[发明专利]基于双-(8-羟基喹啉合-N,O)铂(Ⅱ)的有机光电池有效

专利信息
申请号: 201110074768.X 申请日: 2011-02-08
公开(公告)号: CN102299263A 公开(公告)日: 2011-12-28
发明(设计)人: 支志明;向海峰 申请(专利权)人: 香港大学
主分类号: H01L51/46 分类号: H01L51/46;C09K11/06;C07F15/00;H01L51/48
代理公司: 中国专利代理(香港)有限公司 72001 代理人: 刘锴;林森
地址: 中国香港*** 国省代码: 中国香港;81
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摘要:
搜索关键词: 基于 羟基 喹啉 有机 光电池
【说明书】:

相关申请的交叉引用

本申请要求2010年2月9日提交的美国临时申请No.61/302,794的权益,其在此全部引入作为参考。

技术领域

发明涉及使用双-(8-羟基喹啉合-N,O)铂(II)(PtQ2)作为活性材料的有机光电池(OPV)。

背景技术

众所周知,化石燃料,如石油和煤炭,将很快会耗尽。此外,由于温室气体如二氧化碳使由化石燃料所产生的副产品造成全球变暖问题。降低了地球的自然净化能力,从而对人类的生存有害。因此,全世界都在努力发展环境友好的能源和具有低的能量消耗的装置和/或由可再生能源如太阳能所驱动的装置。太阳能电池或光伏(PV)电池是一类通过吸收电磁幅射(紫外、可见和红外幅射)来产生电流的光电装置。迄今为止,光电池是由无机半导体,如Si,CdTe,和CulnxGa1-xSe制成的,其在太阳能电池工业具有支配地位。特别地,多晶硅(poly-Si)和单晶硅(SC-Si)一起贡献了接近90%的市场份额。但是,硅材料的缺乏,以及无机半导体材料的高的工艺成本已经对太阳能电池工业的发展构成了阻碍。

相反,有机半导体潜在的低成本、在大规模生产时易于制造、以及对柔性基材的适用性对于光电池应用来说是有利的。有机光电池(OPV)包括至少一种使用了有机或有机金属小分子或聚合物材料的组分,用于光的吸收和充电。通过利用化学合成,可以合成很多种不同的有机分子或聚合物(其具有不同的带隙和吸收系数),以使光的吸收和从所述光电池产生的功率最大化。这样,所述有机光电池作为一类新的太阳能电池技术而出现。(Prog.Photovolt:Res.Appl.2007;15,659).

在有机光电池领域中,已经开发出了不同的装置体系,包括染料敏化的电阳能电池(DSSC),有机/无机混杂有机电池,以及具有异质结的有机光电池。在1986年,C.W.Tang在Eastman Kodak发现由铜酞菁(CuPc)和苝四羧酸衍生物制成的双层异质结结构得到了0.95%的功率转换效率(PCE)。其它的小分子如并五苯、并四苯以及金属酞菁(PCs)也是被研究最多的给体材料。(Appl.Phys.Lett.,2004,85,5427;Appl.Phys.Lett.,2004,85,6272;Appl.,Phys.Lett.,2005,86,243506)引人注目的是,富勒烯(C60)或苝与有机半导体的结合,其自从20世纪90年代发展起来用于电子材料应用,是最为常见的有机太阳能电池结构。从2000年开始,已经得到超过6%的PCE(Principles ofSolar Cells,Hongreung Publication)。

近来,基于作为电子给体的π-共轭半导体(p-type)材料的有机光电池的发展取得了显著的进步,所述材料如立体规则聚(3-烷基噻吩)(P3HTs),(Adv.Mater.2006,18,572;Appl.Phys.Lett.2005,87,083506;Nat.Mater.2006,5,197)铂(II)聚炔烃聚合物,(Nature Mater.2007,6,521),以及低聚噻吩(Adv.Mater.2006,18,2872)。通过给体/接受体聚合物互穿网络的纳米结构,已经实现了具有大于5%PCE的装置,其是通过限制溶剂的蒸发速率或在制造之后进行热退火而实现的。(Adv.Funct.Mater.2003,13,85;Appl.Phys.Lett.2005,86,063502;Adv.Funct.Mater.2005,15,1617;Nat.Mater.2005,4,864)

双-(8-羟基喹啉合-N,O)铂(II)(PtQ2)配合物首先由R.Ballardini等在1978年制备(Inorganica Chimica Acta 1978,31,1,L423-L424),其在稀溶液中显示出橙色到红色的发射。但是,直到2008年并没有对于PtQ2配合物的实际应用。2008年,Che由PtQ2配合物制造了深红色到近红外的有机发光二极管(OLEDs)(Applied Physics Letter 2008,92,16,163305)。由于所述装置的效率较低(至多0.32cd/A),在OLED领域并没有发展出更多的应用。

上述参考文献引入本申请作为参考。

发明内容

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