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ES2369249T3

Organic photoactive component

Abstract

Organic photoactive component, in particular organic photovoltaic cell, with a contact and a countercontact, as well as an organic zone, which is electrically connected to the contact and the countercontact, a photoactive zone being formed in the organic zone with a photoactive heterounion of volume between an electron-conducting organic material and a hole-conducting organic material and the hole-conducting organic material being formed by oligomers according to one of the following types: - acceptor-donor-acceptor oligomer (oligomer AD-A ') conjugated with an acceptor unit (A) and an additional acceptor unit (A'), which are respectively attached to a donor unit (D), the donor unit (D) being formed as an extended donor block, the donor unit (D) comprising at least two monomers and / or at least eight atoms with a common conjugated π electron system, which are formed by atoms of one or more chemical elements of the following group of elements: C, N, B, P, S, Si and O, and - donor-acceptor-donor oligomer (DA-D 'oligomer) conjugated to a donor unit (D) and an additional donor unit (D'), which are attached, respectively, to an acceptor unit (A), the donor unit (D) and the additional donor unit (D ') being formed, respectively as an extended donor block, the donor unit comprising ( D) and the additional donor unit (D '), respectively, at least two monomers and / or at least eight atoms with a common conjugated π electron system, which are formed by atoms of one or more chemical elements of the following group of elements: C, N, B, P, S, Si me.

ES2369249T3, drawing sheet 1
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15 claims: 15 independent, 0 dependent

  1. 1
    REIVINDICACIONES 1. Componente fotoactivo orgánico, en particular célula fotovoltaica orgánica, con un contacto y un contracontacto, así como una zona orgánica, que está conectada eléctricamente con el contacto y el contracontacto, estando formada en la zona orgánica una zona fotoactiva con una heterounión fotoactiva de volumen entre un material orgánico conductor de electrones y un material orgánico conductor de huecos y estando formado el material orgánico conductor de huecos por oligómeros según uno de los siguientes tipos:- oligómero de aceptor-donante-aceptor (oligómero A-D-A’) conjugado con una unidad de aceptor (A) y una unidad de aceptor adicional (A’), que están unidas, respectivamente, a una unidad de donante (D), estando formada la unidad de donante (D) a modo de bloque de donante extendido, comprendiendo la unidad de donante (D) por lo menos dos monómeros y/o por lo menos ocho átomos con un sistema de electrones π común conjugado, que están formados por átomos de uno o más elementos químicos del siguiente grupo de elementos: C, N, B, P, S, Si y O, y - oligómero de donante-aceptor-donante (oligómero D-A-D’) conjugado con una unidad de donante (D) y una unidad de donante adicional (D’), que están unidas, respectivamente, a una unidad de aceptor (A), estando formadas la unidad de donante (D) y la unidad de donante adicional (D’), respectivamente a modo de bloque de donante extendido, comprendiendo la unidad de donante (D) y la unidad de donante adicional (D’), respectivamente, por lo menos dos monómeros y/o por lo menos ocho átomos con un sistema de electrones π común conjugado, que están formados por átomos de uno o más elementos químicos del siguiente grupo de elementos: C, N, B, P, S, Si y O.
  2. 2
    Componente fotoactivo orgánico, en particular célula fotovoltaica orgánica, con un contacto y un contracontacto, así como una zona orgánica que está conectada eléctricamente con el contacto y el contracontacto, estando formada en la zona orgánica una zona fotoactiva con una heterounión fotoactiva de volumen entre un material orgánico conductor de electrones y un material orgánico conductor de huecos y estando formado el material orgánico conductor de huecos por oligómeros según uno de los siguientes tipos:- oligómero de aceptor-donante-aceptor (oligómero A-D-A’) conjugado con una unidad de aceptor (A) y una unidad de aceptor adicional (A’), que están unidas, respectivamente, a una unidad de donante (D), estando formadas la unidad de aceptor (A) y la unidad de aceptor adicional (A’) a modo de bloque de aceptor extendido, comprendiendo la unidad de aceptor (A) y la unidad de aceptor adicional (A’), respectivamente, por lo menos dos monómeros y/o por lo menos ocho átomos con un sistema de electrones π común conjugados, que están formados por átomos de uno o más elementos químicos del siguiente grupo de elementos: C, N, B, P, S, Si y O, y - oligómero de donante-aceptor-donante (oligómero D-A-D’) conjugado con una unidad de donante (D) y una unidad de donante adicional (D’), que están unidas, respectivamente, a una unidad de aceptor (A), estando formada la unidad de aceptor (A) a modo de bloque de aceptor extendido, comprendiendo la unidad de aceptor (A) por lo menos dos monómeros y/o por lo menos ocho átomos con un sistema de electrones π común conjugado, que están formados por átomos de uno o más elementos químicos del siguiente grupo de elementos: C, N, B, P, S, Si y O.
  3. 3
    Componente fotoactivo orgánico, en particular célula fotovoltaica orgánica, con un contacto y un contracontacto, así como una zona orgánica que está conectada eléctricamente con el contacto y el contracontacto, estando formada en la zona orgánica una zona fotoactiva con una heterounión fotoactiva plana entre un material orgánico conductor de electrones y un material orgánico conductor de huecos, estando formada la interfase entre el material orgánico conductor de electrones y el material orgánico conductor de huecos como una zona sustancialmente continua entre dos zonas de materiales, es decir, una zona constituida por el material orgánico conductor de electrones y una zona constituida por el material orgánico conductor de huecos y estando formado el material orgánico conductor de electrones y/o el material orgánico conductor de huecos por oligómeros según uno de los siguientes tipos:- oligómero de aceptor-donante-aceptor (oligómero A-D-A’) conjugado con una unidad de aceptor (A) y una unidad de aceptor adicional (A’), que están unidas, respectivamente, a una unidad de donante (D), estando formada o bien por lo menos la unidad de donante (D) como un bloque de donante extendido o bien por lo menos la unidad de aceptor (A) y la unidad de aceptor adicional (A’) respectivamente como un bloque de aceptor extendido, comprendiendo la unidad de donante (D), la unidad de aceptor (A) y la unidad de aceptor adicional (A’) en el caso de estar formadas cada una como un bloque extendido por lo menos dos monómeros y/o por lo menos ocho átomos con un sistema de electrones π común conjugado, que están formados por átomos de uno o más elementos químicos del siguiente grupo de elementos: C, N, B, P, S, Si y O, y - oligómero de donante-aceptor-donante (oligómero D-A-D’) conjugado con una unidad de donante (D) y una unidad de donante adicional (D’), que están unidas, respectivamente, a una unidad de aceptor (A), estando formada o bien por la menos la unidad de aceptor (A) como un bloque extendido o bien la unidad de donante (D) y la unidad de donante adicional (D’) respectivamente como un bloque de donante extendido, comprendiendo la unidad de aceptor (A), la unidad de donante (D) y la unidad de donante adicional (D’) en caso de estar formadas respectivamente como un bloque extendido por lo menos dos monómeros y/o por lo menos ocho átomos con un sistema de electrones π común conjugado, que están formados por átomos de uno o más elementos químicos del siguiente grupo de elementos: C, N, B, P, S, Si y O.
  4. 4
    Componente según por lo menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque en el oligómero de aceptor-donante-aceptor (oligómero A-D-A’) conjugado la unidad de donante (D) es una secuencia de monómeros del tipo D1D2 … Dm-1Dm (m 2), siendo un orbital más alto ocupado (HOMO) de los monómeros D1 y Dm, en cada caso, energéticamente más alto en por lo menos 0,2 eV que un orbital más alto ocupado (HOMO) de los demás monómeros D2 … Dm-1.
  5. 5
    Componente según por lo menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque en el oligómero de donante-aceptor-donante (oligómero D-A-D’) conjugado la unidad de aceptor (A) es una secuencia de monómeros del tipo A1A2 … Am-1Am (m 2), siendo un orbital más bajo sin ocupar (LUMO) de los monómeros A1 y Am, en cada caso, energéticamente más bajo en por lo menos 0,2 eV que un orbital más bajo sin ocupar (LUMO) de los demás monómeros A2 … Am-1.
  6. 6
    Componente según por lo menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque en el oligómero de aceptor-donante-aceptor (oligómero A-D-A’) conjugado se ha formado una simetría especular o puntual.
  7. 7
    Componente según por lo menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque en el oligómero de donante-aceptor-donante (oligómero D-A-D’) conjugado se ha formado una simetría especular o puntual.
  8. 8
    Componente según por lo menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el contacto y/o el contracontacto está diseñado como un electrodo transparente o semitransparente.
  9. 9
    Componente según por lo menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque entre el contacto y el contracontacto está formada por lo menos una capa inorgánica constituida por uno o varios materiales inorgánicos.
  10. 10
    Componente según por lo menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el oligómero de aceptor-donante-aceptor (oligómero A-D-A’) conjugado y/o el oligómero de donante-aceptor-donante (oligómero D-A-D’) conjugado están formados por un oligómero, que presenta grupos de nitrilo por lo menos en una unidad de aceptor (A;A’) y en el que por lo menos una unidad de donante (D;D’) presenta átomos de hidrógeno periféricos.
  11. 11
    Componente según por lo menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el contacto es un ánodo y entre el ánodo y la heterounión fotoactiva está dispuesta una capa orgánica p-dopada (diodo M-i-p).
  12. 12
    Componente según por lo menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el contracontacto es un cátodo y entre el cátodo y la heterounión fotoactiva está dispuesta una capa orgánica n-dopada (diodo M-i-n o n-i-p).
  13. 13
    Componente según por lo menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la unidad de donante (D) y/o la unidad de donante adicional contiene por lo menos uno de los siguientes monómeros del tipo donante con o sin sustituyentes periféricos adicionales:a) Tiofeno b) Tienopirazina (Fig. 6 b)) c) Benzotiadiazola (Fig. 6 c)) d) Etilendioxotiofeno (EDOT) o etilenditiotiofeno (Fig. 6 d) con Y = O/S) e) Isotianafteno (ITN) (Fig. 6e)) f) Unidad de ditiofeno puenteada (ver, en particular, Figs. 6 f), i) y j)) g) 1,3-Tiazola (Fig. 6 g)) h) 1,3,4-Thiadiazola (Fig. 6 h)) i) Tienotiadiazola (Fig 6 k)) j) Tienoselenodiazola (Fig. 6 l)) k) Fenilo l) Naftilo m) Antraceno n) Tetraceno o) Pentazenvinileno p) Fenilenvinileno q) Piridinas r) Pirimidinas s) Porfirina t) Ftalocianinas u) Fluoreno v) Carbazola w) Perileno x) Pireno y) Di-o triarilamina
  14. 14
    Componente según por lo menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la unidad de aceptor (A) y/o la unidad de aceptor adicional (A’) contiene por lo menos uno de los siguientes monómeros del tipo aceptor con o sin sustituyentes periféricos adicionales:a) Ciano-, biciano-o tricianovinileno b) Unidad de ditiofeno puenteada electroatrayente (Fig. 8 m), n)) c) Benzotiadiazola (Fig. 6 c)) d) Oxadiazola e) Triazola f) Benzimidazola g) Quinolinas h) Quinoxalinas i) Pirazolinas j) Anhídridos naftalenodicarboxílicos k) Imidas naftalenodicarboxílicas l) Imidazolas naftalenodicarboxílicas m) Homo-y heterociclos halogenados n) Di-o triarilborilo o) Derivados de dioxaborina (ver, en particular, la Fig. 7) p) Estructuras quinoides (ver, en particular, las Figs. 8 a) hasta 8 g)) q) Arilos con sustituyentes cetona o dicianometano (ver, en particular, las Figs. 8 h), j), k) y l))
  15. 15
    Dispositivo con una disposición apilada de varios componentes fotoactivos orgánicos apilados uno encima de otro, en particular células fotovoltaicas orgánicas, según por lo menos una de las reivindicaciones anteriores.
Independent claims15