官能化纳米结构和包括光伏器件的器件.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CN106463196A(43)申请公布日2017.02.22(21)申请号201580032244.0戈奇·代乌尔·韩安德烈亚毛拉诺里卡尔多波(22)申请日2015.04.17··安德烈亚·佩莱格里诺(30)优先权数据61/981,5522014.04.18US(74)专利代理机构北京集佳知识产权代理有限公司11227(85)PCT国际申请进入国家阶段日代理人顾晋伟蔡胜有2016.12.15(51)Int.Cl.(86)PCT国际申请的申请数据H01B1/04(2006.01)PCT/US2015/0263792015.04.17H01B1/12(2006.01)(87)PCT国际申请的公布数据WO2015/161203EN2015.10.22(71)申请人麻省理工学院地址美国马萨诸塞州申请人埃尼股份公司(72)发明人蒂莫西·M·斯韦格弗拉迪米尔·布洛维奇权利要求书7页说明书20页附图5页(54)发明名称官能化纳米结构和包括光伏器件的器件(57)摘要本文中描述的实施方案提供了用于各种器件的官能化碳纳米结构，所述器件包括光伏器件(例如，太阳能电池)。在一些情况下，碳纳米结构是经一种或更多种异苯并富烯物类和/或茚满物类取代的富勒烯。包含这样的材料的器件可表现出提高的效率、增加的开路电势、高电子/空穴迁移率和/或低电阻。CN106463196ACN106463196A权利要求书1/7页1.一种器件，包括：组合物，所述组合物包含含有经取代的异苯并富烯基或经取代的茚满基的碳纳米结构；和与所述组合物电化学连通的至少一个电极。2.根据权利要求1所述的器件，其中所述碳纳米结构包含芳香族环的稠合网状结构，所述稠合网状结构任选地包含所述稠合网状结构终止处的边界，其中所述经取代的异苯并富烯基或经取代的茚满基通过所述网状结构的至少一个环原子附接至所述网状结构。3.根据权利要求2所述的器件，其中所述经取代的异苯并富烯基或经取代的茚满基的环原子与所述芳香族环的网状结构的环原子形成共价键。4.根据权利要求2所述的器件，其中所述经取代的异苯并富烯基或经取代的茚满基的两个环原子与所述芳香族环的网状结构的两个环原子形成共价键。5.根据前述权利要求中任一项所述的器件，其中所述碳纳米结构包含两个经取代的异苯并富烯基或两个经取代的茚满基。6.根据前述权利要求中任一项所述的器件，其中所述碳纳米结构包含经环氧化物环取代的茚满基。7.根据前述权利要求中任一项所述的器件，其中所述碳纳米结构为富勒烯、纳米管、石墨烯或石墨。8.根据前述权利要求中任一项所述的器件，其中所述碳纳米结构为单壁纳米管或多壁纳米管。9.根据前述权利要求中任一项所述的器件，其中所述碳纳米结构为富勒烯。10.根据前述权利要求中任一项所述的器件，其中所述经取代的异苯并富烯基或经取代的茚满基被供电子基团取代。11.根据前述权利要求中任一项所述的器件，其中所述经取代的异苯并富烯基或经取代的茚满基被吸电子基团取代。12.根据权利要求3至11中任一项所述的器件，其中所述碳纳米结构包括以下结构，其中：A包含所述碳纳米结构的芳香族环的所述稠合网状结构；并且R1至R8能够相同或不同，并且为氢、羟基、卤素、烷基、杂烷基、烯基、杂烯基、芳基、杂芳基或杂环基，其中任一者任选地被取代，前提条件是R1至R8中的至少一者不为氢；或者，R3和R4连接在一起形成任选地经取代的环。13.根据权利要求12所述的器件，其中R1至R8相同或不同，并且为氢、烷基、杂烷基、烯基、杂烯基、芳基、杂芳基或杂环基，其中任一者任选地被取代，前提条件是R1至R8中的至少2CN106463196A权利要求书2/7页一者不为氢；或者，R3和R4连接在一起形成任选地经取代的环。14.根据权利要求12所述的器件，其中R1和R2各自独立地为烷基。15.根据权利要求12所述的器件，其中R5至R8各自为氢。16.根据权利要求12所述的器件，其中所述碳纳米结构具有如式(I)的结构，其中R1和R2各自为甲基并且R5至R8各自为氢。17.根据权利要求12所述的器件，其中所述碳纳米结构具有如式(II)的结构，其中R1、R2和R5至R8能够相同或不同，并且为氢、羟基、卤素、烷基、杂烷基、烯基、杂烯基、芳基、杂芳基或杂环基，其中任一者任选地被取代，并且R3和R4连接在一起形成环氧化物环。18.根据权利要求12所述的器件，其中所述碳纳米结构具有如式(II)的结构，其中R1和R2各自为甲基，R3和R4连接在一起形成环氧化物环，并且R5至R8各自为氢。19.根据权利要求12至18中任一项所述的器件，其中所述碳纳米结构为富勒烯。20.根据权利要求19所述的器件，其中所述富勒烯为C36、C50、C60、C61、C70、C7