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有机光活性组合物及其用途，所述用途包括但不限于含所述有机光活性组合物的有机光检测器。
2.us2012/216866公开了一种具有有机层的有机光伏电池，所述有机层包含第一电子施主化合物、第二电子施主化合物和电子受主化合物，其中第一电子施主化合物的最高占据分子轨道(homo)能级与第二电子施主化合物的homo之间的差值为0.20ev或更小。


技术实现要素：

3.在一些实施方案中，本公开提供了一种组合物，其包含：第一有机电子施主材料，其具有大于900nm的吸收最大值；第二有机电子施主材料，其具有在比第一有机电子施主材料更短的波长处的吸收最大值；以及有机电子受主材料。
4.任选地，第二有机电子施主材料具有在700-900nm范围内的吸收最大值。
5.任选地，第一有机电子施主材料:第二有机电子施主材料的重量比在70∶30-30∶70的范围内。
6.任选地，第一有机电子施主和第二有机电子施主中的至少一种是聚合物。
7.任选地，第一有机电子施主材料和第二有机电子施主材料中的至少一种是电子施主聚合物。
8.任选地，第一有机电子施主材料和第二有机电子施主材料中的至少一种是包含给电子重复单元和受电子单元的电子施主聚合物。
9.任选地，电子施主聚合物包含选自式(i)-(xv)的给电子重复单元：
10.[0011][0012]
其中y在每次出现时独立地为o或s，优选s；z在每次出现时独立地为o、s、nr
55
或c(r
54
)2；r
50
、r
51
、r
52
和r
54
在每次出现时独立地为h或取代基，其中r
50
基团可以连接以形成环；并且r
53
和r
55
在每次出现时独立地为h或取代基。
[0013]
任选地，电子施主聚合物包含选自式(xvi)-(xxv)的受电子重复单元：
[0014]
[0015][0016]
其中r
23
在每次出现时为h或取代基；r
25
在每次出现时为h或取代基；z1为n或p；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稠合至一个或多个其它环；r
10
在每次出现时为取代基；并且ar5为亚芳基或杂亚芳基，所述亚芳基或杂亚芳基是未取代的或者取代有一个或多个取代基。
[0017]
任选地，有机电子受主是富勒烯化合物。
[0018]
任选地，有机电子受主是非富勒烯化合物。
[0019]
在一些实施方案中，本公开提供了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组合物的配制物。
[0020]
在一些实施方案中，本公开提供一种有机光响应器件，其包含：阳极、阴极、以及设置在所述阳极和所述阴极之间的有机光敏层。所述有机光敏层包含如本文所述的组合物。
[0021]
任选地，所述有机光响应器件是有机光检测器。
[0022]
在一些实施方案中，本公开提供了形成如本文所述的有机光响应器件的方法，该方法包括：在阳极和阴极之一的上方形成所述有机光敏层，并且在所述有机光敏层上方形成阳极和阴极中的另一个。
[0023]
在一些实施方案中，本公开提供一种光传感器，其包括：光源和如本文所述的有机光响应器件，所述有机光响应器件被配置为检测从所述光源发射的光。
[0024]
任选地，所述光源发射具有大于900nm的峰值波长的光。
[0025]
在一些实施方案中，本公开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响应器件的响应。
附图说明
[0026]
所公开的技术和附图描述了所公开技术的一些实施方式。
[0027]
图1示出了根据一些实施方案的有机光响应器件；
[0028]
图2a是含有单一施主聚合物的比较有机光检测器的外部量子效率(eqe)的坐标图；
[0029]
图2b是图2a的比较有机光检测器在黑暗条件下的电流密度对电压的坐标图；
[0030]
图3a是根据本公开实施方案的含有不同比率的两种施主聚合物和富勒烯电子受主的有机光检测器的外部量子效率(eqe)的坐标图；
[0031]
图3b是图3a的有机光检测器在黑暗条件下的电流密度对电压的坐标图；
[0032]
图4a是根据本公开实施方案的含有不同比率的两种施主聚合物和富勒烯受主的有机光检测器以及仅含有一种施主聚合物的比较有机光检测器的外部量子效率(eqe)的坐标图；
[0033]
图4b是图4a的有机光检测器在黑暗条件下的电流密度对电压的坐标图；
[0034]
图5a是根据本公开实施方案的含有不同比率的两种施主聚合物和非富勒烯电子受主的有机光电检测器以及仅含有一种施主聚合物的比较有机光检测器的外部量子效率(eqe)的坐标图；
[0035]
图5b是图5a的有机光检测器在黑暗条件下的电流密度对电压的坐标图；以及
[0036]
图6是根据本公开一些实施方案的组合物的两种施主聚合物的吸收光谱。
[0037]
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
[0038]
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。
[0039]
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。
[0040]
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。
[0041]
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。
[0042]
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。
[0043]
本发明人发现了提高有机光检测器(opd)的外部量子效率(eqe)的措施，特别是在长波长(诸如近红外区域)下的eqe，可以导致暗电流的增加，即在没有任何输入光的情况下流过器件的电流。这可限制opd的灵敏度。本发明人惊奇地发现，与仅含具有较长吸收最大值的电子施主材料的opd相比，在opd的本体异质结层中使用具有不同吸收最大值的两种不同电子施主材料可导致较低的暗电流并且维持高的eqe。
[0044]
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。
[0045]
阳极和阴极中的每一个可以独立地是单一导电层或者可以包括多个层。
[0046]
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以外的层。在一些实施方案中，在阳极与本体异质结层之间设置空穴传输层。在一些实施方案中，在阴极与本体异质结层之间设置电子传输层。在一些实施方案中，在本体异质结层与阳极之间和/或在本体异质结层与阴极之间设置功函数调节层。
[0047]
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(不限于)玻璃或塑料基底。基底可以是无机半导体。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。
[0048]
本体异质结层含有两种不同的电子施主材料和电子受主材料。本体异质结层可以由这些材料组成，或者可以包含一种或多种其它材料，例如一种或多种其它电子施主材料和/或一种或多种其它电子受主材料。
[0049]
每种电子施主(p-型)材料的homo比电子受主(n-型)材料的lumo更深(更远离真空)。受电子材料的lumo深于每种电子施主材料的lumo。任选地，每种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(swv)测量的。
[0050]
任选地，第一电子施主材料的lumo比第二电子施主材料的lumo深至少0.1ev，任选地深至少0.2ev。
[0051]
在swv中，测量工作电极处的电流，同时使工作电极和参比电极之间的电位随时间线性扫描。将正向脉冲和反向脉冲之间的差值电流作为电位的函数绘图以产生伏安图。可以使用chi 660d恒电位仪进行测量。
[0052]
通过swv测量homo或lumo能级的设备可以包括电池(cell)，该电池含有：0.1m叔丁基六氟磷酸铵的乙腈溶液；3mm直径的玻璃碳工作电极；铂对电极和无泄漏ag/agcl参比电极。
[0053]
为了计算的目的，在实验结束时将二茂铁直接添加到已有电池中，其中使用循环伏安法(cv)确定二茂铁相对于ag/agcl的氧化和还原的电位。
[0054]
将样品溶解在甲苯(3mg/ml)中并以3000rpm直接旋涂到玻璃碳工作电极上。
[0055]
lumo＝4.8-e二茂铁(峰到峰的平均值)-e样品还原(峰最大值)
[0056]
homo＝4.8-e二茂铁(峰到峰的平均值)+e样品氧化(峰最大值)
[0057]
典型的swv实验如下进行：15hz的频率；25mv的幅度和0.004v的增量步长。从3个新旋涂的膜样品计算homo和lumo数据的结果。
[0058]
在一些实施方案中，施主材料与受主材料的重量比为约1:0.5至约1:2。在一些优选实施方案中，施主材料与受主材料的重量比为约1:1.1至约1:2。在一些优选实施方案中，施主材料的重量大于受主材料的重量。
[0059]
在一些实施方案中，第一施主材料与第二施主材料的重量比在80:20-20:80的范围内，优选在70:30-30:70的范围内。在一些优选实施方案中，第一施主材料的重量至少与第二施主材料的重量相同，例如在50:50-80:20的范围内。
[0060]
本体异质结层的第一电子施主材料具有大于900nm的吸收最大值，任选地在910-1600nm的范围内。
[0061]
本体异质结层的第二电子施主材料在短于第一电子施主材料的波长处具有吸收最大值，任选地比第一电子施主材料短至少50nm或至少100nm。任选地，第二电子施主材料具有在500-900nm、任选地700-900nm、任选地750-850nm范围内的吸收最大值。
[0062]
可使用cary 5000 uv-vis-ir光谱仪在溶液(任选为甲苯溶液)中测量如本文所述的吸收最大值。可以使用pbsmart nir检测器从175nm到3300nm进行测量，用于具有可变狭缝宽度(低至0.01nm)的扩展光度范围，以便对数据分辨率进行最佳控制。
[0063]
相对于入射波长绘制吸收强度以产生吸收光谱。用于测量膜吸收的方法可包括：测量石英比色皿中的15mg/ml溶液，并与仅含溶剂的比色皿进行比较。
[0064]
所述第一电子施主材料和第二电子施主材料中的优选至少一种是聚合物，更优选两者均为聚合物。
[0065]
优选地，通过第一或第二电子施主聚合物的凝胶渗透色谱法测量的聚苯乙烯当量数均分子量(mn)为约5
×
103至1
×
108，优选1
×
104至5
×
106。聚合物的聚苯乙烯当量重均分子量(mw)可为1
×
103至1
×
108，并且优选1
×
104至1
×
107。
[0066]
优选的第一和第二电子施主聚合物含有交替的受电子重复单元和给电子重复单元。
[0067]
受电子重复单元的lumo能级比给电子重复单元的lumo能级更深(即更远离真空)，优选深至少1ev。可以通过模拟每个重复单元的lumo能级来确定给电子重复单元和受电子重复单元的lumo能级，其中与相邻重复单元的键被与氢原子的键替代。可以使用gaussian09软件来进行模拟，使用可获自gaussian的gaussian09软件，利用具有b3lyp(功能)和lacvp*(基组)的gaussian09。
[0068]
给电子重复单元优选在每次出现时是单环或多环的杂芳族基团，其含有至少一个呋喃或噻吩并且其可以是未取代的或取代有一个或多个取代基。优选的给电子重复单元是单环的噻吩或呋喃或者多环施主重复单元，其中多环施主的每个环包括噻吩环或呋喃环，并且任选地包括下列中的一种或多种：苯、环戊烷或含5个c原子以及n、s和o原子之一的六
元环。
[0069]
任选地，第一和第二电子施主聚合物中至少一种的给电子重复单元选自式(i)-(xv)：
[0070]
[0071][0072]
其中y在每次出现时独立地为o或s，优选s；z在每次出现时独立地为o、s、nr
55
或c(r
54
)2；r
50
、r
51
、r
52
和r
54
在每次出现时独立地为h或取代基，其中r
50
基团可以连接以形成环；并且r
53
和r
55
在每次出现时独立地为h或取代基。
[0073]
任选地，r
50
、r
51
和r
52
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替代，并且该烷基的一个或多个h原子可以被f替代；以及芳族或杂香族基团ar3，其是未取代的或取代有一个或多个取代基。
[0074]
在一些实施方式中，ar3可以是芳基，例如苯基。
[0075]
如果存在，ar3的一个或多个取代基可以选自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替代，并且该烷基的一个或多个h原子可以被f替代。
[0076]
如本文所用，烷基的“非末端”c原子是指除直链(正烷基)的甲基c原子或支化烷基链的甲基c原子之外的烷基的c原子。
[0077]
优选地，每个r
54
选自：
[0078]
h；
[0079]
直链、支化或环状的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、nr7、co或coo替代，其中r7是c
1-12
烃基，并且该c
1-20
烷基的一个或多个h原子可以被f替代；以及
[0080]
式-(ak)u
–
(ar4)v的基团，其中ak为c
1-12
亚烷基链，其中一个或多个c原子可被o、s、co或coo替代；u为0或1；ar4在每次出现时独立地是芳族或杂芳族基团，其是未取代的或取代有一个或多个取代基；并且v为至少1，任选为1、2或3。
[0081]
优选地，每个r
51
为h。
[0082]
任选地，r
53
在每次出现时独立地选自以下：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替代，并且该烷基的一个或多个h原子可以被f替代；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替代，并且该烷基的一个或多个h原子可以被f替代。
[0083]
优选地，r
55
是h或c
1-30
烃基。
[0084]
式(ii)-(iv)是优选的。
[0085]
优选地，每个r
50
是取代基。在优选的实施方案中，r
50
基团连接从而形成式-(z)q-c(r
54
)
2-的基团，其中z为o、s、nr
55
或c(r
54
)2，并且q为0或1，例如式(iia)、(iib)或(iic)的基团:
[0086][0087]
优选地，q＝1。
[0088]
式(iia)和(iib)的给电子重复单元是特别优选的。
[0089]
本文所述的第一和第二施主聚合物各自可独立地含有仅一个施主重复单元或者两个或更多个不同施主重复单元，例如选自式(i)-(xv)的两个或更多个不同施主重复单
元。
[0090]
在一些实施方案中，第一和/或第二施主聚合物含有选自式(i)-(xv)之一的一个施主重复单元以及选自式(i)-(xv)中另一个的另一施主重复单元。
[0091]
在一些实施方案中，第一和/或第二施主聚合物含有选自式(i)-(xv)之一的一个施主重复单元以及选自式(i)-(xv)中的相同一个的另一施主重复单元，例如选自式(iia)-(iic)之一的施主重复单元和选自式(iia)-(iic)中另一个的另一施主重复单元。
[0092]
任选地，第一电子施主材料和第二电子施主材料为聚合物，其中第一和第二聚合物包含相同的给电子重复单元，任选为选自式(i)-(xv)的相同的给电子重复单元。
[0093]
任选地，第一和第二电子施主聚合物中至少一种的受电子重复单元选自式(xvi)-(xxv)：
[0094]
[0095][0096]r23
在每次出现时是h或取代基，任选h或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替代，并且该烷基的一个或多个h原子可以被f替代。
[0097]r25
在每次出现时独立地选自：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替代，并且该烷基的一个或多个h原子可以被f替代；或芳族基团ar2，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替代。
[0098]
z1是n或p。
[0099]
t1、t2和t3各自独立地表示芳基环或杂芳基环，任选为苯，其可以稠合到一个或多个其它环。当存在时，t1、t2和t3的取代基任选地选自r
25
的非h基团。任选地，t3是苯并噻二唑，并且式(xx)的重复单元具有式(xxa):
[0100][0101]r10
在每次出现时为取代基，优选c
1-20
烃基。
[0102]
ar5是亚芳基或杂亚芳基，任选为噻吩、芴或亚苯基，其可以是未取代的或者取代有一个或多个取代基，任选为选自r
25
的一个或多个非h基团。
[0103]
任选地，该组合物包含具有不同受电子重复单元的第一和第二电子施主聚合物。任选地，第一和第二给电子聚合物具有选自式(xvi)-(xxv)的不同的受电子重复单元。
[0104]
示例性电子施主聚合物公开于例如wo2013/051676中，通过引用将其内容并入本文。
[0105]
电子受主材料
[0106]
电子受主材料优选为非聚合化合物。优选地，非聚合化合物的分子量小于5000道尔顿，任选地小于3000道尔顿。
[0107]
电子受主材料可以是富勒烯或非富勒烯。
[0108]
非富勒烯受主描述于例如以下文献中：cheng等人，“next-generation organic photovoltaics based on non-fullerene acceptors”,nature photonics volume 12,pages 131
–
142(2018)，通过引用将其内容并入本文，并且其包括但不限于pdi、itic、itic、ieico及其衍生物，例如其氟化衍生物，诸如itic-4f和ieico-4f。
[0109]
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))。
[0110]
电极
[0111]
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。
[0112]
对于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。
[0113]
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。
[0114]
本体异质结层的形成
[0115]
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。
[0116]
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、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。
[0117]
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。
[0118]
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，任选为烷基羧酸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。
[0119]
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。
[0120]
应用
[0121]
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。
[0122]
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。
[0123]
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。在一些实施方案中，光源的峰值波长大于900nm，任选地在910-1000nm的范围内。在一些实施方案中，光源的峰值波长大于1000nm，任选地在1300-1400nm的范围内。
[0124]
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。
[0125]
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。光检测器可以被配置为检测从目标分析物发射的光，该目标分析物在被光源照射时发射光，或者该目标分析物被结合到发光标签，所述发光标签在被光源照射时发射光。光检测器可以被配置为检测由目标分析物或与其结合的发光标签发射的光的波长。
[0126]
实施例
[0127]
比较器件a
[0128]
制备具有以下结构的器件：
[0129]
阴极/施主:受主层/阳极
[0130]
用聚乙烯亚胺(peie)处理涂覆有氧化铟锡(ito)层的玻璃基底以改变ito的功函数。
[0131]
将吸收最大值在933nm的施主聚合物1与富勒烯电子受主c70iph的混合物(施主:受主质量比为1:1.5)通过棒涂从15mg/ml溶液沉积在改性ito层上方，所述溶液的溶剂是1,2,4三甲基苯和1,3-二甲氧基苯的9:1v/v溶剂混合物。将膜在80℃下干燥以形成约500nm厚的本体异质结层。
[0132]
通过旋涂在本体异质结层上方形成可获自heraeus的阳极(clevios hil-e100)。
[0133]
比较器件b
[0134]
如关于比较器件1所述制备器件，只是使用吸收最大值在约800nm的施主聚合物2代替施主聚合物1，并且使用60pcbm代替c70iph。
[0135][0136]
在3v的偏压下测量比较器件a和比较器件b的外部量子效率(eqe)和暗电流。
[0137]
施主聚合物1和2的吸收光谱示于图6中。
[0138]
参考图2a和2b，比较器件a在高于约900nm的波长下显示出显著高于比较器件b的外部量子效率，而且也显示出高得多的暗电流。
[0139]
器件实施例1a-1c
[0140]
制备具有以下结构的器件：
[0141]
阴极/施主:受主层/阳极
[0142]
用聚乙烯亚胺(peie)处理涂覆有氧化铟锡(ito)层的玻璃基底以改变ito的功函数。
[0143]
施主聚合物1和施主聚合物2以及富勒烯电子受主60pcbm的混合物(其中合并的施主聚合物:受主的重量比为1:1.5)通过棒涂从15mg/ml溶液沉积在改性ito层上方，所述溶液的溶剂是1,2,4三甲基苯和1,3-二甲氧基苯的9:1v/v溶剂混合物。将膜在80℃下干燥以形成约500nm厚的本体异质结层。
[0144]
通过旋涂在本体异质结层上方形成可获自heraeus的阳极(clevios hil-e100)。
[0145]
施主聚合物1:施主聚合物2的重量比在表1中给出。
[0146]
表1
[0147]
器件实施例施主聚合物1:施主聚合物2的重量比1a1:11b4:11c1:4
[0148]
参考图3a，所有示例性器件在900nm以上的波长下显示出显著的eqe。施主聚合物1形成至少50重量％施主聚合物的器件在900nm以上具有最高eqe(图3a、3b、4a、4b、5a和5b中所示的百分比是施主聚合物1和施主聚合物2中的施主聚合物1重量百分比)。
[0149]
参考图3b，暗电流随着施主聚合物1的比例增加而增加。
[0150]
器件实施例2a和2b
[0151]
按关于器件实施例1a-1c所述形成器件实施例2a和2b，区别在于合并的施主聚合物:60pcbm的重量比为1:1.75。
[0152]
施主聚合物1:施主聚合物2的重量比在表2中给出。
[0153]
表2
[0154]
器件实施例施主聚合物1:施主聚合物2的重量比2a1:12b4:1
[0155]
比较器件2
[0156]
如关于器件实施例2a和2b所述形成比较器件2，区别在于施主聚合物1是唯一的施主材料。
[0157]
参考图4a，器件实施例2a和2b(分别为50重量％和80重量％施主聚合物1)显示出与比较器件2(100重量％施主聚合物1)类似的eqe。
[0158]
参考图4b，比较器件2遭受了比器件实施例2a或2b显著更高的暗电流。
[0159]
器件实施例3a和3b
[0160]
如关于器件实施例1a-1c所述形成器件实施例3a和3b，区别在于使用非富勒烯受主itic-2f代替60pcbm。
[0161][0162]
施主聚合物1:施主聚合物2的重量比在表3中给出。
[0163]
表3
[0164]
器件实施例施主聚合物1:施主聚合物2的重量比3a1:13b3:1
[0165]
比较器件3
[0166]
如关于器件实施例3a和3b所述形成比较器件3，区别在于施主聚合物1是唯一的施主材料。
[0167]
参考图5a，器件实施例3a和3b(分别为50重量％和75重量％的施主聚合物1)显示出与比较器件3(100重量％施主聚合物1)类似的eqe。
[0168]
参考图5b，比较器件3遭受了比器件实施例3a或3b显著更高的暗电流。