专利名称：具有非平面卟啉的有机光敏光电子器件的制作方法
技术领域：
本发明一般地涉及有机光敏光电子器件。更具体地说，本发明涉及包含至少一个非平面卟啉的有机光敏光电子器件。
背景技术：
光电子器件依靠材料的光学和电子学性质，以电子学方式产生或检测电磁福射，或从周围电磁辐射产生电。光敏光电子器件将电磁辐射转化成电信号或电。太阳能电池，还称作光致电压(“PV”)器件，是一种类型的被特别地用于产生电能的光敏光电子器件。光导电池是一种类型的被用于与信号检测线路连接的光敏光电子器件，所述信号检测线路监控所述器件对由于吸收的光所导致的检测改变的阻抗。光检测器，其可接受被施加的偏压，是一种类型的被用于与电流检测线路连接的光敏光电子器件，所述电流检测线路检查当所述光检测器暴露于电磁福射下时产生的电流。这三种类型的光敏光电子器件可根据是否存在整流结而有所区别，还根据所述器件是否采用外加电压(亦称偏压)进行操作而有所区别。光导电池不具有整流结，一般使用偏压进行操作。PV器件具有至少一个整流结，不使用偏压进行操作。光检测器具有至少一个整流结，然而通常不总是使用偏压进行操作。本文使用的术语“整流”特别地是指具有不对称传导特征的界面，S卩，该界面支持电荷传输优选位于一个方向上。术语“半导体”是指当载流子通过热激发或电磁激发被诱导时可导电的材料。术语“光导”一般地是指这样一种过程，在该过程中，电磁辐射能被吸收并从而被转化为电荷载体的激发能，使得该载体可以在材料内传导(即，传输)电荷。术语“光导材料”是指半导体材料，该半导体材料由于它们吸收电磁辐射以产生电荷载体的性质而被利用。当适当能量的电磁辐射入射到有机半导体材料上时，光子可以被吸收以产生激发的分子态。在有机光导材料中，这一产生的分子态一般被认为是“激子”，即，处于束缚状态的电子-空穴对，其作为准粒子被传输。激子在成对重组合(“猝熄”)之前具有明显的寿命，这是指最初的电子和空穴彼此重组合(与来自其它对的空穴或电子的重组合相反)。为了产生光电流，形成激子的电子-空穴一般地在整流结处被分离。在光敏器件的情况中，整流结被称为光致电压异质结。有机光致电压异质结的类型包括在供体材料和受体材料的界面处形成的供体-受体异质结，和在光导材料和金属的界面处形成的肖特基-势垒异质结。图I是说明一个供体-受体异质结的例子的能级图。在有机材料的背景下，术语“供体”和“受体”是指两种接触但不同的有机材料的最高占据分子轨道(“HOMO”)和最低未占分子轨道(“LUM0”)能级的相对位置。如果与另一种材料接触的一种材料的LUMO能级低，则后一种材料被称为受体。否则该材料被称作供体。在缺乏外加偏压时，对于电子在供体-受体结处移动进入受体材料是能量有利的。如果第一能级接近真空能级10，则本文使用的第一 HOMO或LUMO能级“大于”或 “高于”第二 HOMO或LUMO能级。更高的HOMO能级相当于相对于真空能级具有更小的绝对能量的电离电势(“IP”)。类似地，更高的LUMO能级相当于相对于真空能级具有更小的绝对能量的电子亲合势(“EA”)。在常规的能级图上(真空能级位于顶部)，材料的LUMO能级高于该相同材料的HOMO能级。在供体152内吸收光子6或受体154产生激子8之后，激子8在整流界面处分离。供体152传输空穴(空心圈)和受体154传输电子(黑圈)。有机半导体的重要性质是载流子迁移率。迁移率测量了载流子响应电场可以移动经过导电材料的容易程度。在有机光敏器件的背景下，由于高电子迁移率而导致优先由电子进行传导的材料可被称为电子传输材料。由于高空穴迁移率而导致优先由空穴进行传导的材料可被称为空穴传输材料。在器件中由于迁移率和/或位置而导致优先由电子进行传导的层可被称为电子传输层(“ETL”)。在器件中由于迁移率和/或位置而导致优先由空穴进行传导的层可被称为空穴传输层(“HTL”)。优选地，然而并非一定地，受体材料是电子传输材料以及供体材料是空穴传输材料。基于载体迁移率和相对HOMO和LUMO能级，在光致电压异质结中如何将两个有机光导材料作为一对用作供体和受体是本领域公知的，并且不在本文进行解说。块状半导体(bulk semiconductors)以及绝缘体的一个普通特征是“带隙”。带隙是在充满电子的最高能级与空的最低能级之间的能差。在无机半导体或无机绝缘体中，该能差是在价带边缘(价带的顶部)和导带边缘(导带的底部)之间的差。在有机半导体或有机绝缘体中，该能差是在HOMO和LUMO之间的差。纯材料的带隙缺乏其中可存在电子和空穴的能量状态。唯一可用的传导用载体是具有足够的被激发跨越带隙的能量的电子和空穴。通常，半导体与绝缘体相比具有相对小的带隙。就有机半导体的能带模型而言，只有在带隙的LUMO侧上的电子是载流子，以及只有在带隙的HOMO侧上的空穴是载流子。本领域中关于有机光敏器件(包括它们的一般构造，特性，材料和特征)的另外的背景解释和说明可参见Forrest等人的美国专利No. 6，657，378, Forrest等人的美国专利No. 6，580, 027，Bulovic等人的美国专利No. 6，352，777，所有这些公开作为参考被并入本文。小分子太阳能电池的性能，通过研究它们在黑暗条件下和在光照条件下的特征性IV应答来测定。通过下式\功率转换效率nP取决于开路电压(V。。)、短路电流密度CL。)和占空系数(FF)np= (JscXV0cXFF)P0(I)其中P。是入射光强。这里，FF取决于串联电阻并且对于高性能的小分子量有机光致电压而言一般为0. 5到0. 65。最大Js。通过有机物吸收之间的重叠、太阳光谱和消光系数以及吸收层的厚度和其它因素来确定。然而，光电流高度地依赖于材料的电荷传输性质，因为对电荷流的电阻率代表对电池性能的重要挑战2。当提到电池性能时另一个被认为是重要的参数是激子扩散长度。材料的激子扩散长度代表激子在重组合之前可移行的距离。因此，为了相对于由被吸收的光子产生的激子的数目实现高百分数的载流子，优选在异质结的约LD内形成激子。激子扩散长度Ld与激子扩散系数D和激子寿命T有关，由下式表示Ld = 对于有机半导体而言，激子扩散长度相对于光学吸收长度La —般较短，因此由于激子到达用于电荷分离的供体-受体界面的相对低的能力而限制了要使用的有机层的厚度。这一效果不仅抑制了吸收材料的量，而且产生了分离的电荷的阻抗途径，其对于有效的光转化而言是不希望的L在有机太阳电池中Voc的来源并未充分了解3’4。有些人建议其主要取决于在双层电池的不均-界面(称为界面间隙Ig)处的受体类材料的最低未占分子轨道(LUMO)和供体类材料的最高占据分子轨道(HOMO)之间的能差5。然而，有些人已经注意到在该Ig和被观测的Voc之间没有明显关系，并且认为该电压受到化学势梯度的控制，所述化学势梯度将根据载体迁移率而定6。然而，显然Voc不反映被吸收的光子的总能量并且该能量必需在能量转换过程期间丧失。这些丧失迄今为止没有被解决，并且当评估开路电压的基础时必需谨慎进行。发明概述本发明提供了包含至少一个非平面式⑴的卟啉的光敏光电子器件
权利要求
1.有机光敏光电子器件，其包含至少一个非平面的式(I)的卟啉R R(I) 其中 M 选自 Sc，Y，La, Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Mn, Tc, Re, Fe, Ru, Os, Co, Rh, Ir, Ni,Pd, Pt, Cu, Ag, Au, Zn, Cd, Hg, Al, Ga, In, Tl, Si, Ge, Sn, Pb, P，As, Sb, Bi, S，Se, Te, Po, Cl,Br, I, At，镧系元素，锕系元素和2H ； R’独立地选自Cl原子，Br原子，I原子，At原子，和包含与卟啉的内消旋碳原子连接的价原子的化学基团，其中价原子选自B，C，N，O，Si，P，S，Ge，As，Se，In，Sn，Sb，Te，Tl，Pb，Bi和Po ;和 R独立地选自Cl原子，Br原子，I原子，At原子，和包含与吡咯环的P原子连接的价原子的化学基团，其中价原子选自 B，C，N，O，Si，P，S，Ge，As，Se，In，Sn，Sb，Te，Tl，Pb，Bi和Po，或者与同一吡咯环连接的两个相邻R基团与该吡咯环的两个P碳原子一起形成碳环基团或杂环基团。
2.权利要求I的器件，其中在至少一个R’或R基团中的价原子是C。
3.权利要求2的器件，其中至少一个R’或R基团独立地选自烷基，被取代的烷基，烯基，被取代的稀基，块基，被取代的块基，环烧基，被取代的环烧基，环稀基，被取代的环稀基，环块基，被取代的环块基，芳基，被取代的芳基，杂环基和被取代的杂环基。
4.权利要求3的器件，其中 被取代的烷基是被至少一个独立地选自以下的基团取代的烷基环烷基，环烯基，环块基，芳基，杂环基，轻基，烧氧基，稀基氧基，块基氧基，环烧基氧基，环稀基氧基，环块基氧基，芳基氧基，烧基擬基氧基，环烧基擬基氧基，环稀基擬基氧基，环块基擬基氧基，芳基擬基氧基，硫醇基，烧基硫基，环烧基硫基，环稀基硫基，环块基硫基，芳基硫基，甲酸基，酸基，氨基甲酰基，氨基，被至少一个烷基、烯基或炔基取代的氨基，酰基氨基，N-酰基-N-烷基氨基，N-酰基-N-烯基氨基，N-酰基-N-炔基氨基，N-酰基-N-环烷基氨基，N-酰基-N-环烯基氨基，N-酰基-N-芳基氨基，硝基，杂环基和卤原子； 被取代的烯基是被至少一个独立地选自以下的基团取代的烯基环烷基，环烯基，环块基，芳基，杂环基，轻基，烧氧基，稀基氧基，块基氧基，环烧基氧基，环稀基氧基，环块基氧基，芳基氧基，烧基擬基氧基，环烧基擬基氧基，环稀基擬基氧基，环块基擬基氧基，芳基擬基氧基，硫醇基，烧基硫基，环烧基硫基，环稀基硫基，环块基硫基，芳基硫基，甲酸基，酸基，氨基甲酰基，氨基，被至少一个烷基、烯基或炔基取代的氨基，酰基氨基，N-酰基-N-烷基氨基，N-酰基-N-烯基氨基，N-酰基-N-炔基氨基，N-酰基-N-环烷基氨基，N-酰基-N-环烯基氨基，N-酰基-N-芳基氨基，硝基，杂环基和卤原子； 被取代的炔基是被至少一个独立地选自以下的基团取代的炔基环烷基，环烯基，环块基，芳基，杂环基，轻基，烧氧基，稀基氧基，块基氧基，环烧基氧基，环稀基氧基，环块基氧基，芳基氧基，烧基擬基氧基，环烧基擬基氧基，环稀基擬基氧基，环块基擬基氧基，芳基擬基氧基，硫醇基，烧基硫基，环烧基硫基，环稀基硫基，环块基硫基，芳基硫基，甲酸基，酸基，氨基甲酰基，氨基，被至少一个烷基、烯基或炔基取代的氨基，酰基氨基，N-酰基-N-烷基氨基，N-酰基-N-烯基氨基，N-酰基-N-炔基氨基，N-酰基-N-环烷基氨基，N-酰基-N-环烯基氨基，N-酰基-N-芳基氨基，硝基，杂环基和卤原子； 被取代的环烷基是被至少一个独立地选自以下的基团取代的环烷基烷基，烯基，炔基，环烧基，环稀基，环块基，芳基，杂环基，轻基，烧氧基，稀基氧基，块基氧基，环烧基氧基，环稀基氧基，环块基氧基，芳基氧基，烧基擬基氧基，环烧基擬基氧基，环稀基擬基氧基，环块基擬基氧基，芳基擬基氧基，硫醇基，烧基硫基，环烧基硫基，环稀基硫基，环块基硫基，芳基硫基，甲酰基，酰基，氨基甲酰基，氨基，被至少一个烷基、烯基或炔基取代的氨基，酰基氨基，N-酰基-N-烷基氨基，N-酰基-N-烯基氨基，N-酰基-N-炔基氨基，N-酰基-N-环烷基氨基，N-酸基-N-环烯基氨基，N-酸基-N-芳基氨基，硝基，杂环基和齒原子； 被取代的环烯基是被至少一个独立地选自以下的基团取代的环烯基烷基，烯基，炔基，环烧基，环稀基，环块基，芳基，杂环基，轻基，烧氧基，稀基氧基，块基氧基，环烧基氧基，环稀基氧基，环块基氧基，芳基氧基，烧基擬基氧基，环烧基擬基氧基，环稀基擬基氧基，环块基擬基氧基，芳基擬基氧基，硫醇基，烧基硫基，环烧基硫基，环稀基硫基，环块基硫基，芳基硫基，甲酰基，酰基，氨基甲酰基，氨基，被至少一个烷基、烯基或炔基取代的氨基，酰基氨基，N-酰基-N-烷基氨基，N-酰基-N-烯基氨基，N-酰基-N-炔基氨基，N-酰基-N-环烷基氨基，N-酸基-N-环烯基氨基，N-酸基-N-芳基氨基，硝基，杂环基和齒原子； 被取代的环炔基是被至少一个独立地选自以下的基团取代的环炔基烷基，烯基，炔基，环烧基，环稀基，环块基，芳基，杂环基，轻基，烧氧基，稀基氧基，块基氧基，环烧基氧基，环稀基氧基，环块基氧基，芳基氧基，烧基擬基氧基，环烧基擬基氧基，环稀基擬基氧基，环块基擬基氧基，芳基擬基氧基，硫醇基，烧基硫基，环烧基硫基，环稀基硫基，环块基硫基，芳基硫基，甲酰基，酰基，氨基甲酰基，氨基，被至少一个烷基、烯基或炔基取代的氨基，酰基氨基，N-酰基-N-烷基氨基，N-酰基-N-烯基氨基，N-酰基-N-炔基氨基，N-酰基-N-环烷基氨基，N-酸基-N-环烯基氨基，N-酸基-N-芳基氨基，硝基，杂环基和齒原子； 被取代的芳基是被至少一个独立地选自以下的基团取代的芳基烷基，烯基，炔基，环烧基，环稀基，环块基，芳基，杂环基，轻基，烧氧基，稀基氧基，块基氧基，环烧基氧基，环稀基氧基，环块基氧基，芳基氧基，烧基擬基氧基，环烧基擬基氧基，环稀基擬基氧基，环块基擬基氧基，芳基擬基氧基，硫醇基，烧基硫基，环烧基硫基，环稀基硫基，环块基硫基，芳基硫基，甲酰基，酰基，氨基甲酰基，氨基，被至少一个烷基、烯基或炔基取代的氨基，酰基氨基，N-酰基-N-烷基氨基，N-酰基-N-烯基氨基，N-酰基-N-炔基氨基，N-酰基-N-环烷基氨基，N-酰基-N-环烯基氨基，N-酰基-N-芳基氨基，硝基，杂环基和卤原子；和 被取代的杂环基是被至少一个独立地选自以下的基团取代的杂环基烷基，烯基，炔基，环烧基，环稀基，环块基，芳基，杂环基，轻基，烧氧基，稀基氧基，块基氧基，环烧基氧基，环稀基氧基，环块基氧基，芳基氧基，焼基擬基氧基，环焼基擬基氧基，环稀基擬基氧基，环块基擬基氧基，芳基擬基氧基，硫醇基，焼基硫基，环焼基硫基，环稀基硫基，环块基硫基，芳基硫基，甲酰基，酰基，氨基甲酰基，氨基，被至少一个烷基、烯基或炔基取代的氨基，酰基氨基，N-酰基-N-烷基氨基，N-酰基-N-烯基氨基，N-酰基-N-炔基氨基，N-酰基-N-环烷基氨基，N-酸基-N-环烯基氨基，N-酸基-N-芳基氨基，硝基，杂环基和齒原子。
5.权利要求3的器件，其中 被取代的焼基选自芳焼基，被环焼基取代的焼基，被环稀基取代的焼基，被轻基取代的烷基，被烷氧基取代的烷基，被环烷基氧基取代的烷基，被芳基氧基取代的烷基，被烷基羰基氧基取代的焼基，被环焼基擬基氧基取代的焼基，被环稀基擬基氧基取代的焼基，被环块基擬基氧基取代的焼基，被芳基擬基氧基取代的焼基，被硫醇取代的焼基，被焼基硫基取代的焼基，被环焼基硫基取代的焼基，被甲酉先基取代的焼基，酉先基化的焼基，被氣基甲酉先基取代的焼基，被氣基取代的焼基，被酸基氣基取代的焼基，被硝基取代的焼基，被齒素取代的焼基和被杂环基取代的焼基； 被取代的烯基选自芳烯基，被环烷基取代的烯基，被环烯基取代的烯基，被羟基取代的烯基，被烷氧基取代的烯基，被环烷基氧基取代的烯基，被芳基氧基取代的烯基，被烷基羰基氧基取代的稀基，被环焼基擬基氧基取代的稀基，被环稀基擬基氧基取代的稀基，被环块基擬基氧基取代的稀基，被芳基擬基氧基取代的稀基，被硫醇取代的稀基，被焼基硫基取代的稀基，被环焼基硫基取代的稀基，被甲酉先基取代的稀基，酉先基化的稀基，被氣基甲酉先基取代的烯基，被氨基取代的烯基，被酰基氨基取代的烯基，被硝基取代的烯基，被齒素取代的稀基和被杂环基取代的稀基； 被取代的炔基选自芳炔基，被环烷基取代的炔基，被环烯基取代的炔基，被羟基取代的炔基，被烷氧基取代的，被环烷基氧基取代的炔基，被芳基氧基取代的炔基，被烷基羰基氧基取代的块基，被环焼基擬基氧基取代的块基，被环稀基擬基氧基取代的块基，被环块基擬基氧基取代的炔基，被芳基羰基氧基取代的炔基，被硫醇取代的炔基，被烷基硫基取代的炔基，被环焼基硫基取代的块基，被甲酉先基取代的块基，酉先基化的块基，被氣基甲酉先基取代的炔基，被氨基取代的炔基，被酰基氨基取代的炔基，被硝基取代的炔基，被齒素取代的炔基和被杂环基取代的块基； 被取代的环焼基选自被焼基取代的环焼基，被芳基取代的环焼基，被环焼基取代的环焼基，被环稀基取代的环焼基，被环块基取代的环焼基，被轻基取代的环焼基，被焼氧基取代的环焼基，被环焼基氧基取代的环焼基，被芳基氧基取代的环焼基，被焼基擬基氧基取代的环焼基，被环焼基擬基氧基取代的环焼基，被环稀基擬基氧基取代的环焼基，被环块基擬基氧基取代的环焼基，被芳基擬基氧基取代的环焼基，被硫醇取代的环焼基，被焼基硫基取代的环焼基，被环焼基硫基取代的环焼基，被甲酸基取代的环焼基，酸基化的环焼基，被氣基甲酰基取代的环烷基，被氨基取代的环烷基，被酰基氨基取代的环烷基，被硝基取代的环焼基，被齒素取代的环焼基和被杂环基取代的环焼基； 被取代的环烯基选自被烷基取代的环烯基，被芳基取代的环烯基，被环烷基取代的环烯基，被环烯基取代的环烯基，被环炔基取代的环烯基，被羟基取代的环烯基，被烷氧基取代的环稀基，被环焼基氧基取代的环稀基，被芳基氧基取代的环稀基，被焼基擬基氧基取代的环稀基，被环焼基擬基氧基取代的环稀基，被环稀基擬基氧基取代的环稀基，被环块基擬基氧基取代的环稀基，被芳基擬基氧基取代的环稀基，被硫醇取代的环稀基，被烧基硫基取代的环烯基，被环烷基硫基取代的环烯基，被甲酰基取代的环烯基，酰基化的环烯基，被氨基甲酰基取代的环烯基，被氨基取代的环烯基，被酰基氨基取代的环烯基，被硝基取代的环烯基，被卤素取代的环烯基和被杂环基取代的环烯基； 被取代的环炔基选自被烷基取代的环炔基，被芳基取代的环炔基，被环烷基取代的环块基，被环稀基取代的环块基，被环块基取代的环块基，被轻基取代的环块基，被烧氧基取代的环块基，被环烧基氧基取代的环块基，被芳基氧基取代的环块基，被烧基擬基氧基取代的环块基，被环烧基擬基氧基取代的环块基，被环稀基擬基氧基取代的环块基，被环块基擬基氧基取代的环块基，被芳基擬基氧基取代的环块基，被硫醇取代的环块基，被烧基硫基取代的环炔基，被环烷基硫基取代的环炔基，被甲酰基取代的环炔基，酰基化的环炔基，被氨基甲酰基取代的环炔基，被氨基取代的环炔基，被酰基氨基取代的环炔基，被硝基取代的环炔基，被卤素取代的环炔基和被杂环基取代的环炔基； 被取代的芳基选自被烷基取代的芳基，被芳基取代的芳基，被环烷基取代的芳基，被环烯基取代的芳基，被环炔基取代的芳基，被羟基取代的芳基，被烷氧基取代的芳基，被环烷基氧基取代的芳基，被芳基氧基取代的芳基，被烷基羰基氧基取代的芳基，被环烷基羰基氧基取代的芳基，被环烯基羰基氧基取代的芳基，被环炔基羰基氧基取代的芳基，被芳基羰基氧基取代的芳基，被硫醇取代的芳基，被烷基硫基取代的芳基，被环烷基硫基取代的芳基，被甲酰基取代的芳基，酰基化的芳基，被氨基甲酰基取代的芳基，被氨基取代的芳基，被酰基氨基取代的芳基，被硝基取代的芳基，被齒素取代的芳基和被杂环基取代的芳基；和被取代的杂环基选自被烷基取代的杂环基，被芳基取代的杂环基，被环烷基取代的杂环基，被环烯基取代的杂环基，被环炔基取代的杂环基，被羟基取代的杂环基，被烷氧基取代的杂环基，被环烧基氧基取代的杂环基，被芳基氧基取代的杂环基，被烧基擬基氧基取代的杂环基，被环烧基擬基氧基取代的杂环基，被环稀基擬基氧基取代的杂环基，被环块基擬基氧基取代的杂环基，被芳基擬基氧基取代的杂环基，被硫醇取代的杂环基，被烧基硫基取代的杂环基，被环烷基硫基取代的杂环基，被甲酰基取代的杂环基，酰基化的杂环基，被氨基甲酰基取代的杂环基，被氨基取代的杂环基，被酰基氨基取代的杂环基，被硝基取代的杂环基，被卤素取代的杂环基和被杂环基取代的杂环基。
6.权利要求3的器件，其中至少一个R’或R基团独立地选自烷基，烯基，炔基，环烷基，环烯基，环炔基，芳基和杂环基。
7.权利要求3的器件，其中烷基是C1-C6烷基；被取代的烷基是被取代的C1-C6烷基；烯基是C2-C6烯基；被取代的烯基是被取代的C2-C6烯基；炔基是C2-C6炔基；被取代的炔基是被取代的C2-C6块基；环烧基是C3-C8环烧基；被取代的环烧基是被取代的C3-C8环烧基；环烯基是C3-C8环烯基；被取代的环烯基是被取代的C3-C8环烯基；环炔基是C3-C8环炔基；被取代的环炔基是被取代的C3-C8环炔基；芳基是C6-Cltl芳基；被取代的芳基是被取代的C6-Cltl芳基；杂环基是包括4元、5元、6元、7元或8元环的环状基团,其中所述环包含至少一个选自N、0和S的环原子并且C原子作为其余的环原子；以及被取代的杂环基是包括4元、5元、6元、7元或8元环的被取代的环状基团并且至少一个环原子选自N、0和S并且C作为其余的环原子。
8.权利要求3的器件，其中环烷基、被取代的环烷基、环烯基、被取代的环烯基、环炔基、被取代的环炔基、芳基、被取代的芳基、杂环基和被取代的杂环基独立地是单环的多环的。
9.权利要求8的器件，其中环烷基、被取代的环烷基、环烯基、被取代的环烯基、环炔基、被取代的环块基、芳基、被取代的芳基、杂环基和被取代的杂环基是单环的。
10.权利要求8的器件，其中环烷基、被取代的环烷基、环烯基、被取代的环烯基、环炔基、被取代的环块基、芳基、被取代的芳基、杂环基和被取代的杂环基是多环的。
11.权利要求7的器件，其中杂环基选自吡咯烷基，哌啶基，哌嗪基，4-吗啉基，4-硫代吗啉基，高哌啶基，苯并二氢吡喃基，异苯并二氢吡喃基，苯并吡喃基，吡咯基，呋喃基，噻吩基，吡唑基，咪唑基，呋咱基，恶唑基，异恶唑基，噻唑基，异噻唑基，吡啶基，哒嗪基，嘧啶基，吡嗪基，吡喃基，吲哚基，异吲哚基，吲唑基，嘌呤基，中氮茚基，喹啉基，异喹啉基，喹唑啉基，喋啶基，喹嗪基，苯并恶嗪基，咔唑基，吩嗪基，吩噻嗪基和菲啶基；以及被取代的杂环基是被取代的吡咯烷基，哌啶基，哌嗪基，4-吗啉基，4-硫代吗啉基，高哌啶基，苯并二氢吡喃基，异苯并二氢吡喃基，苯并吡喃基，吡咯基，呋喃基，噻吩基，吡唑基，咪唑基，呋咱基，恶唑基，异恶唑基，噻唑基，异噻唑基，吡啶基，哒嗪基，嘧啶基，吡嗪基，吡喃基，吲哚基，异吲哚基，吲唑基，嘌呤基，中氮茚基，喹啉基，异喹啉基，喹唑啉基，喋啶基，喹嗪基，苯并恶嗪基，咔唑基，吩嗪基，吩噻嗪基或菲啶基；
12.权利要求I的器件，其中至少一个吡咯环的两个相邻的R基团与该至少一个吡咯环的两个3碳原子一起形成碳环基团，被取代的碳环基团，杂环基或被取代的杂环基。
13.权利要求12的器件，其中至少一个吡咯环的两个相邻的R基团与该至少一个吡咯环的两个3碳原子一起形成碳环基团或被取代的碳环基团。
14.权利要求13的器件，其中碳环基团或被取代的碳环基团是单环的。
15.权利要求13的器件，其中碳环基团或被取代的碳环基团是多环的。
16.权利要求13的器件，其中碳环基团或被取代的碳环基团是大环或芳构化的Ji-体系。
17.权利要求13的器件，其中碳环基团或被取代的碳环基团属于芳族。
18.权利要求12的器件，其中至少一个吡咯环的两个相邻的R基团与该至少一个吡咯环的两个3碳原子一起形成杂环基或被取代的杂环基。
19.权利要求18的器件，其中杂环基或被取代的杂环基是单环的。
20.权利要求18的器件，其中杂环基或被取代的杂环基是多环的。
21.权利要求18的器件，其中杂环基或被取代的杂环基属于芳族。
22.权利要求2的器件，其中至少一个R’或R基团是烷基，被取代的烷基，芳基或被取代的芳基。
23.权利要求22的器件，其中至少一个R’或R基团是苯基，甲苯基，二甲苯基，均三甲苯基，甲基，乙基，正丙基或异丙基。
24.权利要求I的器件，其中至少一个非平面的式(I)的卟啉选自由下式表示的化合物
25.权利要求I的器件，其中在至少一个R’或R基团中的价原子是O。
26.权利要求25的器件，其中至少一个具有0作为价原子的R’或R基团是羟基，烷氧基，烯基氧基，炔基氧基，环烷基氧基，环烯基氧基，环炔基氧基，芳烷基氧基，芳烯基氧基，芳炔基氧基，芳基氧基，烷基羰基氧基，烯基羰基氧基，炔基羰基氧基，羟基羰基氧基或烷氧基擬基氧基。
27.权利要求26的器件，其中至少一个具有0作为价原子的R’或R基团是羟基或烷氧基。
28.权利要求27的器件，其中至少一个具有0作为价原子的R’或R基团是0H，甲氧基，乙氧基，正丙氧基或异丙氧基。
29.权利要求I的器件，其中至少一个R或R’基团独立地选自Cl原子，Br原子，I原子和At原子。
30.权利要求I的器件，其中至少一个R’或R基团具有N作为价原子。
31.权利要求30的器件，其中至少一个具有N作为价原子的R或R’基团选自氨基，烷基氨基，二烷基氨基，烯基氨基，二烯基氨基，炔基氨基，二炔基氨基，N-烷基-N-烯基氨基，N-烧基-N-块基氨基，N-烯基-N-块基氨基，酸基氨基，N-酸基-N-烧基氨基，N-酸基-N-烯基氨基，N-酰基-N-炔基氨基，N-酰基-N-环烷基氨基，N-酰基-N-环烯基氨基，N-酰基-N-芳基氨基，硝基，包含氮价原子的杂环基和包含氮价原子的被取代的杂环基。
32.权利要求I的器件，其中至少一个R’或R基团具有S作为价原子。
33.权利要求32的器件，其中至少一个具有S作为价原子的R或R’基团选硫醇基，烷基硫基，稀基硫基，块基硫基，芳烧基硫基，芳稀基硫基，芳块基硫基，环烧基烧基硫基，环稀基烧基硫基，环块基烧基硫基，环烧基硫基，环稀基硫基，环块基硫基和芳基硫基。
34.权利要求I的器件，其中M是Pt、Pd或Ir。
35.权利要求34的器件，其中M是Pt。
36.权利要求34的器件，其中M是Pd。
37.权利要求I的器件，其中器件是有机光致电压电池。
38.权利要求I的器件，其中器件是光导电池。
39.权利要求I的器件，其中器件是光检测器。
40.权利要求I的器件，其中器件包含供体材料和受体材料，并且其中供体材料包含至少一个非平面卟啉。
41.权利要求I的器件，其中器件包含受体材料和受体材料，并且其中受体材料包含至少一个非平面卟啉。
42.权利要求I的器件，其中器件包含供体材料和受体材料，并且其中供体材料包含非平面的式(I)的卟啉以及受体材料包含另一个非平面的式(I)的卟啉。
43.权利要求40的器件，其中受体材料包含C60。
44.制造有机光敏器件的方法，包括 提供供体材料和受体材料，其中供体材料和/或受体材料包含至少一个非平面的式(I)的卟啉，R R(I) 其中 M 选自 Sc，Y，La, Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Mn, Tc, Re, Fe, Ru, Os, Co, Rh, Ir, Ni,Pd, Pt, Cu, Ag, Au, Zn, Cd, Hg, Al, Ga, In, Tl, Si, Ge, Sn, Pb, P，As, Sb, Bi, S，Se, Te, Po, Cl,Br, I, At，镧系元素，锕系元素和2H ； R’独立地选自Cl原子，Br原子，I原子，At原子，和包含与卟啉的内消旋碳原子连接的价原子的化学基团，其中价原子选自B，C，N，O，Si，P，S，Ge，As，Se，In，Sn，Sb，Te，Tl，Pb，Bi和Po ;和 R独立地选自Cl原子，Br原子，I原子，At原子，和包含与吡咯环的P原子连接的价原子的化学基团，其中价原子选自 B，C，N，O，Si，P，S，Ge，As，Se，In，Sn，Sb，Te，Tl，Pb，Bi和Po，或者与同一吡咯环连接的两个相邻R基团与该吡咯环的两个P碳原子一起形成碳环基团或杂环基团；和 制造有机光敏光电子器件，包括使供体材料接触受体材料， 其中当供体材料和受体材料二者都包含至少一个非平面的式(I)的卟啉时，在供体材料中的至少一个非平面卟啉与在受体材料中的至少一个非平面卟啉不同。
45.权利要求I的器件，其中器件选自有机太阳能电池，有机光检测器，有机光敏器，有机光电导体，化学传感器和生物传感器。
全文摘要
本发明公开了具有非平面卟啉的有机光敏光电子器件。本发明的实施方案提供了包含至少一个非平面的式(I)的卟啉的有机光敏光电子器件，其中M、R和R’的含义具有本文所公开的含义。
文档编号H01L51/42GK102790175SQ20121003622
公开日2012年11月21日 申请日期2008年6月9日 优先权日2007年6月13日
发明者卡斯滕·博热克, 玛丽亚·多洛雷斯·佩雷斯, 马克·E·汤普森 申请人:南加利福尼亚大学