光活性组合物的制作方法

光活性组合物


背景技术：

1.本公开的实施方案涉及光活性化合物，更具体地涉及但并不限于：含有适合用作光响应器件中的给电子材料或受电子材料的给电子单元的光活性材料。
2.有机光响应器件是已知的。
3.ep 3121211公开了具有下式的聚合物：
[0004][0005]
wo2012008556a1公开了一种光电转换元件，其包含具有由式(i)表示的重复单元的聚合物：
[0006][0007]
wo 2011052712公开了一种光电转换元件，其包含具有由式(1)表示的结构单元的聚合化合物：
[0008][0009]
liu等人(liu et al,“ternary blend strategy for achieving high-efficiency organic solar cells with nonfullerene acceptors involved”adv.func.mat.,2018,28(29),1-20)公开了非富勒烯受主coi8dfic。
[0010]
he等人(he et al,“a-d-a small molecule acceptors with ladder-type arenes for solar cell”j.of mat.chem.a,2018,6,8839-8854)公开了具有1.26v的超窄带隙的coi8dfic。
[0011]
xu等人(xu et al“the progress and prospects of non-fullerene acceptors in ternary blend organic solar cells”mat.horizons,2018,5,206-221)公开了coi8dfic。
[0012]
xiao等人(xiao et al,“26ma cm-2
jsc from organic solar cells with a low-bandgap nonfullerene acceptor”sci.bull.,2017,62,1494)公开了a-d-a非富勒烯受主coi8dfic，其具有1.26ev的窄光学带隙。
[0013]
发明概述
[0014]
根据本公开的一些实施方案，提供了一种组合物，其包含电子施主材料和第一受
电子材料。所述电子施主材料是聚合物。所述受电子材料是非聚合化合物。所述电子施主材料和受电子材料均包含式(i)的电子施主基团：
[0015][0016]
其中：
[0017]
x和y各自独立地选自s、o或se；
[0018]
z是o、s、nr2或cr
32
；
[0019]
ar
1-ar6各自独立地为：未取代或取代的苯，未取代或取代的5元或6元杂芳族基团，或者不存在；
[0020]
a1和a2各自独立地为：未取代或取代的苯，未取代或取代的5元或6元杂芳族基团，具有选自c、n、s和o的环原子的非芳族6元环，或者不存在；
[0021]
n为1、2或3；
[0022]
r1在每次出现时独立地是h或取代基；
[0023]
r2是h或取代基；和
[0024]
每个r3独立地是h或取代基。
[0025]
任选地，电子受主材料是式(ii)的化合物：
[0026][0027]
其中：
[0028]
m和o各自独立地为0或者1以上的整数。
[0029]
当m为1以上时l1为桥接基团，或者当m为0时l1为直接键；
[0030]
当o为1以上时l2为桥接基团，或者当o为0时l2为直接键；和
[0031]
每个eag1独立地代表受电子基团。
[0032]
任选地，式(ii)的化合物具有式(iia)：
[0033]
[0034]
任选地，每个eag
l
独立地为式(iva)的基团：
[0035][0036]
其中：
[0037]r10
在每次出现时是h或选自以下的取代基：c
1-12
烷基，其中一个或多个不相邻的非末端c原子可以被o、s、coo或co替换，并且该烷基的一个或多个h原子可以被f替换；和芳族基团ar7，该芳族基团是未取代的或者取代有选自f和c
1-12
烷基的一个或多个取代基，其中一个或多个不相邻的非末端c原子可以被o、s、coo或co替换；
[0038]
‑‑‑‑
表示到式(ii)的化合物中的连接位置；以及
[0039]
每个x
1-x4独立地为cr
17
或n，其中r
17
在每次出现时是h或选自c
1-20
烃基和吸电子基团的取代基。
[0040]
任选地，受电子材料是coi8dfic：
[0041][0042]
任选地，电子施主聚合物包含式(iii)的重复结构：
[0043][0044]
其中eag2是受电子基团。
[0045]
任选地，式(iii)的重复结构具有式(iiia)：
[0046][0047]
其中每个r4独立地是h或取代基。
[0048]
任选地，所述给电子聚合物包含下式的重复结构：
[0049][0050]
任选地，所述组合物还包含第二受电子材料。
[0051]
任选地，第二受电子材料为富勒烯或其衍生物。
[0052]
根据本公开的一些实施方案，提供了一种配制物，其包含：一种或多种溶剂，以及溶解或分散在所述一种或多种溶剂中的如本文所述的组合物。
[0053]
根据本公开的一些实施方案，提供了一种光响应器件，其包含阳极、阴极以及设置在阳极和阴极之间的光敏层，其中所述光敏层包含如本文所述的组合物。
[0054]
任选地，所述光响应器件是有机光检测器。
[0055]
根据本公开的一些实施方案，提供一种光传感器，其包含光源和本文所述的光响应器件，其中所述光传感器被配置为检测从所述光源发射的光。
[0056]
任选地，所述光源发射具有大于750nm的峰值波长的光。
[0057]
任选地，所述光传感器被配置为在有机光检测器和光源之间的光路中接纳样品。
[0058]
根据本公开的一些实施方案，提供了形成本文所述的有机光响应器件的方法，该方法包括：在阳极和阴极之一上方形成光敏有机层，以及在光敏有机层上方形成阳极和阴极中的另一者。
[0059]
任选地，所述光敏有机层的形成包括沉积如本文所述的配制物。
[0060]
根据本公开的一些实施方案，提供了一种确定目标材料在样品中的存在和/或浓度的方法，该方法包括照射所述样品以及测量如本文所述的有机光检测器的响应。
附图说明
[0061]
所公开的技术和附图描述了所公开技术的一些实施方式。
[0062]
图1示出根据一些实施方案的有机光响应器件；
[0063]
图2示出根据一些实施方案的有机光检测器和包含比较性非富勒烯电子受主ieico-4f的比较性有机光检测器的外部量子效率与波长的关系；
[0064]
图3a示出根据一些实施方案的有机光检测器和包含比较性非富勒烯电子受主ieico-4cn的比较性有机光检测器的外部量子效率与波长的关系；
[0065]
图3b示出未曝光的图3a有机光检测器的电流密度与电压的关系；
[0066]
图4a示出根据一些实施方案的有机光检测器和包含比较性电子施主的比较性有机光检测器的外部量子效率与波长的关系；和
[0067]
图4b示出未曝光的图4a有机光检测器的电流密度与电压的关系。
[0068]
附图未按比例绘制并且具有各种视角和角度。附图是一些实施方案和示例。另外，出于讨论所公开技术的一些实施方案的目的，一些部件和/或操作可以被分成不同的块或结合成单个块。此外，尽管该技术可以进行各种修改和替代形式，但是在附图中通过示例的方式示出了具体的实施方案，并且在下面对所述具体实施方案进行详细描述。然而，本发明并不意图将技术限于所描述的特定实施方式。相反，该技术旨在覆盖落入由所附权利要求书限定的技术范围内的所有修改、等同形式和替代形式。
具体实施方式
[0069]
除非上下文清楚地另外要求，否则在整个说明书和权利要求书中，词语“包括”、“包含”等应被解释为包含性意义，而不是排他性或穷举性含义；也就是说，为“包括但不限于”的意义。另外，当在本技术中使用时，词语“本文”、“上文”，“下文”和类似含义的词语是指本技术整体，而不是本技术的任何特定部分。在上下文允许的情况下，详细描述中的使用单数或复数的词语也可以分别包括复数或单数。涉及两个或更多个项目的列表中的词语“或”涵盖该单词的所有以下解释：列表中的任何项目、列表中的所有项目以及列表中项目的任何组合。当在本技术中使用时，提到一层在另一层“上方”意指所述层可以直接接触或者可以存在一个或多个居间层。当在本技术中使用时，提到一层在另一层“上”意指所述层直接接触。对特定原子的提及包括该原子的任何同位素，除非另有明确说明。
[0070]
本文提供的技术的教导可以应用于其它系统，不一定是下面描述的系统。可以将下面描述的各个实施例的要素和动作进行组合以提供该技术的其它实施方式。该技术的一些替代实施方式不仅可以包括下文提到的那些实施方式的额外要素，而且可以包括更少的要素。
[0071]
可以根据以下详细描述对该技术进行这些和其它改变。尽管说明书描述了该技术的某些实施例，并且描述了所考虑的最佳模式，但是无论该描述有多么详细，该技术都可以按许多方式来实践。如上文所述，在描述该技术的某些特征或方面时使用的特定术语不应被认为暗示该术语在本文中被重新定义为限于与该术语相关联的技术的任何具体的特性、特征或方面。通常，不应将以下权利要求书中使用的术语解释为将该技术限制为说明书中公开的具体实例，除非详细描述章节明确定义了这些术语。因此，该技术的实际范围不仅涵盖所公开的实例，而且还包括实践或实施权利要求书下的技术的所有等效方式。
[0072]
为了减少权利要求的数目，以下以某些权利要求的形式呈现该技术的某些方面，但是申请人以任何数目的权利要求形式考虑该技术的各个方面。
[0073]
在下面的描述中，出于解释的目的，阐述了许多具体细节以便提供对所公开技术的实施方式的透彻理解。然而，本领域技术人员将清楚可以在没有这些具体细节中的一些的情况下实践所公开技术的实施方案。
[0074]
图1示出了根据本公开一些实施方案的有机光响应器件。该有机光响应器件包含阴极103、阳极107以及设置在阳极和阴极之间的本体异质结层105。该有机光响应器件可以被支承在基底101上，任选为玻璃或塑料基底。
[0075]
所述本体异质结层包含电子施主材料和第一电子受主材料。
[0076]
电子施主(p-型)材料的homo比第一电子受主(n-型)材料的lumo更深(更远离真空)。任选地，p型施主材料的homo能级与n型受主材料的lumo能级之间的间隙小于1.4ev。除非另有说明，如本文所述的材料的homo和lumo能级是通过方波伏安法测量的。
[0077]
电子施主材料和第一电子受主材料均包含式(i)的电子施主基团：
[0078][0079]
其中：
[0080]
x和y各自独立地选自s、o或se；
[0081]
z是o、s、nr2或cr
32
[0082]
ar
1-ar6各自独立地为：未取代或取代的苯，未取代或取代的5元或6元杂芳族基团，或者不存在；
[0083]
a1和a2各自独立地为：未取代或取代的苯，未取代或取代的5元或6元杂芳族基团，具有选自c、n、s和o的环原子的非芳族6元环，或者不存在；
[0084]
n为1、2或3；
[0085]
r1在每次出现时独立地是h或取代基；
[0086]
r2是h或取代基；和
[0087]
每个r3独立地是h或取代基。
[0088]
在n为2或3的情形中，n个单元中的每一个可以按任何方向连接。例如在n＝2的情形中，式(i)可以为以下任一种：
[0089]
[0090][0091]
在n为2或3的情形中，ar
1-ar6、r1、a1、a2、x、y和z各自相同或不同。
[0092]
在一些实施方案中，每个z均相同。在一些实施方案中，一个z是o、s、nr2或cr
32
中的一种，另一个z是o、s、nr2或cr
32
中的另一种。
[0093]
本发明人已发现，包含施主材料和第一受主材料并且它们两者均包含式(i)的施主基团的有机光检测器的本体异质结层可导致较低的暗电流(即当没有电磁辐射入射在器件上时的电流)，相比于其中施主和受主之一不含式(i)的施主基团的施主-受主系统相比而言。
[0094]
本发明人已经发现，包含施主材料和受主材料并且它们两者均包含式(i)的施主基团的有机光检测器可特别适用于检测长波长的光，例如大于约850nm，任选地在850-1500nm的范围内，任选地在约850-1000nm的范围内。
[0095]
电子施主材料和第一电子受主材料可以各自包含式(i)的电子施主基团和受电子基团(eag)。
[0096]
对于含有式(i)的电子施主基团和受电子基团的每种电子施主材料和电子受主材料，所述或每个eag具有比式(i)的基团更深(即更远离真空)的lumo能级，优选地更深至少1ev。可以通过用h-[式(i)]-h的lumo能级对eag-h和h-edg-h的lumo能级进行建模来确定式(i)的eag的lumo能级，即通过用与氢原子的键替换eag和式(i)之间的键。可以使用具有b3lyp(功能)和lacvp*(基组)的gaussian09利用获自gaussian的gaussian09软件来进行建模。
[0097]
优选地，第一电子受主的分子量小于5000道尔顿，任选地小于3000道尔顿。优选地，第一电子受主包含不超过3个式(i)基团。
[0098]
优选地，本文所述的电子施主聚合物的通过凝胶渗透色谱法测量的聚苯乙烯当量数均分子量(mn)在约5
×
103至1
×
108的范围内，并且优选在1
×
104至5
×
106的范围内。本文所述聚合物的聚苯乙烯当量重均分子量(mw)可以为1
×
103至1
×
108，且优选为1
×
104至1
×
107。
[0099]
优选地，第一电子受主是非聚合化合物。优选地，第一电子受主包含仅一个式(i)基团。
[0100]
第一电子受主材料更优选为式(ii)的化合物：
[0101][0102]
其中：
[0103]
m和o各自独立地为0或者1以上的整数；
[0104]
当m为1以上时l1为桥接基团，或者当m为0时l1为直接键；
[0105]
当o为1以上时l2为桥接基团，或者当o为0时l2为直接键；和
[0106]
每个eag1独立地代表受电子基团。
[0107]
优选地，m和o为0、1或2。优选地，m和o相同。
[0108]
优选地，式(ii)的化合物具有式(iia)：
[0109][0110]
优选地，式(iia)的n是1。式(iia)的示例性化合物是coi8dfic：
[0111][0112]
当存在桥接基团l1和l2时，l1和l2可以各自独立地为式(xv)或式(xvi)的基团：
[0113][0114]
其中：
[0115]
x1、x2和x3各自独立地为s、o或se；
[0116]
*表示与式(i)的连接点；
[0117]
**表示与eag的连接点；以及
[0118]
r6、r7、r8和r9各自独立地为h或取代基，任选为选自以下的取代基：f；c
1-20
烷基，其中一个或多个不相邻的非末端c原子可以被o、s、coo或co替换，并且该烷基的一个或多个h原子可以被f替换；和苯基，该苯基是未取代的或取代有一个或多个取代基，任选地一个或多个c
1-12
烷基，其中一个或多个不相邻的非末端c原子可以被o、s、coo或co替换，以及该烷基一个或多个h原子可以被f替换。
[0119]
如本文所用的，烷基的“非末端”c原子是指除了直链(正烷基链)的甲基c原子或支
化烷基链的甲基c原子以外的烷基的c原子。
[0120]
优选地，l1和l2各自独立地选自下式：
[0121][0122]
其中r是c
1-12
烃基，任选c
1-12
烷基。
[0123]
优选地，包含式(i)基团的电子施主材料是包含式(i)重复单元的聚合物，更优选为包含式(iii)重复基团的聚合物：
[0124][0125]
其中eag2是受电子基团。
[0126]
任选地，式(iii)的重复结构具有式(iiia)：
[0127][0128]
其中x、y、z、r1和eag2如上所述，并且r4在每次出现时独立地为h或取代基。优选地，每个r4独立地选自h或如关于r6、r7、r8和r9所述的取代基。更优选地，每个r4是h。
[0129]
优选地，给电子聚合物的式(i)具有下式：
[0130][0131]
任选地，电子施主材料或电子受主材料的式(i)基团中的r1在每次出现时独立地选自：h；f；c
1-20
烷基，其中一个或多个不相邻的非末端c原子可以被o、s、coo或co替换，并且该烷基的一个或多个h原子可以被f替换；和苯基，该苯基是未取代的或者取代有一个或多个取代基，任选一个或多个c
1-12
烷基，其中一个或多个不相邻的非末端c原子可以被o、s、coo或co替换，以及该烷基一个或多个h原子可以被f替换。
[0132]
任选地，电子施主材料或电子受主材料的式(i)基团中的r2在每次出现时独立地选自：h；c
1-30
烷基，其中一个或多个不相邻的非末端c原子可以被o、s、coo或co替换，并且该
烷基的一个或多个h原子可以被f替换；和芳族基团ar5，任选为苯基，该芳族基团是未取代的或取代有一个或多个取代基，该取代基选自f和c
1-12
烷基，其中一个或多个不相邻的非末端c原子可以被o、s、coo或co替换。
[0133]
优选地，r2选自：h；c
1-30
烷基；未取代的苯基；或取代有一个或多个取代基的苯基，所述取代基选自c
1-12
烷基和c
1-12
烷氧基。
[0134]
任选地，电子施主材料或电子受主材料的式(i)基团中的r3在每次出现时独立地选自：h；f；c
1-20
烷基，其中一个或多个不相邻的非末端c原子可以被o、s、coo或co替换，并且该烷基的一个或多个h原子可以被f替换；si(r2)3；和芳族基团ar5，任选苯基，该芳族基团是未取代的或取代有一个或多个取代基。连接到同一碳原子的两个r2基团可以连接形成环，例如环烷基环或芳族环或杂芳族环，例如芴。
[0135]
ar5的取代基可以选自：f；c
1-30
烷基，其中一个或多个不相邻的非末端c原子可以被o、s、coo或co替换；和cooh或其盐。
[0136]
电子施主材料或电子受主材料的式(i)基团的ar
1-ar6在每次出现时独立地优选为苯或噻吩，其各自任选地且独立地是未取代的或取代有一个或多个取代基。
[0137]
优选地，电子施主材料或电子受主材料的式(i)基团的a1和a2在每次出现时独立地为环己烷，其中任选地一个或多个碳原子被s、nr2或o替换。
[0138]
优选地，a1和a2各自独立地具有下式：
[0139][0140]
其中z和r1如上所述。
[0141]
如果存在a
l
，则优选存在ar
1-ar3中的至少ar1和ar2。
[0142]
如果存在a2，则优选存在ar
4-ar6中的至少ar4和ar5。
[0143]
ar1、ar2、ar3、ar4、ar5、ar6、a1和a2各自独立地且任选地是未取代的或者取代有一个或多个取代基，任选为选自以下的一个或多个取代基：f；c
1-20
烷基，其中一个或多个不相邻的非末端c原子可以被o、s、coo或co替换，并且该烷基的一个或多个h原子可以被f替换；和-b(r
14
)2，其中r
14
在每次出现时为取代基，任选为c
1-20
烃基。
[0144]
z优选为o或nr2。
[0145]
x和y各自优选为s。
[0146]
式(ii)的单价eag1基团可以相同或不同，优选相同。任选地，式(ii)的每个eag选自式(iv)-(xiv)：
[0147]
[0148][0149]
‑‑‑
表示到l1、l2或由式(i)的*所示位置的键。
[0150]
a是5元或6元环，其是未取代的或取代有一个或多个取代基，并且其可以稠合到一个或多个另外的环。
[0151]r10
是h或取代基，优选为选自以下的取代基：c
1-12
烷基，其中一个或多个不相邻的非末端c原子可以被o、s、coo或co替换，并且该烷基的一个或多个h原子可以被f替换；和芳族基团ar7，任选为苯基，该芳族基团是未取代的或者取代有一个或多个取代基，所述取代基选自f和c
1-12
烷基，其中一个或多个不相邻的非末端c原子可以被o、s、coo或co替换。
[0152]
优选地，r
10
是h。
[0153]
j为o或s。
[0154]r13
在每次出现时是取代基，任选为c
1-12
烷基，其中一个或多个不相邻的非末端c原子可以被o、s、coo或co替换，并且该烷基的一个或多个h原子可以被f替换。
[0155]r15
在每次出现时独立地为：h；f；c
1-12
烷基，其中一个或多个不相邻的非末端c原子可以被o、s、coo或co替换，并且该烷基的一个或多个h原子可以被f替换；或芳族基团ar7，任选为苯基，该芳族基团是未取代的或者取代有一个或多个取代基，所述取代基选自f和c
1-12
烷基，其中一个或多个不相邻的非末端c原子可以被o、s、coo或co替换。
[0156]r16
是取代基，优选为选自以下的取代基：
[0157]-(ar9)w，其中ar9在每次出现时独立地是未取代的或者取代的芳基或杂芳基，优选噻吩，且w为1、2或3；
[0158][0159]c1-12
烷基，其中一个或多个不相邻的非末端c原子可以被o、s、coo或co替换，并且该烷基的一个或多个h原子可以被f替换。
[0160]
ar
10
是5元杂亚芳基，优选噻吩或呋喃，其是未取代的或者取代有一个或多个取代基。
[0161]
ar9和ar
10
的取代基(当存在时)任选地选自c
1-12
烷基，其中一个或多个不相邻的非末端c原子可以被o、s、coo或co替换，并且该烷基的一个或多个h原子可以被f替换。
[0162]
z1是n或p。
[0163]
t1、t2和t3各自独立地表示芳基环或杂芳基环，所述芳基环或杂芳基环可以稠合到
一个或多个其它环。t1、t2和t3的取代基(当存在时)任选地选自r
15
的非h基团。
[0164]
ar8是稠合的杂芳族基团，其是未取代的或者取代有一个或多个非h取代基r
10
。
[0165]
式(iv)的优选基团是式(iva)。
[0166]
优选地，至少一个(更优选每个)eag1是式(iva)的基团：
[0167][0168]
其中：
[0169]r10
如上所述；
[0170]
‑‑‑
表示到式(i)的l1、l2或*的连接位置；以及
[0171]
每个x
1-x4独立地为cr
17
或n，其中r
17
每次出现时是h或取代基，该取代基选自c
1-20
烃基和吸电子基团。任选地，吸电子基团是f、cl、br或cn。
[0172]c1-20
烃基r
17
可选自：c
1-20
烷基；未取代的苯基；和取代有一个或多个c
1-12
烷基的苯基。
[0173]
式(va)或(vb)的示例性eag1基团包括：
[0174][0175]
其中ak是c
1-12
亚烷基链，其中一个或多个c原子可以被o、s、co或coo替换；an是阴离子，任选为-so
3-；并且每个苯环独立地是未取代的或者取代有一个或多个取代基，所述取代基选自关于r
10
所述的取代基。
[0176]
式(x)的示例性eag1基团是：
[0177][0178]
式(xii)的示例性eag1基团是：
[0179][0180]
在至少一个eag1是式(xiv)的基团的情形中，式(i)的基团取代有式-b(r
14
)2的基团，其中r
14
在每次出现时是取代基，任选为c
1-20
烃基；
‑‑‑
是结合到式(i)中的*表示的位置；并且
→
是到-b(r
14
)2的硼原子的键。
[0181]
任选地，r
14
选自：c
1-12
烷基；未取代的苯基；和取代有一个或多个c
1-12
烷基的苯基。
[0182]
式(i)的基团、式(xiv)的基团以及式(i)的b(r
14
)2取代基可以连接在一起形成5元环或6元环。
[0183]
在一些实施方案中，式(xiv)的eag选自式(xiva)、(xivb)和(xivc)：
[0184][0185]
式(iii)的二价eag2基团优选地选自：
[0186]-式(ix)-(xi)的二价类似物，其中r
16
是与式(i)的*的键；和
[0187]-式(xii)和(xiii)各自的二价类似物(xiia)和(xiiia)：
[0188][0189]
优选的二价eag2基团是：
[0190][0191]
其中x是s，y是h或取代基，例如c
1-12
烷基或f并且r是r
13
。
[0192]
在一些实施方案中，本体异质结层由电子施主材料和第一电子受主材料组成。在一些实施方案中，本体异质结层包含以下或由以下组成：电子施主材料、第一电子受主材料、以及一种或多种其它电子受主施主材料和/或电子受主材料。在一些实施方案中，本体异质结层包含以下或由以下组成：电子施主材料、第一(非富勒烯)电子受主材料以及第二富勒烯电子受主材料。
[0193]
示例性的富勒烯电子受主材料是c
60
、c
70
、c
76
、c
78
和c
84
富勒烯或其衍生物，包括但不限于pcbm型富勒烯衍生物(包括苯基-c61-丁酸甲基酯(c
60
pcbm)、tcbm型富勒烯衍生物(例如甲苯基-c61-丁酸甲基酯(c
60
tcbm))和thcbm型富勒烯衍生物(例如噻吩基-c61-丁酸甲基酯(c
60
thcbm))。
[0194]
富勒烯衍生物可具有式(iii)：
[0195][0196]
其中a与富勒烯的c-c基团一起形成单环或稠环基团，该基团可以是未取代的或者取代有一个或多个取代基。
[0197]
示例性的富勒烯衍生物包括式(iiia)、(iiib)和(iiic)：
[0198][0199]
其中r
20-r
32
各自独立地为h或取代基。
[0200]
取代基r
20-r
32
在每次出现时任选地且独立地选自：芳基或杂芳基，任选为苯基，其可以是未取代的或者取代有一个或多个取代基；和c
1-20
烷基，其中一个或多个不相邻的非末端c原子可以被o、s、co或coo替换并且一个或多个h原子可以被f替换。
[0201]
芳基或杂芳基的取代基(当存在时)任选地选自c
1-12
烷基，其中一个或多个不相邻的非末端c原子可以被o、s、co或coo替换，并且一个或多个h原子可以被f替换。
[0202]
在一些实施方案中，施主与所述一个或多个受主的重量比为约1:0.5至约1:2。
[0203]
优选地，施主与所述一个或多个受主的重量比为约1:1.1至约1:2。
[0204]
任选地，第一受主的重量大于施主的重量。
[0205]
阳极和阴极中的至少一个是透明的，使得入射在器件上的光可以到达本体异质结层。在一些实施方案中，阳极和阴极都是透明的。
[0206]
对于400-750nm或750-1000nm范围内的波长，每个透明电极优选具有至少70％，任选至少80％的透射率。可根据要与有机光检测器一起使用的光源的发射波长来选择透射率。
[0207]
图1说明了一种布置，其中阴极被设置在基底和阳极之间。在其他实施方案中，阳极可以被设置在阴极和基底之间。
[0208]
opd的面积可以小于约3cm2，小于约2cm2，小于约1cm2，小于约0.75cm2，小于约0.5cm2或小于约0.25cm2。该基底可以是(但不限于)玻璃或塑料基底。基底可以为无机半导体。在一些实施方案中，基底可以是硅。例如，基底可以是硅晶片。如果在使用中入射光要透射穿过基底和由基底支承的电极，则基底是透明的。
[0209]
本体异质结层可以通过任何工艺形成，包括但不限于热蒸发和溶液沉积方法。
[0210]
优选地，通过沉积包含溶解或分散在溶剂或两种以上溶剂的混合物中的配制物来形成本体异质结层，所述配制物包含电子施主材料、第一电子受主材料和本体异质结层中的任何其它成分。可以通过任何涂覆或印刷方法来沉积该配制物，包括但不限于：旋涂、浸涂、辊涂、喷涂、刮刀涂布、线棒涂布、狭缝涂布、喷墨印刷、丝网印刷、凹版印刷和柔性版印刷。
[0211]
配制物中的一种或多种溶剂可任选地包含苯或由苯组成，所述苯取代有选自氯、c
1-10
烷基和c
1-10
烷氧基的一个或多个取代基，其中两个或更多个取代基可连接形成环，所述环可以是未取代的或者取代有一个或多个c
1-6
烷基，任选为甲苯、二甲苯、三甲基苯、四甲基苯、苯甲醚、茚满及其烷基取代的衍生物，以及四氢化萘及其烷基取代的衍生物。
[0212]
所述配制物可包含两种或更多种溶剂的混合物，优选为包含如下的混合物：如上所述的取代有一个或多个取代基的至少一种苯，以及一种或多种其它溶剂。所述一种或多种其它溶剂可以选自酯，任选为烷基或芳基羧酸的烷基酯或芳基酯，任选为c
1-10
烷基苯甲酸酯，苯甲酸苄基酯或二甲氧基苯。在优选的实施方案中，将三甲基苯和苯甲酸苄基酯的混合物用作溶剂。在其它优选实施方案中，将三甲基苯和二甲氧基苯的混合物用作溶剂。
[0213]
除了电子受主、电子施主和所述一种或多种溶剂之外，该配制物还可包含其它组分。作为这样的组分的实例，可以提及：粘合剂，消泡剂，脱气剂，粘度增强剂，稀释剂，助剂，流动改进剂，着色剂，染料或颜料，敏化剂，稳定剂，纳米颗粒，表面活性化合物，润滑剂，润湿剂，分散剂和抑制剂。
[0214]
阳极和阴极中的每一个可以独立地是单个导电层或者可以包括多个层。
[0215]
有机光响应器件可以包含除图1所示的阳极、阴极和本体异质结层之外的层。在一些实施方案中，将空穴传输层设置在阳极和本体异质结层之间。在一些实施方案中，将电子传输层设置在阴极和本体异质结层之间。在一些实施方案中，将功函数调节层设置在本体异质结层和阳极之间，和/或设置在本体异质结层和阴极之间。
[0216]
电路可以包括opd，其连接到用于向器件施加反向偏压的电压源和/或配置为测量光电流的器件。施加到光检测器的电压可以是可变的。在一些实施方案中，光检测器在使用时可以被连续偏置。
[0217]
在一些实施方案中，光检测器系统包含多个如本文所述的光检测器，诸如相机的图像传感器。
[0218]
在一些实施方案中，传感器可包含如本文所述的opd和光源，其中所述opd被配置为接收从所述光源发射的光。
[0219]
在一些实施方案中，来自光源的光在到达opd之前可以改变或可以不改变。例如，在光到达opd之前其可以被反射、过滤、下变频或上变频。
[0220]
如本文所述的有机光响应器件可以是有机光伏器件或有机光检测器。本文所述的有机光检测器可用于广泛的应用中，包括但不限于检测环境光的存在和/或亮度，以及用于
包含有机光检测器和光源的传感器中。可以配置所述光检测器使得从光源发射的光入射在该光检测器上，并且可以检测光的波长和/或亮度的变化，例如由于来自物体(例如设置在光源和有机光检测器之间的光路中的样品中的目标材料)的光的吸收、反射和/或发射。所述样品可以是非生物样品例如水样品，或取自人类或动物受试者的生物样品。所述传感器可以是但不限于：气体传感器、生物传感器、x射线成像器件、图像传感器(例如相机图像传感器)、运动传感器(例如用于安全应用)、接近传感器或指纹传感器。1d或2d光电传感器阵列可以在图像传感器中包括多个如本文所述的光检测器。
[0221]
实施例
[0222]
配制物实施例1
[0223]
将半导体聚合物1(电子施主)、coi8dfic(非富勒烯电子受主)和pcbm(富勒烯电子受主)溶解在1,2,4-三甲基苯:1,2-二甲氧基苯(95:5v/v)中，其中聚合物：coi8dfic：pcbm的重量比为1:1.05:0.45。
[0224][0225]
半导体聚合物实施例1
[0226]
[0227][0228]
比较性配制物1a
[0229]
为了比较，按关于配制物实施例1所述制备配制物，区别在于用非富勒烯受主ieico-4f代替coi8dfic：
[0230][0231]
比较性配制物1b
[0232]
为了比较，按关于配制物实施例1所述制备配制物，区别在于用非富勒烯受主ieico-4cn代替coi8dfic：
[0233][0234]
比较性配制物2
[0235]
为了比较，按关于配制物实施例1所述制备配制物，区别在于用比较性聚合物实施例1ptb7-th代替半导体聚合物实施例1：
[0236][0237]
表1提供了ieico-4f、ieico-4cn和coi8dfic的homo、lumo和带隙值。
[0238]
通过方波伏安法进行homo和lumo测量，使用具有软件(ij cambria scientific ltd)的chi660d电化学工作站、chi 104的3mm玻璃碳盘片工作电极(ij cambria scientific ltd)、铂丝辅助电极和参比电极(ag/agcl)(havard apparatus ltd)。使用乙腈(可作为hi-dry无水级-romil获得)作为电池溶液的溶剂。可使用二茂铁(可获自fluka)作为参比标准。可使用四丁基六氟磷酸铵(可获自fluka)作为电池溶液的盐。从在甲苯中的稀溶液(0.3w％)测量homo和lumo值。测量电池包含电解质、玻璃碳工作电极、铂对电极和ag/agcl参比玻璃电极。在实验结束时将二茂铁添加到电池中作为参比材料(lumo(二茂铁)＝-4.8ev)。
[0239]
表1
[0240] homo(ev)lumo(ev)带隙(ev)ieico-4cn-5.39-4.121.27ieico-4f-5.27-3.911.36coi8dfic-5.35-3.921.43
[0241]
器件实施例1
[0242]
制备具有以下结构的器件：
[0243]
阴极/施主:受主层/阳极
[0244]
用聚乙烯亚胺(peie)处理涂有氧化铟锡(ito)的玻璃基底，以调节ito的功函数。
[0245]
通过棒涂在调节的ito层上方沉积约600nm厚的配制物实施例1的本体异质结层。将所得层在真空下于80℃干燥。
[0246]
通过旋涂在施主/受主混合物层上方形成可获自heraeus的阳极(clevios hil-e100)。
[0247]
比较器件1a、1b和2
[0248]
按关于器件实施例1所述制备比较器件1a、1b和2，区别在于分别使用比较配制物1a、1b和2代替配制物实施例1。
[0249]
比较器件1a中使用的ieico-4f的带隙小于器件实施例1中使用的coi8dfic的带隙，这将表明比较器件1将更有效吸收长波长的光。然而，参照图2，在约900-1000nm范围内
的波长下，器件实施例1的外部量子效率令人惊讶地大于比较器件1的外部量子效率。
[0250]
在比较器件1b中，受主ieico-4cn的带隙比ieico-4f的带隙更小。参考图3a和3b，在高于约1000nm的波长下，该器件具有比器件实施例1更高的外部量子效率，然而比较器件1b具有显著更高的暗电流。
[0251]
参考图4a，在大于约900nm的波长下，器件实施例1的外部量子效率大于比较器件2的外部量子效率。
[0252]
参考图4b，器件实施例1的暗电流低于比较器件2的暗电流。