當與傳統(tǒng)的娃基器件相比時，具有許多潛在的優(yōu)點。有機PV電池重 量輕，材料使用經(jīng)濟，并可沉積在低成本襯底例如軟質(zhì)塑料巧上。一些最佳有機PV的報告 效率是10%左右。然而，為了商業(yè)化，必須通過新材料和器件設(shè)計方法進一步改善器件效 率。
[0032] 提高有機PV的功率轉(zhuǎn)換效率（PC巧的一種有效手段是將器件感光度擴大到近紅 外（NIR)光譜區(qū)中。該可通過利用在長波長下有強吸收的供體和/或受體材料、或利用有 兩個或更多個疊層子電池的串聯(lián)結(jié)構(gòu)實現(xiàn)，所述子電池各自具有集中在不同光譜區(qū)的光吸 收。雖然已經(jīng)開發(fā)了可用于有機PV器件的許多聚合物，但設(shè)計和合成具有顯著NIR吸收的 分子可W是既困難又耗時的。此外，由于許許多多的層和參數(shù)必須被優(yōu)化，串聯(lián)設(shè)計和制造 可能是復(fù)雜的。事實上，兩個或更多個聚合物有機PV子電池利用溶液加工進行疊層，其中 用于沉積一個層的溶劑可W溶解前面沉積的子電池，對制造提供了難W克服的挑戰(zhàn)。
[0033] 已經(jīng)報告了滲合兩種聚合物供體可W提高供吸收的波長范圍，導(dǎo)致短路電流密度 化。）和PCE增加。還報告了用于聚合物供體的小分子添加劑增加有機PV電池的吸收波長 范圍。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0034] 本文中公開了具有供體混合物的有機光敏光電子器件，所述供體混合物包含至少 一種有機聚合物供體材料和至少一種方酸供體。所述供體混合物可W擴大所述器件的吸收 范圍并可W改善Jse和PCE。
[0035] 在一種實施方式中，有機光敏光電子器件包含疊置關(guān)系的兩個電極、位于所述兩 個電極之間的光活化區(qū)，其中所述光活化區(qū)包含供體混合物和有機受體材料，所述供體混 合物包含至少一種有機聚合物供體材料和至少一種方酸供體。
[0036] 在一些實施方式中，所述至少一種方酸供體在一種或多種波長處具有最大吸收 率，所述至少一種方酸供體的最大吸收率是所述至少一種有機聚合物供體材料在所述一種 或多種波長處的吸收率的至少兩倍大。
[0037] 在一些實施方式中，所述至少一種方酸供體在比所述至少一種有機聚合物供體材 料的最大吸收率更長的波長處具有最大吸收率。
[003引在一些實施方式中，所述至少一種方酸供體在從450至950nm的一種或多種波長 處具有至少103cnTi的吸收率。在一些實施方式中，所述至少一種方酸供體在從450至950nm 的一種或多種波長處具有至少lOScnfi的吸收率。
[0039] 在一些實施方式中，所述供體混合物包含所述至少一種有機聚合物供體材料和所 述至少一種方酸供體，聚合物供體：方酸比率按重量計從1:0. 005至1:0. 2。在一些實施方 式中，聚合物供體：方酸比率按重量計范圍從1:0. 01至1:0. 1。
[0040] 在一些實施方式中，所述供體混合物和所述有機受體材料形成供體-受體異質(zhì) 結(jié)。在一些實施方式中，所述供體-受體異質(zhì)結(jié)選自混合異質(zhì)結(jié)、本體異質(zhì)結(jié)、平面異質(zhì)結(jié)、 和雜化平面-混合異質(zhì)結(jié)。
[004U 在一些實施方式中，所述至少一種方酸供體選自2,4-雙[4-(N，N-二異了基氨 基）-2, 6-二哲基苯基]值BSQ)，2, 4-雙[4-N-巧挫并-2, 6-二哲基苯基]方酸（CBZS曲， 2,4-雙[4-N-吩唾嗦并-2,6-二哲基苯基]方酸（PTS曲，2,4-雙[4-(N，N-二苯基氨 基）-2,6-二哲基苯基]方酸值PS曲，2,4-雙[4-(N-苯基-1-蒙基氨基）-2,6-二哲 基苯基]方酸（1NPSQ)，2,4-雙[4-(N-苯基-2-蒙基氨基）-2,6-二哲基苯基]方酸 (2NPSQ)，（2-[4-饑N-二異了基氨基）-2, 6-二哲基苯基]-4-二苯基氨基}方酸扣SS曲， (2-[4-(N，N-二苯基氨基）-2, 6-二哲基苯基]-4-二苯基氨基}方酸值PUSQ)，和二苯基氨 基-方酸醋（YSQ)。
[0042] 在一些實施方式中，所述至少一種有機聚合物供體材料選自聚唾吩、聚巧挫、聚 巧、聚二唾吩并唾咯、聚苯并二唾吩、及其共聚物。
[0043] 在一些實施方式中，所述至少一種有機聚合物供體材料選自聚巧-甲 氧基-5-(2' -己基己氧基）-對亞苯基亞己締基]，聚（3-己基唾吩）（p3HT)，聚 巧，6-(4,4-雙-(2-己基己基）-軸-環(huán)戊并巧，1斗；3,4斗']二唾吩-交替-4,7-(2，1，3-苯 并唾二挫）]，聚陽-9"-十烷基-2, 7-巧挫-交替-5, 5-(4'，7' -二-2-唾吩 基-2'，1'，3' -苯并唾二挫）]，聚（4, 4-二辛基二唾吩并（3, 2-b: 2'，3' -d)唾咯）-2, 6-二 基-交替-(2, 1,3-苯并唾二挫）-4,7-二基），聚化6-4, 8-二巧-己基己基唾吩基）苯并 [1，2-b;3, 4-b]二唾吩-交替-5-二了基辛基-3, 6-雙（5-漠唾吩-2-基）化咯并巧，4-C] 化咯-1，4-二酬}，聚巧，7- (9, 9-二癸基巧）-交替-5, 5- (4, 7-二-2-唾吩基-2, 1，3-苯 并唾二挫）]，和唾吩并巧，4-b]-唾吩與苯并二唾吩的交替共聚物。
[0044] 在一些實施方式中，所述有機受體材料包含選自巧、蒙、富勒締及其衍生物的至少 一種化合物。
[0045] 在某些實施方式中，所述至少一種有機聚合物供體材料是P3HT，并且所述有機受 體材料包含富勒締或其衍生物。
[0046] 本文中還公開了制造有機光敏光電子器件的方法，所述方法包括在第一電極上 方沉積光活化區(qū)，并在所述光活化區(qū)上方沉積第二電極，其中所述光活化區(qū)包含供體混合 物和有機受體材料，所述供體混合物包含至少一種有機聚合物供體材料和至少一種方酸供 體。
[0047] 在一些實施方式中，在第一電極上沉積光活化區(qū)包括在所述第一電極上方共同沉 積所述至少一種有機聚合物供體材料和所述至少一種方酸供體，并在所述第一電極上方沉 積所述有機受體材料，其中所述至少一種有機聚合物供體材料和所述至少一種方酸供體的 共同沉積發(fā)生于在所述第一電極上方沉積所述有機受體材料之前或之后。在一些實施方式 中，所述至少一種有機聚合物供體材料和所述至少一種方酸供體W按重量計從1:0. 005至 1:0.2的比率共同沉積。
[0048] 在其他實施方式中，在第一電極上方沉積光活化區(qū)包括在所述第一電極上方共同 沉積所述至少一種有機聚合物供體材料、所述至少一種方酸供體和所述有機受體材料。在 一些實施方式中，所述至少一種有機聚合物供體材料、所述有機受體材料和所述至少一種 方酸供體W按重量計從1:0. 5:X至1:1. 5:x的聚合物供體：受體：方酸比率共同沉積，其 中X表示從0. 005至0. 2的數(shù)值。
【附圖說明】
[0049] 附圖納入本說明書并構(gòu)成本說明書的一部分。
[0050] 圖1顯示了根據(jù)本公開的有機光敏光電子器件的示意圖。
[0051] 圖2顯示了其中所述供體混合物與所述受體材料接觸、形成供體受體異質(zhì)結(jié)的器 件示意圖的例子。
[0化2] 圖3A顯示了P3HT:PCBM:DBSQ膜在不同濃度DBSQ下的紫外線-可見光吸收譜；和 3B顯示了P3HT:PCBM:DBSQ膜在不同濃度DBSQ下的X-射線衍射光譜。
[0化引 圖4顯示了W下膜的原子力顯微圖像：(A)P3HT:PCBM膜；炬)P3HT:PCBM:5重量％ DBSQ膜；和（C)P3HT:PCBM: 10重量％DBSQ膜。全部膜在120°C退火10分鐘。掃描面積是 5ymx5ym。
[0化4]圖5顯示了P3HT:PCBM:DBSQ光伏電池在不同濃度DBSQ下（A)電流密度對電壓； 炬）功率轉(zhuǎn)換效率對強度；和（C)外量子效率對波長的曲線。
[0化5]圖 6A顯示了P3HT、P3HT:PCBM、P3HT:PCBM:5 重量 ％DBSQ和P3HT:PCBM: 10 重量 ％DBSQ膜的光致發(fā)光譜；和6B顯示了在600和800nm波長之間的低強度區(qū)的擴展曲線。
【具體實施方式】
[0056] 在本文中使用時，術(shù)語"共同沉積"可W包括同時將材料獨立地（從不同來源）沉 積在襯底上，其中所述材料的比率可通過各材料的沉積速率控制。在一些情況下，"共同沉 積"的材料可W相繼沉積并經(jīng)受進一步的加工，例如熱退火或溶劑退火，W形成混合物。汽 相沉積方法是該些方式的實例?；蛘?，"共同沉積"可W包括W期望比率混合所述材料并將 所述混合材料沉積在襯底上。流體溶液沉積方法是該種替代方式的實例。
[0057] 術(shù)語"電極"和"接觸"在本文中用于指示提供介質(zhì)的層，所述介質(zhì)將光生電流傳 遞到外電路或?qū)⑵秒娏骰螂妷禾峁┙o所述器件。也就是說，電極或接觸，提供了有機光敏 光電子器件的活性區(qū)與導(dǎo)線、引線、跡線或用于將電荷載流子輸送到外電路或從所述外電 路輸出的其他機構(gòu)之間的界面。陽極和陰極是實例。美國專利No. 6, 352, 777針對它的電 極公開內(nèi)容在本文中引為參考，提供了可W用于光敏光電子器件的電極或接觸的實例。在 光敏光電子器件中，可能希望允許器件外部的最大量環(huán)境電磁福射進入所述光電導(dǎo)活性的 內(nèi)部區(qū)域。也就是說，所述電磁福射必須到達光電導(dǎo)層，在此它可通過光電導(dǎo)吸收轉(zhuǎn)變?yōu)殡?力。該經(jīng)常要求至少一個所述電接觸應(yīng)該最低限度地吸收和最低限度地反射所述入射的電 磁福射。在一些情況下，該樣的接觸應(yīng)該是透明的或至少半透明的。當電極容許相關(guān)波長 中的環(huán)境電磁福射的至少50%傳送過它時，則該電極被說成是"透明的"。當電極容許相關(guān) 波長的環(huán)境電磁福射的一部分、但是少于50%透射時，則該電極被說成是"半透明的"。對向 的電極可W是反射性材料，使得透過所述電池而沒有被吸收的光通過所述電池反射回來。 [0化引在本文中使用和描繪時，"層"是指主要尺寸是X-Y、即沿著其長度和寬度的光敏器 件的構(gòu)件或元件。應(yīng)該理解，術(shù)語層不一定限于單個材料層或薄片。另外，應(yīng)該理解，某些 層的表面，包括該種層與其他材料或?qū)拥慕缑?，可W是不完美的，其中所述表面呈現(xiàn)與其他 材料或?qū)拥幕ゴ?、纏結(jié)或盤繞的網(wǎng)絡(luò)。類似地，還應(yīng)該理解，層可W是不連續(xù)的，因