共轭高分子材料及应用其的有机光电组件制造技术

一种有机光电组件，包含第一电极、第一载子传递层、主动层、第二载子传递层以及第二电极。第一电极为透明电极。主动层包含有式一结构的共轭高分子材料：其中，R0、R0

【技术实现步骤摘要】
共轭高分子材料及应用其的有机光电组件


[0001]本专利技术涉及应用于有机光电组件的一种共轭高分子材料，以及包含此共轭高分子材料的有机光电组件。

技术介绍

[0002]基于全球趋于暖化，使得气候变迁已成为国际社会共同面对的挑战。1997年时「联合国气候变化纲要公约(United Nations Framework Convention on Climate Change，UNFCCC)缔约国」所提出的京都议定书于2005年正式生效，目标为减少二氧化碳的排放。对此各国都着重于再生能源的发展，以减少石化燃料的使用。其中，由于太阳提供了远远满足人们目前和未来的能量需求，因此再生能源中又属太阳能发电备受重视，而太阳能发电技术中用于将太阳光转换为电能的有机光电组件即成为首要开发目标。
[0003]与现有的硅材料光电组件相比，聚合物材料的有机光电组件由于低生产成本、具可挠曲性、低毒性以及可应用于室内及室外等特性，而成为了解决能源和环境危机的潜力候选者。聚合物材料的有机光电组件中的活性层材料在实现高效有机光电组件中起主要作用，活性层材料的成分包含电子供体和电子受体。早期，富勒烯衍生物(PCBM)常作为主要的电子受体，然而，非富勒烯材料因有利于调节活性层材料的结晶度，进而越来越受到关注。此外，由于富勒烯衍生物的吸收范围和强度不足，而仅适合于低带隙的电子供体以实现高能量转换效率(约10％)。非富勒烯材料则具有红位移的吸收范围700～1000nm，此与中带隙的共轭聚合物非常匹配，因而可以实现具有10％以上的能量转换效率。对此，为了增进聚合物材料的有机光电组件的转换效率，如何提供一种具有高能量转换效率的活性层材料以及应用其的有机光电组件是目前非常重要的课题。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术的范畴之一在于提供一种共轭高分子材料以突破现有技术的能量转换效率。根据本专利技术的一具体实施例，有共轭高分子材料包含式一结构：
[0005][0006]其中，R0、R0
’
、R0”、R0
”’
、Y1及Y2彼此之间可以相同也可以不同，并可独立地选自下列群组及其衍生物中之一：C1～C30的烷基、C3～C30的支链烷基、C1～C30的硅烷基、C2～C30的酯基、C1～C30的烷氧基、C1～C30的烷硫基、C1～C30的卤代烷基、C2～C30的烯烃、C2～C30的炔烃、C2～C30的含有氰基的碳链、C1～C30的含有硝基的碳链、C1～C30的含有羟基的碳链、C3～C30的含有酮基的碳链、卤素、氰基以及氢原子。
[0007]本专利技术的另一范畴在于提供一种有机光电组件，包含第一电极、第一载子传递层、主动层、第二载子传递层以及第二电极。第一电极为透明电极。主动层至少包含一种前述的
共轭高分子材料。第一载子传递层位于第一电极与主动层之间、主动层位于第一载子传递层与第二载子传递层之间，以及第二载子传递层位于主动层与第二电极之间。
[0008]相较于现有技术，本专利技术的共轭高分子材料具有良好的形态控制，并且可有效地提高有机光电组件的能量转换效率。
附图说明
[0009]图1为绘示本专利技术有机光电组件的一具体实施例的结构示意图。
[0010]图2显示了本专利技术共轭高分子材料的具体实施例P1、P2、P3于CB溶液中的UV吸收的测试结果。
[0011]图3显示了本专利技术共轭高分子材料的具体实施例P1、P2、P3于薄膜中的UV吸收的测试结果。
[0012]图4显示了本专利技术共轭高分子材料的具体实施例P1、P2、P3与IT
‑
4F的能阶比较图。
[0013]图5A显示了本专利技术共轭高分子材料的具体实施例P1与IT
‑
4F的UV吸收的测试结果。
[0014]图5B显示了本专利技术共轭高分子材料的具体实施例P1与IT
‑
4F的PL淬灭的测试结果。
[0015]图6A显示了本专利技术共轭高分子材料的具体实施例P2与IT
‑
4F的UV吸收的测试结果。
[0016]图6B显示了本专利技术共轭高分子材料的具体实施例P2与IT
‑
4F的PL淬灭的测试结果。
[0017]图7A显示了本专利技术共轭高分子材料的具体实施例P3与IT
‑
4F的UV吸收的测试结果。
[0018]图7B显示了本专利技术共轭高分子材料的具体实施例P3与IT
‑
4F的PL淬灭的测试结果。
[0019]图8显示了本专利技术有机光电组件的具体实施例P1、P2、P3的J
‑
V测试结果。
[0020]图9显示了本专利技术有机光电组件的具体实施例P1、P2、P3的EQE测试结果。
[0021]图10显示了本专利技术有机光电组件的具体实施例P1、P2、P3的PCE误差图。
具体实施方式
[0022]为了让本专利技术的优点，精神与特征可以更容易且明确地了解，后续将以实施例并参照所附图式进行详述与讨论。值得注意的是，这些实施例仅为本专利技术代表性的实施例。但是其可以许多不同的形式来实现，并不限于本说明书所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使本专利技术的公开内容更加透彻且全面。
[0023]在本专利技术公开的各种实施例中使用的术语仅用于描述特定实施例的目的，并非在限制本专利技术所公开的各种实施例。如在此所使用的单数形式也包括复数形式，除非上下文清楚地另外指示。除非另有限定，否则在本说明书中使用的所有术语(包含技术术语和科学术语)具有与本专利技术公开的各种实施例所属领域普通技术人员通常理解的涵义相同的涵义。上述术语(诸如在一般使用的辞典中限定的术语)将被解释为具有与在相同
中的语境涵义相同的涵义，并且将不被解释为具有理想化的涵义或过于正式的涵义，除非在
本专利技术公开的各种实施例中被清楚地限定。
[0024]在本说明书的描述中，参考术语”一实施例”、”一具体实施例”等的描述意指结合该实施例描述地具体特征、结构、材料或者特点包含于本专利技术的至少一个实施例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何一个或多个实施例中以合适的方式结合。
[0025]定义：
[0026]本文所用的「供体」材料，指一半导体材料，例如有机半导体材料，其具备电洞作为主要电流或电荷载子。在某些实施例中，当P型半导体材料被沉积于一基板上，其可提供超过约10
‑5cm2/Vs的电洞迁移率。在场效组件的例子中，一P型半导体材料可显示超过约10的电流开/关比。
[0027]本文所用的「受体」材料，指一半导体材料，例如有机半导体材料，其具备电子作为主要电流或电荷载子。在某些实施例中，当N型半导体材料被沉积于一基板上，其可提供超过约10
‑5cm2/Vs的电子迁移率。在场效组件的例子中，一N型半导体材料可显示超过约10的电流开/关比。
[0028]本文所用的「迁移率」，指电荷载子本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种共轭高分子材料，其包含式一结构：其中，R0、R0
’
、R0”、R0
”’
、Y1及Y2彼此之间可以相同也可以不同，并可独立地选自下列群组及其衍生物中之一：C1～C30的烷基、C3～C30的支链烷基、C1～C30的硅烷基、C2～C30的酯基、C1～C30的烷氧基、C1～C30的烷硫基、C1～C30的卤代烷基、C2～C30的烯烃、C2～C30的炔烃、C2～C30的含有氰基的碳链、C1～C30的含有硝基的碳链、C1～C30的含有羟基的碳链、C3～C30的含有酮基的碳链、卤素、氰基以及氢原子。2.如权利要求1所述的共轭高分子材料，其包含式二结构：其中，D1及D2可以为相同也可以为不同的电子供应基团；A1为电子接受基团；π1及π2可以为相同也可以为不同的共轭基团；a和b独立地选自0或1；以及m和n为整数，独立地选自于0至1000之间，其中m不等于0。3.如权利要求2所述的共轭高分子材料，其中D1及D2进一步包含有具有取代基和不具有取代基的杂环、具有取代基和不具有取代基的稠杂环及其衍生物，其中杂原子包含硒、硫、氮及氧中至少一个，且环的数量至少为3。4.如权利要求3所述的共轭高分子材料，其中D1及D2分别选自下列结构及其衍生物中之一：
其中，R1选自下列群组及其衍生物中之一：C1～C30的烷基、C3～C30的支链烷基、C1～C30的硅烷基、C2～C30的酯基、C1～C30的烷氧基、C1～C30的烷硫基、C1～C30的卤代烷基、C2～C30的烯烃、C2～C30的炔烃、C2～C30的含有氰基的碳链、C1～C30的含有硝基的碳链、C1～C30的含有羟基的碳链、C3～C30的含有酮基的碳链、卤素、氢原子以及氰基；Ar选自下列群组及其衍生物中之一：具有取代基和不具有取代基的芳香环、具有取代基和不具有取代基的杂环、具有取代基和不具有取代基的稠环、具有取代基和不具有取代基的稠杂环、C1～C30的烷基、C3～C30的支链烷基、C1～C30的硅烷基、C2～C30的酯基、C1～C30的烷氧基、C1～C30的烷硫基、C1～C30的卤代烷基、C2～C30的烯烃、C2～C30的炔烃、C2～C30的含有氰基的碳链、C1～C30的含有硝基的碳链、C1～C30的含有羟基的碳链、C3～C30的含有酮基的碳链、含有卤素的苯环、含有卤素的五元杂环以及含有卤素的六元杂环。5.如权利要求2所述的共轭高分子材料，其中A1进一步包含有具有取代基和不具有取代基的杂环、具有取代基和不具有取代基的稠杂环及其衍生物，其中杂原子包含硒、硫、氮及氧中的至少一个，且环的数量至少为2。6.如权利要求5所述的共轭高分子材料，其中A1分别选自下列结构及其衍生物中之一：
其中，R2选自下列群组及其...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖椿毅，李威龙，
申请(专利权)人：天光材料科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：