lu;
Figure 00000011
where Ln = Lu;

илиor

Figure 00000012
, где Ln=Eu, Er, Lu; R=Et, Bu;
Figure 00000012
where Ln = Eu, Er, Lu; R = Et, Bu;

илиor

Figure 00000013
, где R=R′=Bu; или R=Н, R′=tBu; R1=Н, Cl, Bu;
Figure 00000013
where R = R ′ = Bu; or R = H, R ′ = t Bu; R 1 = H, Cl, Bu;

илиor

Figure 00000014
, где R=Cl, Bu;
Figure 00000014
where R = Cl, Bu;

илиor

Figure 00000015
, где R=R′=Bu; или R=Н, R′=tBu; X=Н, СН2ОН; Ln=Eu, Lu;
Figure 00000015
where R = R ′ = Bu; or R = H, R ′ = t Bu; X = H, CH 2 OH; Ln = Eu, Lu;

илиor

Figure 00000016
Figure 00000016

илиor

Figure 00000017
, где R=R′=Bu; или R=Н, R′=tBu; M=2H, LuOAc; Ln=Eu, Lu;
Figure 00000017
where R = R ′ = Bu; or R = H, R ′ = t Bu; M = 2H, LuOAc; Ln = Eu, Lu;

илиor

Figure 00000018
, где Ln=Eu, Dy, Lu;
Figure 00000018
where Ln = Eu, Dy, Lu;

илиor

Figure 00000019
, где R=R′′=Н; R′′′=tBu;
Figure 00000019
where R = R ′ ′ = H; R ′ ′ ′ = t Bu;

илиor

Figure 00000020
Figure 00000020

Проводящие свойства предлагаемых композиционных материалов обеспечиваются полианилином или одностенными углеродными нанотрубками. В качестве источников излучения использованы лазеры и светодиоды УФ, видимого и ближнего ИК диапазонов, а для фиксации (индикации) отклика фотовольтаических составов - универсальные высокоточные источники-измерители, осциллографы, а также датчики со световым или звуковым сигналом.The conductive properties of the proposed composite materials are provided by polyaniline or single-walled carbon nanotubes. Lasers and LEDs of the UV, visible and near infrared ranges were used as radiation sources, and universal high-precision measuring sources, oscilloscopes, and sensors with a light or sound signal were used to record (indicate) the response of photovoltaic compositions.

Заявленная композиция на основе фталоцианинов и их аналогов чувствительна к электромагнитному излучению УФ, видимого и ближнего ИК диапазонов и способна к генерации электрического тока (ЭДС) при его воздействии. Важным является то, что при воздействии на поверхность, на которую нанесена электропроводящая композиция на основе фталоцианинов сигнала видимого, ультрафиолетового или ближнего инфракрасного излучения, композиция способна сгенерировать электрический сигнал. При этом более предпочтительным является излучение ближнего ИК диапазона, что позволяет использовать заявленные композиции в дневное время.The claimed composition based on phthalocyanines and their analogues is sensitive to electromagnetic radiation from UV, visible and near infrared ranges and is capable of generating an electric current (EMF) when exposed to it. It is important that when exposed to a surface on which an electrically conductive composition based on phthalocyanines is applied a signal of visible, ultraviolet or near infrared radiation, the composition is capable of generating an electrical signal. At the same time, near-infrared radiation is more preferred, which allows the use of the claimed compositions in the daytime.

Важной особенностью заявленного изобретения является то, что при его использовании необходимо наличие датчиков, способных реагировать на возникающий электрический ток. Например, может загораться электрическая лампочка или светодиод.An important feature of the claimed invention is that when using it, it is necessary to have sensors capable of responding to the emerging electric current. For example, a light bulb or LED may light up.

Для обеспечения связи между датчиком и заявляемой композицией, чувствительной к электромагнитному излучению и способной генерировать ЭДС при его воздействии в наибольшей степени удовлетворяют электропроводящие полимеры или электропроводящие полимерные композиции. В качестве гибкой подложки можно использовать ткань, в частности текстильную. Она способна к сохранению гибких свойств после покрытия составами электропроводящих полимеров на основе фталоцианинов и их аналогов и пригодна для размещения на людях, животных или неодушевленных предметах.To ensure the connection between the sensor and the claimed composition, sensitive to electromagnetic radiation and capable of generating EMF upon its exposure, electrically conductive polymers or electrically conductive polymer compositions are most satisfied. As a flexible substrate, you can use fabric, in particular textile. It is capable of maintaining flexible properties after coating with compositions of electrically conductive polymers based on phthalocyanines and their analogues and is suitable for placement on humans, animals or inanimate objects.

Для достижения фотогальванического эффекта предпочтительным является использование лазерного излучения, при этом для детектирования (индикации) отклика наиболее перспективными представляются устройства, излучающие свет видимого диапазона (лампочки, фотодиоды).To achieve the photovoltaic effect, it is preferable to use laser radiation, while devices that emit visible light (bulbs, photodiodes) appear to be the most promising for detecting (indicating) the response.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.The invention is illustrated by the following examples.

Пример 1.Example 1

Готовят насыщенный раствор в хлористом метилене (или тетрагидрофуране, толуоле), содержащий МЕН-РРV и замещенные монофтало- или нафталоцианины, структурыA saturated solution is prepared in methylene chloride (or tetrahydrofuran, toluene) containing MEN-PPV and substituted monophthalo or naphthalocyanines, structures

Figure 00000021
, где R=R′=Et, М=НН; или R=Н, R′=tBu, М=НН или R=R′=Bu, М=НН; или R=R′=Ph, М=Mg, Zn, Со, Ni, Cu; или R=Н, R′=tBu, М=Mg, Zn, Со, Ni, Cu, AlCl; или R=R′=Н, Et, Bu, Cl; М=EuOAc, ErOAc, LuOAc;
Figure 00000021
where R = R ′ = Et, M = HH; or R = H, R ′ = tBu, M = HH or R = R ′ = Bu, M = HH; or R = R ′ = Ph, M = Mg, Zn, Co, Ni, Cu; or R = H, R ′ = tBu, M = Mg, Zn, Co, Ni, Cu, AlCl; or R = R ′ = H, Et, Bu, Cl; M = EuOAc, ErOAc, LuOAc;

илиor

Figure 00000022
, где R=R′=Ph, М=Mg; или R=Н, R′=tBu, М=Mg или их металлокомплексов.
Figure 00000022
where R = R ′ = Ph, M = Mg; or R = H, R ′ = tBu, M = Mg or their metal complexes.

Композицию подвергают высушиванию, таким образом получается смесь компонентов в массовом соотношении: 99% - МЕН-PPV и 1%-фталоцианина.The composition is dried, thus obtaining a mixture of components in a mass ratio: 99% - MEN-PPV and 1% phthalocyanine.

Пример 2.Example 2

Композицию готовили как в примере 1, но вместо замещенных монофтало- или нафталоцианинов или их металлокомплексов использовали арил- или алкилзамещенные би- и полиядерные фталоцианины, или их металлокомплексы структуры:The composition was prepared as in example 1, but instead of substituted monophthalo or naphthalocyanines or their metal complexes, aryl or alkyl substituted bi and polynuclear phthalocyanines or their metal complexes of the structure were used:

Figure 00000023
, где R=Н, R′=tBu, М=НН, n=1; или R=Н, R′=tBu, М=Mg, n=1; или R=Н, R′=tBu, М=Zn, n=1; или R=R′=Bu, М=НН, n=1; или R=R′=Bu, М=Mg, n=1; или R=R′=Bu, М=Zn, n=1; R=Н, R′=tBu, М=НН, n=2; или R=Н, R′=tBu, М=Mg, n=2; или R=R′=Ph, М=Mg, n=1; или R=R′=Ph, М=Mg; n=2;
Figure 00000023
where R = H, R ′ = tBu, M = HH, n = 1; or R = H, R ′ = tBu, M = Mg, n = 1; or R = H, R ′ = tBu, M = Zn, n = 1; or R = R ′ = Bu, M = HH, n = 1; or R = R ′ = Bu, M = Mg, n = 1; or R = R ′ = Bu, M = Zn, n = 1; R = H, R ′ = tBu, M = HH, n = 2; or R = H, R ′ = tBu, M = Mg, n = 2; or R = R ′ = Ph, M = Mg, n = 1; or R = R ′ = Ph, M = Mg; n is 2;

илиor

Figure 00000024
, где n=1 или 2;
Figure 00000024
where n = 1 or 2;

илиor

Figure 00000025
, где R=R′=Н, PrO, Bu; или R=Н, R′=tBu; М=Mg, Zn, Со, Ni, Cu, в массовом соотношении: 95% - МЕН-PPV и 5% - фталоцианина.
Figure 00000025
where R = R ′ = H, PrO, Bu; or R = H, R ′ = t Bu; M = Mg, Zn, Co, Ni, Cu, in a mass ratio: 95% - MEN-PPV and 5% - phthalocyanine.

Пример 3.Example 3

Композицию готовили как в примере 1, но вместо замещенных монофтало или нафталоцианинов или их металлокомплексов использовали фтало- или нафталоцианины лантанидов сэндвичевого строения структурыThe composition was prepared as in example 1, but instead of substituted monophthalo or naphthalocyanines or their metal complexes, phthalo or naphthalocyanines of sandwich lanthanides were used.

Figure 00000026
, где Ln=Eu, Dy, Er, Lu; R=R′=Et, Bu; или R=Н, R′=tBu;
Figure 00000026
where Ln = Eu, Dy, Er, Lu; R = R ′ = Et, Bu; or R = H, R ′ = t Bu;

илиor

Figure 00000027
, где Ln=Eu, Dy, Er, Lu; R=Ph, PhO;
Figure 00000027
where Ln = Eu, Dy, Er, Lu; R = Ph, PhO;

илиor

Figure 00000028
, где Ln=Eu, Lu; R=Н, Cl;
Figure 00000028
where Ln = Eu, Lu; R = H, Cl;

илиor

Figure 00000029
, где Ln=Lu;
Figure 00000029
where Ln = Lu;

илиor

Figure 00000030
, где Ln=Eu, Er, Lu; R=Et, Bu;
Figure 00000030
where Ln = Eu, Er, Lu; R = Et, Bu;

илиor

Figure 00000031
, где R=R′=Bu; или R=Н, R′=tBu; R1=Н, Cl, Bu;
Figure 00000031
where R = R ′ = Bu; or R = H, R ′ = t Bu; R 1 = H, Cl, Bu;

илиor

Figure 00000032
, где R=Cl, Bu;
Figure 00000032
where R = Cl, Bu;

илиor

Figure 00000033
, где R=R′=Bu; или R=Н, R′=tBu; X=Н, CH2OH; Ln=Eu, Lu;
Figure 00000033
where R = R ′ = Bu; or R = H, R ′ = t Bu; X = H, CH 2 OH; Ln = Eu, Lu;

илиor

Figure 00000034
Figure 00000034

илиor

Figure 00000035
, где R=R′=Bu; или R=Н, R′=tBu; М=2Н, LuOAc; Ln=Eu, Lu;
Figure 00000035
where R = R ′ = Bu; or R = H, R ′ = t Bu; M = 2H, LuOAc; Ln = Eu, Lu;

илиor

Figure 00000036
, где Ln=Eu, Dy, Lu;
Figure 00000036
where Ln = Eu, Dy, Lu;

илиor

Figure 00000037
, где R=R′′=Н; R′′′=tBu;
Figure 00000037
where R = R ′ ′ = H; R ′ ′ ′ = t Bu;

илиor

Figure 00000038
, в массовом соотношении: 98% - МЕН-PPV и 2% - фталоцианина.
Figure 00000038
, in a mass ratio: 98% - MEN-PPV and 2% - phthalocyanine.

Пример 4.Example 4

Композицию готовили как в примере 1, но дополнительно добавляли одностенные нанотрубки (SWCNT, Aldrich) (концентрация в интервале 0.1-5 мас. %).The composition was prepared as in example 1, but single-walled nanotubes (SWCNT, Aldrich) were additionally added (concentration in the range 0.1-5 wt.%).

Пример 5.Example 5

Композицию готовили как в примере 1, но дополнительно добавляли полианилин (концентрация в интервале 0.1-5 мас. %).The composition was prepared as in example 1, but additionally added polyaniline (concentration in the range of 0.1-5 wt.%).

Одностенные нанотрубки (SWCNT, Aldrich) и полианилин использовали в примерах 4 и 5 для улучшения их проводящих свойств.Single-walled nanotubes (SWCNT, Aldrich) and polyaniline were used in examples 4 and 5 to improve their conductive properties.

Композиции, полученные в примерах 1-5, использовались следующим образом:The compositions obtained in examples 1-5 were used as follows:

1. Композиция наносилась методом полива на слой ткани (текстильной, парашютной, «Болонья» и т.д.), предварительно покрытый слоем материала катода.1. The composition was applied by watering on a layer of fabric (textile, parachute, Bologna, etc.), previously coated with a layer of cathode material.

2. Композиция наносилась методом полива на твердую поверхность (стекло, керамика, пластик (гибкий полимер)), предварительно покрытый слоем материала электрода.2. The composition was applied by watering on a solid surface (glass, ceramic, plastic (flexible polymer)), previously coated with a layer of electrode material.

В обоих методах после высыхания поверхность композиции покрывали сеткой Ag пасты («Контактол»), или прозрачным ПО электродом (жестким - на стекле или гибким - на полимерном носителе).In both methods, after drying, the surface of the composition was covered with an Ag paste network (Kontaktol), or with a transparent PO electrode (hard - on glass or flexible - on a polymer carrier).

При контакте лазерного излучения с материалом композиции фиксировали отклик в виде повышения напряжения (измеряется в нВ и % от начального (фонового) приборного напряжения):Upon contact of the laser radiation with the composition material, the response was recorded in the form of an increase in voltage (measured in nV and% of the initial (background) instrument voltage):

ОБРАЗЕЦ 1SAMPLE 1

Состав:Structure:

Пластик/графит, паста («Контактол»)/МЕН-PPV:tBuPcAlCl/Ag паста («Контактол»), где tBuPcAlCl имеет структуру:Plastic / graphite, paste (“Contactol”) / MEN-PPV: tBuPcAlCl / Ag paste (“Contactol”), where tBuPcAlCl has the structure:

Figure 00000039
, где R=Н, R′=tBu, М=AlCl.
Figure 00000039
where R = H, R ′ = tBu, M = AlCl.

Отклик:Response:

0) шумовое значение - 30 нВ;0) noise value - 30 nV;

1) красный лазер:1) red laser:

макс, значение - 200 нВ (570%);max, value - 200 nV (570%);

скорость нарастания - около 20 нВ/с (67%) [107 нВ за 5 с (260%)];slew rate - about 20 nV / s (67%) [107 nV for 5 s (260%)];

2) синий лазер:2) blue laser:

макс. значение - 190 нВ (530%));Max. value - 190 nV (530%));

скорость нарастания - около 35 нВ/с (120%) [98 нВ за 5 с (220%)];slew rate - about 35 nV / s (120%) [98 nV for 5 s (220%)];

3) синий светодиод:3) blue LED:

макс. значение - 140 нВ (370%о);Max. value - 140 nV (370% o);

скорость нарастания - около 18 нВ/с (60%) [90 нВ за 5 с (200%)].slew rate - about 18 nV / s (60%) [90 nV for 5 s (200%)].

Расстояние от контакта: 2.5 см.Contact distance: 2.5 cm.

Время полной релаксации: менее 10 с.Complete relaxation time: less than 10 s.

ОБРАЗЕЦ 2SAMPLE 2

Состав:Structure:

Ткань текстиль/SWCNT (Aldrich)/МЕН-PPV:tBuPcAlCl/Ag паста («Контактол»)Textile fabric / SWCNT (Aldrich) / MEN-PPV: tBuPcAlCl / Ag paste (Kontaktol)

Отклик:Response:

0) шумовое значение - 25 нВ;0) noise value - 25 nV;

1) красный лазер:1) red laser:

макс. значение - 215 нВ (760%);Max. value - 215 nV (760%);

скорость нарастания - около 18 нВ/с (72%) [90 нВ за 5 с (260%)];slew rate - about 18 nV / s (72%) [90 nV for 5 s (260%)];

2) синий лазер:2) blue laser:

макс. значение - 120 нВ (380%);Max. value - 120 nV (380%);

скорость нарастания - около 30 нВ/с (120%) [101 нВ за 5 с (300%)];slew rate - about 30 nV / s (120%) [101 nV for 5 s (300%)];

3) синий светодиод:3) blue LED:

макс. значение - 180 нВ (620%);Max. value - 180 nV (620%);

скорость нарастания - около 24 нВ/с (96%) [120 нВ за 5 с (380%)].slew rate - about 24 nV / s (96%) [120 nV for 5 s (380%)].

Расстояние от контакта: 3 см.Contact distance: 3 cm.

Время полной релаксации: менее 10 с.Complete relaxation time: less than 10 s.

ОБРАЗЕЦ 3SAMPLE 3

Состав:Structure:

Ткань клеенч./SWCNT, (Aldrich)/МЕН-PPV:tBuPcAlCl/полианилин/Ag паста («Контактол»)Oilcloth fabric / SWCNT, (Aldrich) / MEN-PPV: tBuPcAlCl / polyaniline / Ag paste (“Contactol”)

Отклик:Response:

0) шумовое значение - 35 нВ;0) noise value - 35 nV;

1) красный лазер:1) red laser:

макс. значение - 350 нВ (900%);Max. value - 350 nV (900%);

скорость нарастания - около 30 нВ/с (86%) [150 нВ за 5 с (330%)];slew rate - about 30 nV / s (86%) [150 nV for 5 s (330%)];

2) синий лазер:2) blue laser:

мак. значение - 105 нВ (200%);poppy. value - 105 nV (200%);

скорость нарастания - около 15 нВ/с (43%) [72 нВ за 5 с (110%)];slew rate - about 15 nV / s (43%) [72 nV for 5 s (110%)];

3) синий светодиод:3) blue LED:

макс. значение - 210 нВ (500%);Max. value - 210 nV (500%);

скорость нарастания - около 25 нВ/с (71%) [110 нВ за 5 с (214%)].slew rate - about 25 nV / s (71%) [110 nV for 5 s (214%)].

Расстояние от контакта: 1.75 см.Contact distance: 1.75 cm.

Время полной релаксации: менее 10 с.Complete relaxation time: less than 10 s.

Измерительное оборудованиеMeasuring equipment

1. Универсальный высокоточный источник-измеритель: Keithley 2612А System Sourcemeter;1. Universal high-precision source meter: Keithley 2612A System Sourcemeter;

2. Красный лазер (650 нм);2. Red laser (650 nm);

3. Синий лазер (405 нм, 20 мВт);3. Blue laser (405 nm, 20 mW);

4. Синий светодиод (450 нм, 100 мВт полной мощности).4. Blue LED (450 nm, 100 mW full power).

Полученный отклик указывает на возможность использования данной композиции для органических фотогальванических элементов.The resulting response indicates the possibility of using this composition for organic photovoltaic cells.

Claims (4)

1. Композиция для создания органических фотогальванических элементов, включающая электронодонорный компонент и электроноакцепторный компонент, отличающаяся тем, что в качестве электронодонорного компонента она содержит моно или полиядерные фталоцианин или нафталоцианин или их металлокомплексы планарного или сэндвичевого строения, а в качестве электроноакцепторного компонента - поли[2-метокси-5-(2-этилгексилокси)-1,4-фениленвинилен], структуры:
Figure 00000040

Figure 00000041

при следующем соотношении компонентов, мас.%:
электронодонорная часть: 1-5%,
электроноакцепторная часть: 99-95%.
1. A composition for creating organic photovoltaic cells, including an electron-donating component and an electron-withdrawing component, characterized in that it contains mono or polynuclear phthalocyanine or naphthalocyanine or their metal complexes of planar or sandwich structure, and as an electron-withdrawing component, poly [2- methoxy-5- (2-ethylhexyloxy) -1,4-phenylenevinylene], structures:
Figure 00000040

Figure 00000041

in the following ratio of components, wt.%:
electron donor part: 1-5%,
electron withdrawing part: 99-95%.
2. Композиция по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве электронодонорного компонента она содержит замещенные монофталоцианины и их металлокомплексы структуры:
Figure 00000042
, где R=R′=Et, М=НН; или R=Н, R′=tBu, М=НН или R=R′=Bu, М=НН; или R=R′=Ph, М=Mg, Zn, Со, Ni, Cu; или R=Н, R′=tBu, М=Mg, Zn, Со, Ni, Cu, AlCl; или R=R′=Н, Et, Bu, Cl; М=EuOAc, ErOAc, LuOAc;
или нафталоцианины и их металлокомплексы структуры:
Figure 00000043
, где R=R′=Ph, М=Mg; или R=Н, R′=tBu, М=Mg.
2. The composition according to p. 1, characterized in that as an electron-donating component it contains substituted monophthalocyanines and their metal complexes of the structure:
Figure 00000042
where R = R ′ = Et, M = HH; or R = H, R ′ = tBu, M = HH or R = R ′ = Bu, M = HH; or R = R ′ = Ph, M = Mg, Zn, Co, Ni, Cu; or R = H, R ′ = tBu, M = Mg, Zn, Co, Ni, Cu, AlCl; or R = R ′ = H, Et, Bu, Cl; M = EuOAc, ErOAc, LuOAc;
or naphthalocyanines and their metal complexes structures:
Figure 00000043
where R = R ′ = Ph, M = Mg; or R = H, R ′ = tBu, M = Mg.
3. Композиция по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве электронодонорного компонента она содержит арил- или алкилзамещенные би- и полиядерные фталоцианины или их металлокомплексы структуры:
Figure 00000044
, где R=Н, R′=tBu, М=НН, n=1; или R=Н, R′=tBu, М=Mg, n=1; или R=Н, R′=tBu, М=Zn, n=1; или R=R′=Bu, М=НН, n=1; или R=R′=Bu, М=Mg, n=1; или R=R′=Bu, М=Zn, n=1; R=Н, R′=tBu, М=НН, n=2; или R=Н, R′=tBu, М=Mg, n=2; или R=R′=Ph, М=Mg, n=1; или R=R′=Ph, М=Mg, n=2;
или
Figure 00000045
, где n=1 или 2;
или
Figure 00000046
, где R=R′=Н, PrO, Bu; или R=Н, R′=tBu; М=Mg, Zn, Со, Ni, Cu.
3. The composition according to p. 1, characterized in that as an electron-donating component it contains aryl or alkyl substituted bi- and polynuclear phthalocyanines or their metal complexes of the structure:
Figure 00000044
where R = H, R ′ = tBu, M = HH, n = 1; or R = H, R ′ = tBu, M = Mg, n = 1; or R = H, R ′ = tBu, M = Zn, n = 1; or R = R ′ = Bu, M = HH, n = 1; or R = R ′ = Bu, M = Mg, n = 1; or R = R ′ = Bu, M = Zn, n = 1; R = H, R ′ = tBu, M = HH, n = 2; or R = H, R ′ = tBu, M = Mg, n = 2; or R = R ′ = Ph, M = Mg, n = 1; or R = R ′ = Ph, M = Mg, n = 2;
or
Figure 00000045
where n = 1 or 2;
or
Figure 00000046
where R = R ′ = H, PrO, Bu; or R = H, R ′ = t Bu; M = Mg, Zn, Co, Ni, Cu.
4. Композиция по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве электронодонорного компонента она содержит фтало- или нафталоцианины лантанидов сэндвичевого строения структуры:
Figure 00000047
, где Ln=Eu, Dy, Er, Lu; R=R′=Et, Bu; или R=Н, R′=tBu;
или
Figure 00000009
, где Ln=Eu, Dy, Er, Lu; R=Ph, PhO;
или
Figure 00000048
, где Ln=Eu, Lu; R=Н, Cl;
или
Figure 00000049
, где Ln=Lu;
или
Figure 00000050
, где Ln=Eu, Er, Lu; R=Et, Bu;
или
Figure 00000051
, где R=R′=Bu; или R=Н, R′=tBu; R1=Н, Cl, Bu;
или
Figure 00000052
,
Figure 00000053
, где R=Cl, Bu;
или
Figure 00000054
,
Figure 00000055
, где R=R′=Bu; или R=Н, R′=tBu; X=Н, СН2ОН; Ln=Eu, Lu;
или
Figure 00000056
;
или
Figure 00000057
, где R=R′=Bu; или R=Н, R′=tBu; М=2Н, LuOAc; Ln=Eu, Lu;
или
Figure 00000058
, где Ln=Eu, Dy, Lu;
или
Figure 00000059
, где R=R′′=Н; R′′′=tBu;
или
Figure 00000060
.
4. The composition according to p. 1, characterized in that as an electron-donating component it contains phthalo- or naphthalocyanines of lanthanides of a sandwich structure structure:
Figure 00000047
where Ln = Eu, Dy, Er, Lu; R = R ′ = Et, Bu; or R = H, R ′ = t Bu;
or
Figure 00000009
where Ln = Eu, Dy, Er, Lu; R = Ph, PhO;
or
Figure 00000048
where Ln = Eu, Lu; R = H, Cl;
or
Figure 00000049
where Ln = Lu;
or
Figure 00000050
where Ln = Eu, Er, Lu; R = Et, Bu;
or
Figure 00000051
where R = R ′ = Bu; or R = H, R ′ = t Bu; R 1 = H, Cl, Bu;
or
Figure 00000052
,
Figure 00000053
where R = Cl, Bu;
or
Figure 00000054
,
Figure 00000055
where R = R ′ = Bu; or R = H, R ′ = t Bu; X = H, CH 2 OH; Ln = Eu, Lu;
or
Figure 00000056
;
or
Figure 00000057
where R = R ′ = Bu; or R = H, R ′ = t Bu; M = 2H, LuOAc; Ln = Eu, Lu;
or
Figure 00000058
where Ln = Eu, Dy, Lu;
or
Figure 00000059
where R = R ′ ′ = H; R '''= t Bu;
or
Figure 00000060
.
RU2014106755/04A 2014-02-24 2014-02-24 Composition for producing organic photovoltaic cells based on phthalocyanines and analogues thereof RU2554877C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014106755/04A RU2554877C1 (en) 2014-02-24 2014-02-24 Composition for producing organic photovoltaic cells based on phthalocyanines and analogues thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014106755/04A RU2554877C1 (en) 2014-02-24 2014-02-24 Composition for producing organic photovoltaic cells based on phthalocyanines and analogues thereof

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2554877C1 true RU2554877C1 (en) 2015-06-27

Family

ID=53498684

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014106755/04A RU2554877C1 (en) 2014-02-24 2014-02-24 Composition for producing organic photovoltaic cells based on phthalocyanines and analogues thereof

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2554877C1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011148176A2 (en) * 2010-05-25 2011-12-01 The Solar Press Uk Ltd Photovoltaic modules
CN102693841A (en) * 2011-03-21 2012-09-26 海洋王照明科技股份有限公司 Solar cell device and manufacturing method thereof
WO2013169087A1 (en) * 2012-05-11 2013-11-14 주식회사 엘지화학 Conductive polymeric ink composition and organic solar cell containing same

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011148176A2 (en) * 2010-05-25 2011-12-01 The Solar Press Uk Ltd Photovoltaic modules
CN102693841A (en) * 2011-03-21 2012-09-26 海洋王照明科技股份有限公司 Solar cell device and manufacturing method thereof
WO2013169087A1 (en) * 2012-05-11 2013-11-14 주식회사 엘지화학 Conductive polymeric ink composition and organic solar cell containing same

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
OKU T. et al, Formation and characterization of MEH-PPV/PCBM-based bulk heterojunction solar cells, Journal of Ceramic Processing Research, 2008, v. 9, No. 6, p. 549-552. ПАРАЩУК Д.Ю. и др., Современные фотоэлектрические и фотохимические методы преобразования солнечной энергии, Рос. хим. ж. (Ж. Рос. хим. об-ва им. Д.И. Менделеева), 2008, т. LII, N 6, с. 107-117 *
OU Y. et al, Organic solar cells with improved spectral coverage based on copper phthalocyanine : MEH-PPV : C60 bulk heterojunctions, Nano-Optoelectronics Workshop, 2007, p. 146-147. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Mousavi et al. Fast response ZnO/PVA nanocomposite-based photodiodes modified by graphene quantum dots
Zhang et al. Synthesis and characterization of CdSe nanorods functionalized with regioregular poly (3-hexylthiophene)
JP2011513951A (en) Tandem photovoltaic cell
Mohiuddin et al. Biopolymer composites in photovoltaics and photodetectors
JP2010041022A (en) Photoelectric conversion element
Zafar et al. Organic–inorganic hybrid nanocomposite for enhanced photo-sensing of PFO-DBT: MEH-PPV: PC 71 BM blend-based photodetector
Ma et al. Fabrication of polythiophene–TiO 2 heterojunction solar cells coupled with upconversion nanoparticles
Mitta et al. Gold nanoparticle-embedded DNA thin films for ultraviolet photodetectors
Lee et al. ZnO@ graphene QDs with tuned surface functionalities formed on eco-friendly keratin nanofiber textile for transparent and flexible ultraviolet photodetectors
JPWO2016158698A1 (en) Photoelectric conversion element
Chakraborty et al. Effect of single walled carbon nanotubes on the threshold voltage of dye based photovoltaic devices
RU2554877C1 (en) Composition for producing organic photovoltaic cells based on phthalocyanines and analogues thereof
Lin et al. Diketopyrrolopyrrole derivative functionalized graphene for high performance visible-light photodetectors
US20220130621A1 (en) Hybrid fiber for detection of uv light
US10916720B2 (en) Organic photoelectric conversion device and production method thereof
Kayathri et al. Study on the optoelectronic properties of UV luminescent polymer: ZnO nanoparticles dispersed PANI
CN100582129C (en) Rear modified polyvinyl carbazole material and preparation method and uses thereof
Kim et al. Organic Light-Dependent Resistors with Near Infrared Light-Absorbing Conjugated Polymer Films
Qadir et al. Performance enhancement of NiTsPc based photo sensor using treated TiO 2 NPs film
Kim et al. Performance enhancement of triboelectric nanogenerators via photo-generated carriers using a polymer-perovskite composite
WO2020071223A1 (en) Photoelectric conversion element and manufacturing method thereof
Kausar et al. Graphene quantum dots in high performance nanocomposites—design to phantastic progressions
Kumar et al. Ambient Atmosphere Dependent Photovoltaic Parameters of P3HT: ZnO Based Hybrid Solar Cells
Ibrahim et al. Conjugated Polymer (MEH-PPV: MWCNTs) Organic Nanocomposite for Photodetector Application
Hao et al. Fully Flexible Yarn-Based Phototransistors for UV–Visible Light Detection

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20180225

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20191007