VW內的材料。在某些實施方式中,所具有的HOMO能在所述至少一種供體材料的 HOMO能的0. 3eVW內、0. 2eVW內、0.leVW內或0. 〇5eVW內的材料是與所述至少一種供體 材料相同的材料。
[0069] 在一些實施方式中,所述第二光活性層120具有的厚度在所具有的HOMO能在所 述至少一種供體材料的HOMO能的0. 3eVW內的材料的激子擴散長度的2倍W內,1. 5倍W 內,或1倍W內。在一些實施方式中,所述第二光活性層具有的厚度在所具有的HOMO能在 所述至少一種供體材料的HOMO能的0. 3eVW內的材料的激子擴散長度的5nmW內,4nmW 內,3皿W內,2皿W內,1皿W內,或0. 5皿W內。在某些實施方式中,所述第二光活性層具 有的厚度小于60皿,小于50皿,小于40皿,小于30皿,小于25皿,小于20皿,小于15皿,小于 lOnm,小于8nm,小于5nm,小于3nm,或小于Inm。
[0070] 在一些實施方式中,所述第一光活性層140具有的厚度在所具有的LUMO能在所述 至少一種受體材料的LUMO能的0. 3eVW內的材料的激子擴散長度的2倍W內、1.5倍W內、 或1倍W內,并且所述第二光活性層120具有的厚度在所具有的HOMO能在所述至少一種供 體材料的HOMO的0. 3eVW內的材料的激子擴散長度的2倍W內、1. 5倍W內、或1倍W內。
[0071] 如圖3中所示,本文中還公開了有機光敏光電子器件200,其包含;處于疊置關系 的兩個電極210和250 ;位于所述兩個電極之間的混合光活性層230,其中所述混合光活性 層具有第一邊界界面260和第二邊界界面270并包含具有HOMO能的至少一種供體材料和 具有LUM0能的至少一種受體材料,其中所述混合層中的所述至少一種受體材料的濃度在 第一邊界界面260處最高并朝著第二邊界界面270的方向降低,并且其中所述混合層中的 所述至少一種供體材料的濃度在第二邊界界面270處最高并朝著第一邊界界面260的方向 降低訊
[0072] 與所述混合光活性層相鄰并與第二邊界界面270面接的光活性層220,其中所述 光活性層包含所具有的HOMO能在所述至少一種供體材料的HOMO能的0. 3eVW內的材料。
[0073] 如圖3所示,在一些實施方式中,混合光活性層230與電極250相鄰和面接。在 其他實施方式中,所述器件還可W包含在電極250和混合光活性層230之間的至少一個 緩沖層。所述至少一個緩沖層可W與所述混合光活性層相鄰布置并可W與其面接。所述 緩沖層可W選擇,W免抑制電子傳輸到電極250。在一些實施方式中,所述緩沖層是電子 傳輸材料。在一些實施方式中,所述緩沖層是激子阻擋型電子傳輸材料。所述緩沖層可 W包含本領域已知的材料,例如有機材料。緩沖材料的實例包括但不限于浴銅靈炬CP), 紅菲繞咐炬化en),l,4, 5, 8-蒙-四駿酸二酢(NTCDA),3, 4, 9, 10-巧四駿酸雙苯并咪挫 (PTCBI),1,3,5-S(N-苯基苯并咪挫-2-基)苯(TPBi),S(己酷基丙酬酸根合)釘(III) (Ru(acac)3),和苯酪侶(III) (Alq20PH),N,N'-二苯基-N,N'-雙-a-蒙基聯苯胺(NPD), S(8-哲基嗟咐)侶(Alq3),和巧挫聯苯(CB巧。在一些實施方式中,所述緩沖層是自組裝 單層。
[0074] 如前所述,所述電極的一個可W是陽極,而另一個電極可W是陰極。例如,在圖3 中,電極210可W是陽極,而電極250可W是陰極。
[0075] 混合光活性層230是緩變異質結層。它包含如本文中描述的至少一種具有HOMO 能的供體材料和至少一種具有LUM0能的受體材料。
[0076] 如圖3中所示,光活性層220與混合光活性層230相鄰并與第二邊界界面270面 接。所述光活性層相對于所述混合光活性層的所述至少一種受體材料可W是供體,并且可 W促進空穴傳輸到電極210。在所述光活性層中產生的激子可擴散到所述混合光活性層 (即,所述緩變異質結層),在其中它們可W解離成電子和空穴。所述光活性層包含所具有 的HOMO能在所述混合光活性層的所述至少一種供體材料的HOMO能的0. 3eVW內、0. 2eV W內、0.levW內、或0. 〇5eVW內的材料。在一些實施方式中,構成所述光活性層的材料的 至少50%、至少60%、至少70%、至少80%、至少90%、至少95%、至少96%、至少97%、至 少98%、至少99%或至少99. 9%是所具有的HOMO能在所述至少一種供體材料的HOMO能 的0. 3eVW內、0. 2eVW內、0.levW內或0. 〇5eVW內的材料。在某些實施方式中,所具有 的HOMO能在所述至少一種供體材料的HOMO能的0. 3eVW內、0. 2eVW內、0.leVW內、或 0. 05eVW內的材料是與所述至少一種供體材料相同的材料。
[0077] 在一些實施方式中,所述光活性層220具有的厚度在所具有的HOMO能在所述至少 一種供體材料的HOMO的0. 3eVW內的材料的激子擴散長度的2倍W內、1. 5倍W內、或1倍 W內。在一些實施方式中,所述光活性層具有的厚度在所具有的HOMO能在所述至少一種供 體材料的HOMO能的0. 3eVW內的材料的激子擴散長度的5皿W內,4皿W內,3皿W內,2皿W內,InmW內,或0. 5nmW內。在某些實施方式中,所述光活性層具有的厚度小于60nm,小 于50nm,小于40加1,小于30nm,小于25nm,小于20nm,小于15nm,小于lOnm,小于8nm,小于 5nm,小于3nm,或小于Inm。
[007引本公開的有機光敏光電子器件還可W包含本領域已知用于該樣的器件的附加層。 例如,器件還可W包含電荷載流子傳輸層和/或緩沖層例如一個或多個阻擋層,例如激子 阻擋層巧化)。該些附加層可W位于電極和所述光活性層之間。阻擋層的實例描述于美國 專利公布No. 2012/0235125和 2011/0012091 中與美國專利No. 7, 230, 269和6, 451,415 中, 它們針對它們的阻擋層公開內容在此引為參考。
[0079] 另外,所述器件還可W包含至少一個平滑層。平滑層可W位于,例如,所述光活 性層與所述電極的任一個或二者之間。包含3, 4-聚己締二氧唾吩:聚苯己締橫酸醋 (PED0T:PS巧的膜是平滑層的實例。
[0080] 本公開的有機光敏光電子器件可W作為包含兩個或更多個子電池的串聯器件存 在。子電池,在本文中使用時,是指器件的組件,其包含至少一個供體-受體異質結。當子 電池獨立地用作光敏光電子器件時,它通常包括整套電極。串聯器件可W包含電荷轉移材 料、電極、或電荷復合材料或在串聯的供體-受體異質結之間的隧道結。在一些串聯構造 中,相鄰的子電池利用共同的、即共用的電極、電荷轉移區或電荷復合區是可能的。在其它 情況下,相鄰的子電池不共用共同的電極或電荷轉移區。所述子電池可W并聯或串聯電連 接。
[0081] 在一些實施方式中,電荷轉移層或電荷復合層可W選自A1、Ag、Au、Mo〇3、Li、LiF、 811、1'1、胖〇3、氧化銅錫(11'0)、氧化錫訂0)、氧化嫁銅錫佑口0)、氧化鋒狂0)、或氧化鋒銅錫 狂ITO)。在另一種實施方式中,所述電荷轉移層或電荷復合層可W包含金屬納米簇、納米粒 子、或納米椿。
[0082] 本公開的器件可W是,例如光電檢測器、光電導體、或光伏器件,例如太陽能電池。
[0083] 層和材料可W利用本領域已知的技術沉積。例如,本文中描述的層和材料可W從 溶液、蒸氣或二者的組合沉積或共同沉積。在一些實施方式中,有機材料或有機層可通過溶 液加工沉積或共同沉積,例如通過選自旋涂、旋轉誘鑄、噴涂、浸涂、刮刀涂布、噴墨印刷、或 轉印的一種或多種技術。
[0084] 在其他實施方式中,有機材料可W利用真空蒸發例如真空熱蒸發、有機氣相沉積 或有機蒸氣噴印沉積或共同沉積。
[0085] 本公開的緩變異質結層可W通過改變沉積條件來制造。例如,所述混合層中供體 和受體材料的濃度梯度可通過改變各材料的沉積速率來控制。
[0086] 應該理解,本文中描述的實施方式可W結合多種多樣的結構使用。功能性有機光 伏器件可W通過W不同的方式組合所描述的各種層而獲得,或者層可W根據設計、性能和 成本因素整個省去。也可W包括沒有特別說明的附加層。可W使用具體描述的材料W外的 材料。本文中給予各種層的名稱沒有嚴格限制的意圖。
[0087] 除了在實施例中,或者在另外指明的情況下,說明書和權利要求書中使用的表示 成分的量、反應條件、分析測量值等等的所有數值將被理解為在所有情況下被術語"約"修 飾。因此,除非有相反的指示,說明書和所附的權利要求書中闡述的數值參數是近似值,其 可w根據本公開希求獲得的期望性質而變動。起碼,并且不試圖限制權利要求范圍的等效 原則的應用,每個數值參數應該根據有效位數的數量和平常的四舍五入方式來解讀。
[008引盡管闡述本公開的廣義范圍的數值范圍和參數是近似值,但除非另有說明,在具 體實施例中闡述的數值是盡可能精確地報告的。然而,任何數值,固有地包含必然從它們各 自的試驗測量值中存在的標準差產