[发明专利]用于转移光电流发生的同轴分子叠片

权利要求书

1.具有用于转移光电流的同轴分子叠片的光电装置，其包括：

多个同轴分子叠片，其位于第一电极和第二电极之间并定位于与第一电极和第二电极基本上垂直，以通过所述光电装置中的每个同轴分子叠片来提供光电流的电荷运输，其中每个同轴分子叠片包括：

多个π-共轭的平面超分子，其通过圆柱形自装配叠加以形成同轴分子叠片，其中每个超分子由π-共轭的轮毂组成，该π-共轭的轮毂共价地附加到电子受体轮辐的多个拷贝以形成具有同轴内部p型通道的外部n型通道。

2.权利要求1所述的光电装置，其中所述π-共轭的轮毂由亚芳基亚乙炔基大环(AEM)、六苯并蔻(hexabenzocoronene)(HBC)、卟啉、噻吩大环和环形石墨烯中至少一个形成。

3.权利要求1所述的光电装置，其中所述π-共轭的轮毂由六苯并蔻(HBC)形成，每个所述电子受体轮辐由通过亚苯基桥连接到所述π-共轭轮毂的苝四羧基二酰亚胺(PTCDI)形成，以便所述超分子具有结构

其中，R是烷基或聚烷氧基基团。

4.权利要求1所述的光电装置，其中每个超分子包括作为轮辐的PTCDI单元，所述轮辐结合到作为所述π-共轭的轮毂的咔唑四环，以便所述超分子具有结构

其中，R是烷基或聚烷氧基基团。

5.权利要求2所述的光电装置，其中每个超分子包括PTCDI-AEM超分子，其具有结构

其中，R是烷基或聚烷氧基基团。

6.权利要求1所述的光电装置，其中每个超分子通过聚炔基前体的重复环低聚化而形成，以便所述超分子具有结构

其中，R是电子受体轮辐。

7.权利要求1所述的光电装置，其中所述电子受体轮辐是苝四羧基二酰亚胺或其类似物。

8.权利要求7所述的光电装置，其中每个所述电子受体轮辐是苝四羧基二酰亚胺，其具有结构

其中，R是烷基或聚烷氧基基团。

9.权利要求1所述的光电装置，其中所述第一和第二电极中至少一个是氧化铟锡(ITO)涂布的玻璃。

10.权利要求1所述的光电装置，其中所述第一和第二电极中至少一个由选自钙、铟、铝、锡、银、铜、金和其组合的材料形成。

11.权利要求1所述的光电装置，其中所述电极被分开约10nm至约500nm的距离，以便所述多个同轴分子叠片跨越所述距离。

12.形成具有用于转移光电流的同轴分子叠片的光电装置的方法，其包括：

用基本上连续膜涂布第一电极，所述膜由多个同轴分子叠片形成，其中每个同轴分子叠片由多个叠加的超分子形成，每个超分子由共价地附加到电子受体轮辐的多个拷贝的π-共轭轮毂组成，以形成具有同轴内部p型通道的外部n型通道，其基本上与所述第一电极的平面垂直；

将第二电极与所述膜连接，其中所述第二电极的平面基本上与所述第一电极的所述平面平行。

13.权利要求12所述的方法，其中涂布进一步包括用基本上连续膜涂布所述第一电极，该膜由所述多个同轴分子叠片形成。

14.权利要求12所述的方法，其中涂布进一步包括：

通过在高于选择的温度加热所述连续膜而形成垂直膜，以形成各向同性相，其中所述膜中的所述AEM分子被同质地定位；和

将所述膜以足以允许所述各向同性相重排成垂直相的速度冷却到室温，以在所述连续膜中形成大面积垂直相。

15.权利要求12所述的方法，其中涂布所述第一电极进一步包括用通过旋转涂布形成的垂直膜涂布所述第一电极。

16.权利要求12所述的方法，其中涂布所述第一电极进一步包括在所述第一和第二电极中的至少一个上通过物理气相沉积涂布所述第一电极。

17.权利要求12所述的方法，其中所述π-共轭的轮毂由亚芳基亚乙炔基大环(AEM)、六苯并蔻(HBC)、卟啉、噻吩大环和环形石墨烯中至少一个形成。

18.权利要求13所述的方法，其中所述电子受体轮辐是苝四羧基二酰亚胺或其类似物。

19.权利要求13所述的方法，其中所述第二电极通过溅射、蒸气沉积、化学沉积、原子层沉积和旋转涂布中的至少一个而连接。