[发明专利]聚合物包裹碳纳米管近红外光伏器件

摘要

本发明涉及聚合物包裹碳纳米管近红外光伏器件。该光伏器件包括位于两个电极之间并且与它们电连接的光活性区域，其中该光活性区域包括光活性聚合物包裹的碳纳米管，所述光活性聚合物包裹的碳纳米管在吸收约400nm-1400nm范围内的光时产生激子。

主权项

一种有机光伏器件，该器件包含：第一电极；第二电极；以及位于所述第一电极和第二电极之间且与所述第一电极和第二电极电连接的光活性区域，其中该光活性区域包含有机半导体材料和位于其中的光活性聚合物包裹的碳纳米管，由此所述有机半导体材料和光活性聚合物包裹的碳纳米管形成本体异质结，其中所述有机半导体材料和所述光活性聚合物包裹的碳纳米管具有其各自的HOMO和LUMO能级，其中所述有机半导体材料是电子受主型材料，该电子受主型材料的LUMO能级比所述光活性聚合物包裹的碳纳米管的LUMO能级更低，其中所述电子受主型材料选自下列中的一种：蒸镀的C60，[84]PCBM([6,6]‑苯基C84丁酸甲基酯)，F16‑CuPc，PTCBI，PTCDA，聚(苯并咪唑苯并菲咯啉)，TCNQ(7,7,8,8‑四氰醌二甲烷)，和F4‑TCNQ(四氟四氰醌二甲烷)，或者所述有机半导体材料是电子施主型材料，该电子施主型材料的HOMO能级比所述光活性聚合物包裹的碳纳米管的HOMO能级更高，其中所述电子施主型材料选自下列中的一种：BTEM‑PPV(聚(2,5‑双(1,4,7,10‑四氧杂十一烷基)‑1,4‑苯撑乙烯撑)，聚(3‑癸氧基噻吩)，CuPc(酞菁铜)，NPD(4,4’‑双(N‑(1‑萘基)苯氨基)联苯)，并五苯，和并四苯，并且其中包裹碳纳米管的光活性聚合物选自如下之一：聚[2‑甲氧基‑5‑(3’,7’‑二甲基辛氧基)‑1,4‑苯撑乙烯撑](MDMO‑PPV)，聚[2‑甲氧基‑5‑(2’‑乙基‑己氧基)‑1,4‑苯撑乙烯撑](MEH‑PPV)和聚(9,9‑二辛基芴基‑2,7‑二基)(PFO)，具有相同主链如PFO和不同增溶基的聚合物例如PFH‑‑聚(9,9‑二己基芴基‑2,7‑二基)或聚[9,9‑二‑(2‑乙基己基)‑芴基‑2,7‑二基]，在PFO和另一种单体之间交替的共聚物例如聚 [(9,9‑二辛基芴基‑2,7‑二基)‑交替‑(1,4‑亚乙烯基苯撑)]，聚[(9,9‑二辛基芴基‑2,7‑二基)‑交替‑(亚乙烯基蒽)]，或聚[9,9‑二辛基芴基‑2,7‑二基]‑共‑1,4‑苯并‑{2,1’‑3}‑噻二唑）]，基于苯撑乙烯撑的聚合物例如MDMO‑PPV‑‑聚[2‑甲氧基‑5‑(3,7‑二甲基‑辛氧基)‑1,4‑苯撑乙烯撑]或MEH‑PPV‑‑聚[2‑甲氧基‑5‑(2‑乙基‑己氧基)‑1,4‑苯撑乙烯撑]，和具有相同主链和不同增溶基的聚合物例如聚[2,5‑双(3,7‑二甲基辛氧基)‑1,4‑苯撑乙烯撑]，在PFO和另一种单体之间交替的共聚物例如聚[(9,9‑二辛基芴基‑2,7‑二基)‑交替‑(1,4‑亚乙烯基苯撑)]，聚[(9,9‑二辛基芴基‑2,7‑二基)‑交替‑(亚乙烯基蒽)]，或聚[9,9‑二辛基芴基‑2,7‑二基]‑共‑1,4‑苯并‑{2,1’‑3}‑噻二唑)]，基于噻吩的聚合物例如P3HT或使用其它增溶基的那些聚合物例如P3BT‑‑聚(3‑丁基‑噻吩‑2,5‑二基)，P3HT‑‑聚(3‑己基‑噻吩‑2,5‑二基)，P3OT‑‑聚(3‑辛基‑噻吩‑2,5‑二基)，和P3DT‑‑聚(3‑癸基‑噻吩‑2,5‑二基)，其它导电聚合物主链例如PPE聚合物：聚(2,5‑二辛基‑1,4‑亚苯基)，具有相同的加成物和低带隙聚合物例如聚[2,6‑(4,4‑双‑(2‑乙基己基)‑4H‑环戊[2,1‑b;3,4‑b]‑二噻吩)‑交替‑4,7‑(2,1,3‑苯并噻二唑)](PCPDTBT)。