有机光伏电池及其非富勒烯受体.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111712928A(43)申请公布日2020.09.25(21)申请号201880076844.0(74)专利代理机构北京律盟知识产权代理有限(22)申请日2018.11.05责任公司11287代理人高敏(30)优先权数据62/582,2122017.11.06US(51)Int.Cl.H01L31/042(2014.01)(85)PCT国际申请进入国家阶段日H01L51/46(2006.01)2020.05.28C07D495/22(2006.01)(86)PCT国际申请的申请数据C07D519/00(2006.01)PCT/US2018/0592222018.11.05(87)PCT国际申请的公布数据WO2019/090229EN2019.05.09(71)申请人密西根大学董事会地址美国密歇根州(72)发明人S·福里斯特Y·李X·刘权利要求书9页说明书34页附图13页(54)发明名称有机光伏电池及其非富勒烯受体(57)摘要本文中描述了有机光伏电池OPV和其组合物。在一或多个实施例中，带有OPV的活性层的受体包含非富勒烯受体。此类非富勒烯受体可以提供改进的OPV性能特性，诸如改进的功率转换效率、开路电压、填充因子、短路电流和/或外量子效率。非富勒烯受体的一个示例是(4,4,10,10‑四(4‑己基苯基)‑5,11‑(2‑乙基己氧基)‑4,10‑二氢‑二噻吩基[1,2‑b:4,5b′]苯并二噻吩‑2,8‑二基)双(2‑(3‑氧代‑2,3‑二氢茚‑5,6‑二氯‑1‑亚基)丙二腈。CN111712928ACN111712928A权利要求书1/9页1.一种用于太阳能电池的受体，所述受体包括以下结构之一：其中：A和B个别地选自由以下项所组成的群组：每个Ar1个别地选自由以下项所组成的群组：每个Ar2个别地选自由以下项所组成的群组：每个Ar3个别地选自由以下项所组成的群组：2CN111712928A权利要求书2/9页每个Ar4个别地选自由以下项所组成的群组：M1-M4个别地选自由氢、氟、氯、溴、碘、砹和氰基所组成的群组，其中M1-M4中的至少一个为卤素；每个R个别地为C1-C20烃或芳族烃；每个X个别地选自由氧、碳、氢、硫、硒和氮所组成的群组；每个Y个别地选自由以下项所组成的群组：3CN111712928A权利要求书3/9页每个m为从0到10的整数；以及每个n为从0到10的整数。2.根据权利要求1所述的受体，其中每个Ar1为：3.根据权利要求1所述的受体，其中每个Ar3为：4.根据权利要求1所述的受体，其中A或B为：5.根据权利要求1所述的受体，其中Ar4为：6.根据权利要求1所述的受体，其中A或B为：7.根据权利要求1所述的受体，其中M1-M4中的至少一个是氯。8.根据权利要求1所述的受体，其中每个R为2-乙基己基。9.根据权利要求1所述的受体，其中每个R选自由以下项所组成的群组：10.根据权利要求1所述的受体，其中每个Y为：4CN111712928A权利要求书4/9页11.根据权利要求1所述的受体，其中所述受体具有以下结构C1-C11之一：5CN111712928A权利要求书5/9页6CN111712928A权利要求书6/9页12.根据权利要求11所述的受体，其中Z1、Z2和Z3为硫。13.根据权利要求1所述的受体，其中所述受体具有以下结构之一：7CN111712928A权利要求书7/9页8CN111712928A权利要求书8/9页9CN111712928A权利要求书9/9页14.根据权利要求1所述的受体，其中所述受体具有以下结构：15.根据权利要求1到14中任一权利要求所述的受体，其中具有所述受体的所述太阳能电池具有至少11％的功率转换效率。16.根据权利要求1到14中任一权利要求所述的受体，其中具有所述受体的所述太阳能电池具有至少0.7伏的开路电压。17.根据权利要求1到14中任一权利要求所述的受体，其中具有所述受体的所述太阳能电池具有至少70％的填充因子。18.根据权利要求1到14中任一权利要求所述的受体，其中具有所述受体的所述太阳能电池具有在20-25mA/cm2之间的短路电流。19.根据权利要求1到14中任一权利要求所述的受体，其中具有所述受体的所述太阳能电池具有至少75％的外量子效率，如在650-850nm的波长之间所测量的并且提供在400-650nm的波长之间的透明窗。20.根据权利要求1到14中任一权利要求所述的受体，其中所述受体的长度为至少25埃。10CN111712928A说明书1/34页有机光伏电池及其非富勒烯受体[0001]本申请要求于2017年11月6日提交的美国临时申请第62/582,212号的权益，其全部内容通过引用被整体结