有機の化合物、光起電力の層、及び有機の光起電力のデバイス
本発明は、一般に有機化学の分野に、及び、特に、有機光起電力デバイスのための有機の化合物に、関係する。より具体的には、本発明は、有機の化合物及びこれらの化合物に基礎が置かれた有機光起電力デバイスに関係付けられたものである。一つの好適な実施形態において、この有機の化合物は、一般的な構造の式（１）を有するが、そこでは、Ｈｅｔ１は、第一のタイプの大体は平面の多環式の分子の系である；Ｈｅｔ２は、第二のタイプの大体は平面の多環式の分子の系である；Ａは、強い化学的な結合を介して分子の系Ｈｅｔ２を備えた分子の系Ｈｅｔ１の側方の結合を提供する橋をかける基である；ｎは、１、２、３、４、５、６、７、又は８である；Ｂ１及びＢ２は、結び付ける基である；ｉは、０、１、２、３、４、５、６、７、又は８である；ｊは、０、１、２、３、４、５、６、７、又は８である；Ｓ１及びＳ２は、有機の化合物の溶解性を提供する基である；ｋは、０、１、２、３、４、５、６、７、又は８である；ｍは、０、１、２、３、４、５、６、７、又は８である；Ｄ１及びＤ２は、−ＣＨ３、−Ｃ２Ｈ５、−ＮＯ２、−Ｃｌ、−Ｂｒ、−Ｆ、−ＣＦ３、−ＣＮ、−ＯＨ、−ＯＣＨ３、−ＯＣ２Ｈ５、−ＯＣＯＣＨ３、−ＯＣＮ、−ＳＣＮ、−ＮＨ２、−ＮＨＣＯＣＨ３、−Ｃ２Ｓｉ（ＣＨ３）３、及び−ＣＯＮＨ２を含むリストより独立に選択された置換基である；ｙは、０、１、２、３、４、５、６、７、又は８である；並びに、ｚは、０、１、２、３、４、５、６、７、又は８である。前記の有機の化合物は、４００から３０００ｎｍまでの波長の範囲における少なくとも一つの予め決定されたスペクトルのサブレンジにおける電磁放射を吸収すると共に超分子を形成することが可能なものである。分子の系Ｈｅｔ１、橋をかける基Ａ、及び分子の系Ｈｅｔ２は、励起された電子−正孔の対の解離を提供する供与体−橋かけ−受容体の系を形成することが可能なものである。有機の化合物又はそれの塩の溶液は、基体に固体の光起電力層を形成することが可能なものである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に有機の化合物、このような化合物に基礎が置かれた有機の光起電力の層、並びに、光を変換することが及び具体的には電気のエネルギーへと太陽のエネルギーを転換することが意図された有機の光起電力のデバイスに関係する。
【背景技術】
【０００２】
光起電力のデバイスは、電磁放射を電気に変換することを目的とする。この種の装置は、例えば、照明又は加熱を提供するために力を消費している負荷をドライブするか、又は電子機器を作動するために用いる。このことにより、光電子ソースに外部の抵抗性負荷として接続される電子装置（例えばコンピュータ・モニタ、表示、露光計、その他）は、変換太陽エネルギーを使用することを操作することができる。この種の発電アプリケーションはしばしば電池又は他のエネルギー記憶装置に充電することを含む。その結果、太陽又は他の周囲光源からの直射的な照明がもはや利用できないときに、器材動作は続くことができる。ここで使用しているように、項「抵抗性負荷」は、いかなる動力消費するか格納装置も、器材又はシステムに関連する。
【０００３】
それらが抵抗性負荷に接続して、光によって照射を受けるときに、光起電力のデバイスはフォト生成された内蔵型電圧を発生する。いかなる外部の抵抗性負荷なしでも照射を受けるときに、光起電力のデバイスは開く−回路電圧（Ｖｏｃ）と呼ばれているその最大の可能な内蔵型電圧Ｖを生成する。光起電力のデバイスが短絡するその電気的接点によって照射を受ける場合、私が呼んだ最大の電流は電流（Ｉｓｃ）が生じることを短絡させる。
実際に力を発生させるために用いるときに、光起電力のデバイスは有限抵抗性負荷に接続している、そして、出力力は、電流及び電圧の所産によって与えられる、私最大の全体の力が光起電力のデバイスによって生成したｘ Ｖ．は、製品Ｉｓｃ ｘ Ｖｏｃ．を上回ることが本質的にできない負荷値が最大出力摘出のために最適化されるときに、それぞれ、電流及び電圧は値Ｉｍａｘ及びＶｍａｘを有する。
【０００４】
光起電力のデバイスの転換の効率の見積もりは、
ｆｆ＝（Ｉｍａｘ・Ｖｍａｘ）／（Ｉｓｃ・Ｖｏｃ）
として定義された、フィルファクターｆｆであるが、そこでは、Ｉｓｃ及びＶｏｃが、現実の実際において同時に得られたものあることが決してないものであると、ｆｆは、常に単位元と比べてより少ないものである。にもかかわらず、ｆｆが、単位元に接近すると、デバイスは、より多く効率的なものである。
【０００５】
光起電力のデバイスの効率の他の基準が、同様に使われることができる。特に、外部の量子効率は１つの入射光量子（光子）につき発生する電子の数を特徴づける、そして、内部量子効率は所与の光起電力のデバイスによって吸収される１つの光子につき生産される電子の数である。
【０００６】
他の感光性の光電子工学の装置のための効率の定義を与えることは、同じように可能である。
【０００７】
感光性の光電子工学の装置の製造の費用を減らすことの多数の試みがあった。そして、太陽電池を含んだ。有機の光伝導体及び有機半導体は、溶液から堆積によって有機フィルムを生産するオプションを原因として生じるので又は他の低コスト技術によって候補材料と思われた。しかしながら、この種の有機材料を使用している太陽電池の変換効率は、無機材料を主成分として従来の太陽電池の変換効率より常に少なかった。実用的な地上のアプリケーションは、光電子変換効率のより大きな値を必要とする。
【０００８】
適当なエネルギーの電磁放射が半導性有機材料（例えば有機分子結晶）の事件であるときに、光子は興奮した分子状態を生じるために吸収されることができる。それぞれ、ＳＯ＋ｈｖ＝＞ＳＯ＊、そこでＳＯ及びＳＯ＊が接地点及び興奮した分子状態を意味するにつれて、これは象徴的に表される。このエネルギー吸収は最高被占軌道（ＨＯＭＯ）（π結合であってもよい）の縛られた状態から最も低い空き分子軌道（ＬＵＭＯ）まで電子の移行と関係している。そして、それはπ＊結合又は、同等に、ＬＵＭＯからＨＯＭＯへの正孔の移行であってもよい。有機の光伝導体層において、生成された分子状態は、通常、励起子であると考えられている。励起子は、半導体の励起子特徴を備えている基本の電気的に中性の刺激である。有機半導体において、励起子電子−ＨＯＭＯ後の正孔対−の形成に応じて、ＬＵＭＯ移行のように見える。光励起エネルギーがＨＯＭＯより小さい場合−電気的に中性の励起子（励起子）を表して、ＬＵＭＯエネルギー差、電子及び正孔はそれぞれに半導体材料において移動することができなくて、縛られた状態で起こることができない。半導体材料において進行して、励起子は、エネルギーを移すことができる。励起子が、他の対から正孔又は電子を有する組換えに対して双生の組換え（最初の電子の処理及び各々を有する正孔組換えに関連する）を呈する前に、かなりの時間（生涯）の間存在することができる。このように、有機半導体の光子吸収のプロセスは、束縛電子−正孔対（励起子）−の作成につながる。励起子はいわゆる解離センターの方へ広まることができる。ここで、正及び負の負担は分かれることができる。これらの材料のその一つがより大きな電子親和力（ＥＡ）を有する、そして、その他が低い電離電圧（ＩＰ）を備えているならば、異なる有機材料でできている２枚の有機層の境界線（インタフェース）で、例えば、この種の解離は認識されることができる。より高いＥＡの材料は、他の材料の伝導帯から電子を受け入れることができて、電子受容体と呼ばれている。低い電離電圧を備えている材料は接触の有機半導体の原子価バンドから正孔を受け入れることができる、前の材料は正孔受容体又は電子提供者と呼ばれている。−その理由は、次のことにある。それはまた、電子を隣接した受容体に寄付することができる。ＩＰ及びＥＡの違いは結合している（後者は、概して約０．４ｅＶである）励起子のエネルギーに打ち勝つために十分に大きくなければならない点に留意する必要がある。さもないと、励起子は分離しない（束縛電子−正孔対は、遊離した電荷担体に分かれない）、そして、この種の拘束電荷は結局提供者及び受容体の層の間の接点で材料を再び結合する。切り離されて、負担は、光起電力のデバイスの対応する電極の方へ進む：陰極に陽極及び電子に漂っていて、このように電流をつくっている正孔。従って、無機半導体とは対照的に、移動電荷担体が光の吸収に応じて直接形成される所で、ポルフィリン、ペリレン誘導剤及びテトラピロール系の大環状合成物のような分子（有機）半導体の移動電荷担体は軽い吸収に応じて形成される励起子の分解の結果として、現れる。
【０００９】
励起子を表している電子−正孔の対は、半導体材料において発生する内部電界の領域において切り離されることができる。相当な体積を占めているこの種の内部的に生成された電界を生じるために、特に分子量子エネルギー状態のそれらの配布に関して、通常の方法は、材料の２枚の層を適切に選択された伝導特性と並置することである。これらの２つの材料のインタフェースは、光電子ヘテロ構造と呼ばれている。従来の半導体論において、形成光電子ヘテロ構造のための材料は、一般にｎ（ドナー）かｐ（受容体）タイプの中であるとして意味された。ここでｎ型の多数キャリア・タイプが電子であることを意味する。
これは、比較的フリーなエネルギー状態の多くの電子を有する材料のタイプとして見られることができた。ｐ−タイプは、多数キャリア・タイプが正孔であることを示す。この種の材料は、比較的フリーなエネルギー状態の多くの正孔を有する。背景（すなわち、フォト生成されていない）多数キャリアのタイプ及びそれらの集中は、欠陥又は不純物によって主に過失ドーピングに依存する。不純物のタイプ及び濃度はフェルミ・エネルギーの値を決定する、又は、フェルミ・レベル位置は、最も低い空き分子軌道（ＬＵＭＯ）及び最高被占軌道（ＨＯＭＯ）間のギャップの範囲内で、ＬＵＭＯ−ＨＯＭＯのすきま−を呼んだ。フェルミ・エネルギーは分子量子エネルギー状態の統計占有を特徴づける。そして、占領の確率が０．５に等しいエネルギーの値を表す。ＬＵＭＯエネルギーの近くのフェルミ・レベル位置は、電子が支配的なキャリア・タイプであることを示す。ＨＯＭＯエネルギーに近いフェルミ・エネルギーは、正孔が支配的なキャリアであることを示す。
【００１０】
いわゆる自動組立太陽電池が、結晶質の染料及び液晶材料の混成に基づいてある。混合は、高い光電子変換効率によって特徴づけられる太陽電池の形成によって自己組織化して、できる。液晶構成要素は、有機の化合物がディスクに成形された分子が室温で、液晶位相を形成することができるヘキサベンゾコロネン類に帰属していることを表す。これらの分子は、室温で、効果的に通じている列（スタック）に集計される。染料構成要素は、ペリレン染料を表す。クロロホルムの２つの構成要素の解決は、遠心分離機で分離することによって、固体基体上へ塗布される。それから、溶媒は、基体をペリレン染料が結晶化する自己を組織している層によってカバーされるままにしておくために蒸発する。２つの有機材料の間の接点は、光によって誘発された充電分離を特徴とする。この種の有機ヘテロ構造を実装している光起電力のデバイスの量子効率は３４％に達する。そして、それは各々の１００の吸収された光子が平均して３４の電子−正孔対−を産生することを意味する。
【００１１】
周知の光電子コンバータが、ＭＥＨ−ＰＰＶ共重合体及びｐｅｒｙｌｅｎｅ誘導剤（ＰＰＥＩ）（Ｊ．Ｊ．Ｄｉｔｔｍｅｒ ｅｔ ａｌ．，Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ Ｍｅｔａｌｓ，Ｖｏｌ．１０２，８７９−８８０（１９９９）（非特許文献１））に基づいてある。このシステム（ＭＥＨ）において−電子受容体（正孔提供者）として、ＰＰＶは、正孔受容体及びＰＰＥＩとして作用する。有機半導体においてフォト生成された励起子は、提供者及び受容体構成要素の間の接点で、遊離した電荷担体（電子及び正孔）に、その後壊変する。ＰＰＥＩの導入は、有意に、このシステムを使用している光起電力のデバイスの外部の量子効率を増やす。ＰＰＥＩ分子は、ＭＥＨ−励起子拡散長（〜９ｎｍ）に等しい距離以上のＰＰＶマトリックス・ボリューム−において計量分配される。中で、ＰＰＥＩの存在は、薄膜ＭＥＨ−ＰＰＶ構造−の充電分離を刺激する。
【００１２】
周知の太陽電池（Ｋｌａｕｓ Ｐｅｔｒｉｔｓｃｈ，ＰｈＤ Ｔｈｅｓｉｓ，“Ｏｒｇａｎｉｃ Ｓｏｌａｒ Ｃｅｌｌ Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅｓ”，Ｃａｍｂｒｉｄｇｅ ａｎｄ Ｇｒａｚ，Ｊｕｌｙ ２０００，Ｃｈａｐｔｅｒ ３，Ｓｉｎｇｌｅ Ｌａｙｅｒ Ｄｅｖｉｃｅｓ，ｐ．３１（非特許文献２））、ケンブリッジ及びグラーツ、２０００年７月、第３章、Ｓｉｎｇｌｅ Ｌａｙｅｒ Ｄｅｖｉｃｅｓ、３１ページ）が、有機半導体の活動層を含んでいて、電極を有する調整している接合から成っているショットキ・バリアに基づいてある。この有機層は、投与されていないボリエステル繊維（アセチレン）に基づいて、減少する層の深さにほぼ等しい厚みを有する。電極は、ボリエステル繊維（アセチレン）と接触して調整しているショットキ・バリアを形成することは公知のマグネシウムの薄い層を含む。マグネシウム層は、金のフィルムによって過度に被覆である。
【００１３】
他の周知の太陽電池（Ｋｌａｕｓ Ｐｅｔｒｉｔｓｃｈ，ＰｈＤ Ｔｈｅｓｉｓ，“Ｏｒｇａｎｉｃ Ｓｏｌａｒ Ｃｅｌｌ Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅｓ”，Ｃａｍｂｒｉｄｇｅ ａｎｄ Ｇｒａｚ，Ｊｕｌｙ ２０００，Ｃｈａｐｔｅｒ ４，Ｄｏｕｂｌｅ Ｌａｙｅｒ Ｄｅｖｉｃｅｓ，ｐ．６７（非特許文献３））は、有機電子受容体材でできている第２層と接触する有機電子ドナー材料の第１層を備えている。これらの材料のうちの少なくとも１つは３５０から１０００ナノメートルまで光を波長範囲に吸収することができる、そして、接触の２つの材料は調整している接合を形成する。セルは、少なくともオーミック接触を有機層の表面の一部により形成している電極を備えている。前記太陽電池の示差的特徴は、使用される有機材料が一般に平面の多環式の式核を有する有機の化合物を含むということである。これらの合成物は、層構造を０．５ミクロンを上回っていない総厚みにより形成することができる。
【００１４】
上述した光電子手段で使用する有機材料の一般の不利な点は、これらの材料の有機層が結晶構造を有しないという事実にある。このために、電子及びこれらの層の正孔の可動性は、同じ大きさ結晶質の材料のそれと比較して、非常により低い。結果、電子及び正孔として、励起子生涯の間、半導体構造のアクティブ領域を残さない、そして、再び結合する。この種の電子−正孔対は光電流に貢献しない、そして、光電子変換効率は減少する。加えて、電子及び正孔可動性の減少は、材料の抵抗力の、そして、それ故、光起電力のデバイスの連続抵抗の増加につながる。これは、オーミック損失の増加及び光電子変換効率の更なる減少を意味する。結晶構造のない有機フィルムを使用している上述した光起電力のデバイスの他の不利な点は、これらの材料がフォト生成された励起子の極めて小拡散長さによって特徴づけられるということである。これは励起子拡散長と同等の厚みの非常に薄い層からなる光電子構造を使用することを必要とする。そして、それはまた、この種の装置の外部で内部量子効率を低下させる。
【００１５】
それは示された、移植用提供ブリッジ−受容体（ＤＢＡ）システムの橋分子に根本的な厩舎を加えることは潜在的に、電荷を制御する重要な方法及びＤＢＡシステムによる回転−転送力学である（Ｅｒｉｎ Ｔ．Ｃｈｅｒｎｉｃｋ，Ｑｉｘｉ Ｍｉ，Ｒｉｃｈａｒｄ Ｆ．Ｋｅｌｌｅｙ，Ｅｍｉｌｙ Ａ．Ｗｅｉｓｓ，Ｂｒｏｏｋｓ Ａ．Ｊｏｎｅｓ，Ｔｏｂｉｎ Ｊ．Ｍａｒｋｓ，＊Ｍａｒｋ Ａ．Ｒａｔｎｅｒ， ａｎｄ Ｍｉｃｈａｅｌ Ｒ．Ｗａｓｉｅｌｅｗｓｋｉ，“Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｄｏｎｏｒ−Ｂｒｉｄｇｅ−Ａｃｃｅｐｔｏｒ Ｍｏｌｅｃｕｌｅｓ ｗｉｔｈ Ｂｒｉｄｇｉｎｇ Ｎｉｔｒｏｎｙｌ Ｎｉｔｒｏｘｉｄｅ Ｒａｄｉｃａｌｓ：Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ａ Ｔｈｉｒｄ Ｓｐｉｎ ｏｎ Ｃｈａｒｇｅ− ａｎｄ Ｓｐｉｎ−Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｄｙｎａｍｉｃｓ”，Ｊ．ＡＭ．ＣＨＥＭ．ＳＯＣ．２００６，１２８，４３５６−４３６４（非特許文献４）を参照のこと）。本論文の著者は、構成要素の間の明確な距離を有するＤＢＡシステムに、根本的なニトリルニトロキシド（ＮＮ）を加えた：ＭｅＯＡｎ−６ＡＮＩ−Ｐｈ（ＮＮ・）−ＮＩ（ここでｐ−メトキシ・アニリンＭｅＯＡｎ＝）６ＡＮＩ＝４（Ｎ−ピペリジニル）−，８ジカルボキシミドなナフタレン−１、Ｐｈ＝フェニル、そして、ナフタレン−１ ＮＩ ＝ ，８：４，５−ビス（ジカルボキシミド）。ＭｅＯＡｎ−６ＡＮＩ、ＮＮ＃及びＮＩは、Ｐｈ橋の１つの、３つの、５つの位置に取り付けられる。両方の時間−を使用することは光学及びＥＰＲ分光学を分解した、著者はそれにＮＮを見せるフォト生成された三根本的な状態２４（Ｍｅ０Ａｎ＋＃−６ＡＮＩ−Ｐｈ（ＮＮ＃）−ＮＩ’’＃）の回転力学（対応する双根本的な欠けているＮＮ＊．と比較して三基部の中でより遅い充電組換えに結果としてなる）に影響するフォト生成された基部ＭｅＯＡｎ＋の間の観察された回転−回転交換相互作用及びＮｌは、ＮＮの存在下で、変えられない、いずれが根本的な一対系間横断を加速するだけか。２４（Ｍｅ０Ａｎ−６ＡＮＩ−Ｐｈ（ＮＮ’）−３＊ＮＩ）の形成の三根本的な結果の範囲内の組換えに託す、どのＮＮにおいて強く回転を分極化させる。通常、相関している根本的な対の回転力は、ネット回転分極化をもたらさない；フォト生成された根本的なイオン対腐食を記載するのと同じ時定数によってしかしながら、ネット回転分極化は、ＮＮ上に現れる。この結果は、ＮＮ間の反強磁性継手に帰される、そして、現地の三つ子は、３つのＮＩ（充電組換え後の住まれる）を述べる。
これは、三基部及び両方のＮＮを有する３−回転充電組換え製品の間でセットされる回転の基礎の効果的スイッチを必要とする、そして、３＊ＮＩは現れる。
【００１６】
ドナー−橋−受容体−分子（ＤＢＡ）は橋分子（Ｂ）の電子様相を変える効果を徹底調査するために合成されたＤ−Ｂ−Ａシステムの範囲内の電子転送の率上の（Ｒｙａｎ Ｔ．Ｈａｙｅｓ，Ｍｉｃｈａｅｌ Ｒ．Ｗａｓｉｅｌｅｗｓｋｉ，ａｎｄ Ｄａｖｉｄ Ｇｏｓｚｔｏｌａ，“Ｕｌｔｒａｆａｓｔ Ｐｈｏｔｏｓｗｉｔｃｈｅｄ Ｃｈａｒｇｅ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅ Ｂｒｉｄｇｅ Ｍｏｌｅｃｕｌｅ ｉｎ ａ Ｄｏｎｏｒ−Ｂｒｉｄｇｅ−Ａｃｃｅｐｔｏｒ Ｓｙｓｔｅｍ”，Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．２０００，１２２，５５６３−５５６７（非特許文献５）を参照のこと）。
４００ナノメートル（０ｐｓが６０ｐｓ、タウ＝を有するイオン対Ｄ＋−ＢＶＡを産生するために電子転送をｐｈｏｔｏｉｎｄｕｃｅｄした中で結果になるｔ ＝の１３０ｆｓレーザパルス）を有するＤＢＡのテトラヒドロフラン溶液のＤの中で選択的な光励起、それは、長命のイオン対Ｄ＋−文科学士を譲渡するために、１４０ｐｓ、ｔａｕ＝を有する次の充電推移を被る」（タウ＝７００ナノ秒）。１００ｐｓ．、タウ＝を有する充電組換えを受けている５２０ナノメートル（５００ｐｓがＤ＋−文科学士の２０％について結果としてなるタウ＝の１５０ｆｓレーザパルス）を有するＤ＋−文科学士の範囲内のＢの次の選択的な光励起」」人口この充電組換え率は、約７０００回、イオン対の通常の組換え率より急速である。結果は、橋分子Ｂで最も低い興奮した一重項状態の形成が有意に、組換えに託すためにリードしている反応経路を変えることを証明する。このように、ＤＢＡは、中で分子スイッチとして見られることができるそれＤ＋Ｂ−Ａ−状態は、４００及び５２０ナノメートルのレーザパルスを使用して、急速に、それぞれ、オン／オフされることができる。
【００１７】
染料及び電子伝達材料として正孔輸送材料及びペリレンビス・イミドとしてトリフェニルアミンを含んでいる半導体ブロックコポリマーの構造で光学所有物は報告された（Ｓｔｅｆａｎ Ｍ．Ｌｉｎｄｎｅｒ，Ｎａｄｉｎｅ Ｋａｕｆｍａｎｎ，Ｍｕｋｕｎｄａｎ Ｔｈｅｌａｋｋａｔ，“Ｎａｎｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄ ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ ｂｌｏｃｋ ｃｏｐｏｌｙｍｅｒｓ：π−π Ｓｔａｃｋｉｎｇ，ｏｐｔｉｃａｌ ａｎｄ ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ”，Ｏｒｇａｎｉｃ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，８（２００７），ｐｐ．６９−７５（非特許文献６）を参照のこと）。ポリマーは、ニトロオキシドによって調停された制御根本的な重合を用意されて、ＧＰＣ、ＤＳＣ及びＴＧＡによって特徴づけられた。周期的ボルタンメトリによって定まる電気化学的特性は、ＨＯＭＯ及びブロックコポリマーのＬＵＭＯ値が、それぞれ、−５．２３ｅＶ及び３．６５ｅＶであることを示す。散乱している広角Ｘ線によって分析されることができたπ−πスタッキングによるペリレンビス・イミド装置集計。溶液及びフィルムのペリレンビス・イミド・ポリマー及びモノマーの吸収及び．蛍光特性は、調査された。それらがポリマーの異なるペリレンビス・イミド装置間の分子内継手によって強く影響されることを示されることができた。ブロックコポリマーは、１３ナノメートルの恒常的なペリレンビス・イミド領域幅及び最高数マイクロメートルの長さを有する１ナノメートルのスケール上のマイクロ位相分離を呈する。
【００１８】
テトラフェニル・ベンジジン（ＴＰＤ）及びペリレンビス・イミドからなる新規なドナー・受容体二価元素はドデシル・スペーサを使用しているこれらの半分を連結することによって合成された（Ｐｅｔｅｒ Ｂａｕｅｒ，Ｈｅｌｇａ Ｗｉｅｔａｓｃｈ，Ｓｔｅｆａｎ Ｍ．Ｌｉｎｄｎｅｒ，ａｎｄ Ｍｕｋｕｎｄａｎ Ｔｈｅｌａｋｋａｔ，“Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ａｎｄ Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ Ｄｏｎｏｒ−Ｂｒｉｄｇｅ−Ａｃｃｅｐｔｏｒ Ｍｏｌｅｃｕｌｅ Ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ Ｔｅｔｒａｐｈｅｎｙｌｂｅｎｚｉｄｉｎｅ ａｎｄ Ｐｅｒｙｌｅｎｅ Ｂｉｓｉｍｉｄｅ”，Ｃｈｅｍ．Ｍａｔｅｒ．２００７，１９，８８−９４（非特許文献７）を参照のこと）。ＨＯＭＯ及び一対のＬＵＭＯ値は、周期的ボルタンメトリによって得られた。フォト物理的性質は、不変のＵＶ−力及び蛍光分光学によって研究された。ＴＰＤ半分の選択的な刺激の後、ドナー蛍光の焼入れ及び受容体蛍光の体裁は、観察された。これは、提供者から受容体・グループへの非放射性エネルギー移動を証明する。エネルギー転送はＤＢＡにおいて４回、Ｄ及びＡ．の混成において一対のエネルギー転送効率がまた、集中から独立しているより、効率的だった。そして、分子内移送メカニズムを示した。しかしながら、一対の受容体の直接の刺激は受容体の減少する蛍光放出を呈した。そして、半分間の電子転送を示した。このように、このＤＢＡは、エネルギーの研究及び有機半導体の電子−転送プロセスの優れた型システムである。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００１９】
【非特許文献１】Ｊ．Ｊ．Ｄｉｔｔｍｅｒ ｅｔ ａｌ．，Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ Ｍｅｔａｌｓ，Ｖｏｌ．１０２，８７９−８８０（１９９９）
【非特許文献２】Ｋｌａｕｓ Ｐｅｔｒｉｔｓｃｈ，ＰｈＤ Ｔｈｅｓｉｓ，“Ｏｒｇａｎｉｃ Ｓｏｌａｒ Ｃｅｌｌ Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅｓ”，Ｃａｍｂｒｉｄｇｅ ａｎｄ Ｇｒａｚ，Ｊｕｌｙ ２０００，Ｃｈａｐｔｅｒ ３，Ｓｉｎｇｌｅ Ｌａｙｅｒ Ｄｅｖｉｃｅｓ，ｐ．３１
【非特許文献３】Ｋｌａｕｓ Ｐｅｔｒｉｔｓｃｈ，ＰｈＤ Ｔｈｅｓｉｓ，“Ｏｒｇａｎｉｃ Ｓｏｌａｒ Ｃｅｌｌ Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅｓ”，Ｃａｍｂｒｉｄｇｅ ａｎｄ Ｇｒａｚ，Ｊｕｌｙ ２０００，Ｃｈａｐｔｅｒ ４，Ｄｏｕｂｌｅ Ｌａｙｅｒ Ｄｅｖｉｃｅｓ，ｐ．６７
【非特許文献４】Ｅｒｉｎ Ｔ．Ｃｈｅｒｎｉｃｋ，Ｑｉｘｉ Ｍｉ，Ｒｉｃｈａｒｄ Ｆ．Ｋｅｌｌｅｙ，Ｅｍｉｌｙ Ａ．Ｗｅｉｓｓ，Ｂｒｏｏｋｓ Ａ．Ｊｏｎｅｓ，Ｔｏｂｉｎ Ｊ．Ｍａｒｋｓ，＊Ｍａｒｋ Ａ．Ｒａｔｎｅｒ， ａｎｄ Ｍｉｃｈａｅｌ Ｒ．Ｗａｓｉｅｌｅｗｓｋｉ，“Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｄｏｎｏｒ−Ｂｒｉｄｇｅ−Ａｃｃｅｐｔｏｒ Ｍｏｌｅｃｕｌｅｓ ｗｉｔｈ Ｂｒｉｄｇｉｎｇ Ｎｉｔｒｏｎｙｌ Ｎｉｔｒｏｘｉｄｅ Ｒａｄｉｃａｌｓ：Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ａ Ｔｈｉｒｄ Ｓｐｉｎ ｏｎ Ｃｈａｒｇｅ− ａｎｄ Ｓｐｉｎ−Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｄｙｎａｍｉｃｓ”，Ｊ．ＡＭ．ＣＨＥＭ．ＳＯＣ．２００６，１２８，４３５６−４３６４
【非特許文献５】Ｒｙａｎ Ｔ．Ｈａｙｅｓ，Ｍｉｃｈａｅｌ Ｒ．Ｗａｓｉｅｌｅｗｓｋｉ，ａｎｄ Ｄａｖｉｄ Ｇｏｓｚｔｏｌａ，“Ｕｌｔｒａｆａｓｔ Ｐｈｏｔｏｓｗｉｔｃｈｅｄ Ｃｈａｒｇｅ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅ Ｂｒｉｄｇｅ Ｍｏｌｅｃｕｌｅ ｉｎ ａ Ｄｏｎｏｒ−Ｂｒｉｄｇｅ−Ａｃｃｅｐｔｏｒ Ｓｙｓｔｅｍ”，Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．２０００，１２２，５５６３−５５６７
【非特許文献６】Ｓｔｅｆａｎ Ｍ．Ｌｉｎｄｎｅｒ，Ｎａｄｉｎｅ Ｋａｕｆｍａｎｎ，Ｍｕｋｕｎｄａｎ Ｔｈｅｌａｋｋａｔ，“Ｎａｎｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄ ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ ｂｌｏｃｋ ｃｏｐｏｌｙｍｅｒｓ：π−π Ｓｔａｃｋｉｎｇ，ｏｐｔｉｃａｌ ａｎｄ ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ”，Ｏｒｇａｎｉｃ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，８（２００７），ｐｐ．６９−７５
【非特許文献７】Ｐｅｔｅｒ Ｂａｕｅｒ，Ｈｅｌｇａ Ｗｉｅｔａｓｃｈ，Ｓｔｅｆａｎ Ｍ．Ｌｉｎｄｎｅｒ，ａｎｄ Ｍｕｋｕｎｄａｎ Ｔｈｅｌａｋｋａｔ，“Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ａｎｄ Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ Ｄｏｎｏｒ−Ｂｒｉｄｇｅ−Ａｃｃｅｐｔｏｒ Ｍｏｌｅｃｕｌｅ Ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ Ｔｅｔｒａｐｈｅｎｙｌｂｅｎｚｉｄｉｎｅ ａｎｄ Ｐｅｒｙｌｅｎｅ Ｂｉｓｉｍｉｄｅ”，Ｃｈｅｍ．Ｍａｔｅｒ．２００７，１９，８８−９４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
本発明の一般的な記載はなされてきたものである、さらに理解することは、具体的な実施形態に対する参照によって得られたものであることができるが、それらは、例証の目的のためにのみここに与えられたものであると共に添付された請求項の範囲を限定することが意図されたものであるのではない。
【００２１】
本発明は、有機の化合物、及び、従来の有機の光起電力のデバイスの製作の技術的な困難及び低い転換の効率というような先行する技術の有機の光起電力のデバイスの欠点を克服するところの有機の光起電力のデバイスを提供する。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本発明の第一の好まれた実施形態において、提供されたところのものは、一般的な構造の式Ｉ
【００２３】
【化１】
の大体は平面の有機の化合物であるが、そこでは、Ｈｅｔ１は、第一のタイプの大体は平面の多環式の分子の系である；Ｈｅｔ２は、第二のタイプの大体は平面の多環式の分子の系である；Ａは、強い化学的な結合を介して分子の系Ｈｅｔ２を備えた分子の系Ｈｅｔ１の側方の結合を提供する橋をかける基である；ｎは、１、２、３、４、５、６、７、又は８である；Ｂ１及びＢ２は、結び付ける基である；ｉは、０、１、２、３、４、５、６、７、又は８である；ｊは、０、１、２、３、４、５、６、７、又は８である；Ｓ１及びＳ２は、有機の化合物の溶解性を提供する基である；ｋは、０、１、２、３、４、５、６、７、又は８である；ｍは、０、１、２、３、４、５、６、７、又は８である；Ｄ１及びＤ２は、−ＣＨ３、−Ｃ２Ｈ５、−Ｃ３Ｈ７、−ＮＯ２、−Ｃｌ、−Ｂｒ、−Ｆ、−ＣＦ３、−ＣＮ、−ＯＨ、−ＯＣＨ３、−ＯＣ２Ｈ５、−ＯＣＯＣＨ３、−ＯＣＮ、−ＳＣＮ、−ＮＨ２、−ＮＨＣＯＣＨ３、−Ｃ２Ｓｉ（ＣＨ３）３、及び−ＣＯＮＨ２を含むリストより独立に選択された置換基である；ｙは、０、１、２、３、４、５、６、７、又は８である；並びに、ｚは、０、１、２、３、４、５、６、７、又は８である。前記の有機の化合物は、４００から３０００ｎｍまでの波長の範囲内における少なくとも一つの予め決定されたスペクトルのサブレンジにおける電磁的な放射を吸収すると共に超分子を形成することが可能なものである。分子の系Ｈｅｔ１、橋をかける基Ａ、及び分子の系Ｈｅｔ２は、励起された電子−正孔の対の解離を提供する供与体−橋かけ−受容体の系を形成することが可能なものである。
【００２４】
ドナー・ブリッジ・受容体分子系（Ｈｅｔｒ Ａ−Ｈｅｔ２（分子システムＨｅｔ１が提供者として役立つところ）及び分子システムＨｅｔ２は、受容体として役立つ）において、電子転送のための超交換メカニズムは、提供者及び受容体系（Ｈｅｔ１及びＨｅｔ２）のそれらを有する架橋しているグループＡの電子様相の混合を含む。この混合は、批判的に、Ｈｅｔ１のそれらを有するグループＡに架橋する分子軌道の空間重なり及びＨｅｔ２及びΗｅｔ１−Ａ間の垂直エネルギー・ギャップに依存する−Ｈｅｔ２、そして、精力的により高い横たわっているＨｅｔ１−Ａ−Ｈｅｔ２状態。原則として、架橋しているグループＡのいくつかの異なる様相は提供者及び受容体間の全体の電子結合に関与することができる。そして、それらの相対的な貢献が電子結合及びさまざまな状態間のエネルギー・ギャップで測定される。
【００２５】
開示された有機の化合物の一実施例において、多環分子システムのうちの少なくとも１つは、複素環式分子システムである。本発明の他の実施例において、有機の化合物又はその塩の溶液は、光起電力の層を基体の上に形成することができる。本発明による有機の化合物のさらにもう一つの実施例において、第一型（Ｈｅｔ１）の主に平面の多環式の分子システム及び第２のタイプ（Ｈｅｔ２）の少なくとも一つの主に平面の多環式の分子システムは、４００から３０００ナノメートルまで波長範囲の中で電磁放射を異なる予め定められたスペクトル下位範囲に吸収する。
【００２６】
さらに別の実施形態では、複素環式分子システムが、多環分子システムとして用いられることができる。開示された有機の化合物の一実施例において、強い化学結合は、それについて共有結合、協調結合、イオン結合及びいかなる組合せから成るもリストから選ばれる。
【００２７】
開示された有機の化合物の他の実施例において、前記溶液は水及び／又は水溶性溶媒に基づく、そして、数ｋ及びｍは以下の状態に従う：ｋ＋ｍ≠０。一致している開示された有機の化合物のさらに別の実施例において、水及び／又は水溶性溶媒の有機の化合物の可溶性を提供しているグループのうちの少なくとも１つは、ＣＯＯ、ＳＯ３、ＨＰＯ３及びＰＯβ２から成るリストから、それぞれに選ばれる」、そして、それのいかなる組合せも。開示された有機の化合物のさらにもう一つの実施例において、光起電力の層は、一つのタイプ多環分子システムの、そして、基体平面において主に正しい位置に置かれる縦軸を有するπ−π−相互作用によって形成される柱のような上分子を有する。開示された有機の化合物の一実施例において、柱のような上分子は、各々と主に平行して配置される。開示された有機の化合物の他の実施例において、置換分の数及び鎖長は、上分子のような隣接した柱−の電気的な隔離を提供するのに選ばれる。
【００２８】
開示された有機の化合物の一実施例において、数ｋ及びｍは、以下の状態に従う：ｋ＋ｍ≠０、そして、前記溶液有機溶媒に基づく。開示された有機の化合物の他の実施例において、有機溶媒は、それについてベンゼン、トルエン、キシレン、アセトン、酢酸、メチル＝エチル＝ケトン、炭化水素、クロロホルム、四塩化炭素、塩化メチレン、ジクロロエタン、クロロベンゼン、アルコール類、ニトロメタン、アセトニトリル、ジメチルホルムアミド、１つの，４−ジオキサン、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、メチル・シクロヘキサン（ＭＣＨ）又はいかなる組合せから成るもリストから選ばれる。開示された有機の化合物のさらに別の実施例において、有機溶媒の有機の化合物の可溶性を提供しているグループのうちの少なくとも１つはそれについてそれぞれにＣＯＮＲ１Ｒ２、ＣＯＮＨＣＯＮＨ２、ＳＯ２ＮＲ１Ｒ２及びいかなる組合せから成るもリストから選ばれる酸性残留物のアミドである。ここで、Ｒ１１Ｒ２はＨ、アルキル又はアリールからそれぞれに選ばれる。
開示された有機の化合物のさらにもう一つの実施例において、有機溶媒の有機の化合物の可溶性を提供しているグループのうちの少なくとも１つは、それについてアルキル、アリール、置換されたアルキル、置換されたアリール及びいかなる組合せから成るもリストから、それぞれに選ばれる。開示された有機の化合物の一実施例において、アルキル基はメチル、エチル、プロピル、ブチル、ｉ−ブチル及びｔ−ブチル・グループから選択される、そして、アリール基はフェニル、ベンジル及びナフチル基から選ばれる。本発明による有機の化合物の他の実施例において、有機溶媒の有機の化合物の可溶性を提供しているグループの数及び鎖長は、隣接したスタックの電気的な隔離を提供するのに選ばれる。提供している可溶性グループは、スタックの周辺に位置する保護エンベロープを作製する。これらのエンベロープは、π−一つのタイプ多環分子システム（Ｈｅｔ１及びＨｅｔ２）のπ相互作用−の以外全ての相互作用に対してスタックを形成している分子システムを保護する。
【００２９】
開示された有機の化合物の一実施例において、数ｉ及びｊは、以下の状態に従う：ｉ＋ｊ３；そして、光起電力の層は、強くて弱い化学結合によってグループを結合する横方向の相互作用による基体平面と主に平行して正しい位置に置かれる平面を備える多環分子システムを有する平面上分子を有する。開示された有機の化合物の他の実施例において、前記平面上分子のうちの少なくとも１つは、それについてリストから成っているディスク、皿、薄板、リボン又はいかなる組合せからも選ばれる形を有する。開示された有機の化合物のさらに別の実施例において。そこにおいて、前記弱い化学結合は、それについて一つの水素結合、双極子−双極子相互作用、陽イオンπ相互作用、ヴァンデルヴァールス相互作用、π−π相互作用及びいかなる組合せから成るもリストから選ばれる。開示された有機の化合物のさらにもう一つの実施例において、平面上分子はπによって分子スタックを形成する−一つのタイプ多環分子システムのπ−相互作用がそれぞれ異なるカレントの導電経路に電子及び正孔伝導率を提供する。前記分子スタックは、有機の化合物の可溶性を提供しているグループのために、それ自身の中で電気的に絶縁される。
【００３０】
開示された有機の化合物の一実施例において、分子スタックは、基体平面と主に直角をなして正しい位置に置かれる。
【００３１】
開示された有機の化合物の一実施例において、予め定められたスペクトル下位範囲は、４００から７００ナノメートルまである。開示された有機の化合物の他の実施例において、主に平面の多環式の分子システムのうちの少なくとも１つは、部分的に又は完全に接合される。開示された有機の化合物のさらに別の実施例において、主に平面の多環式の分子システムのうちの少なくとも１つは、それについて窒素、酸素、硫黄及びいかなる組合せから成るもリストから選ばれるヘテロ原子を含む。
【００３２】
開示された有機の化合物の一実施例において、架橋しているグループのうちの少なくとも１つはイミダゾール、ペリレン−３，４−ジカルボキシミド、一連のｐ−フェニレン（ＰｈＰ）オリゴマから成るリストから選ばれる。ここで、ｐは１、２、３、４又は５である；
そして、一連の２，７−オリゴフルオレン（ＦＬＳ）オリゴマ（ｓが１、２、３又は４であるところ）。
【００３３】
開示された有機の化合物の一実施例において、数ｉ及びｊは、以下の状態に従う：結合グループのｉ＋ｊ≠０及び少なくとも１は、内部結合グループである。開示された有機の化合物の他の実施例において、内部結合グループは、グループから成るアルキンである。開示された有機の化合物のさらに別の実施例において、数ｉ及びｊは以下の状態ｉ＋ｊ≠０に従う、そして、結合グループのうちの少なくとも１つはインター結合グループである。開示された有機の化合物のさらにもう一つの実施例において、いずれが最低１つの内部結合グループであるか数ｉ及びｊは以下の状態ｉ＋ｊ ＞１に従う、そして、結合グループのうちの少なくとも１つはインター結合グループである。開示された有機の化合物の一実施例において、インター結合グループのうちの少なくとも１つはそれについてヘテロ原子、ＣＯＯＨ、ＳＯ３Ｈ、Ｈ２ＰＯ３、ＮＨ、ＮＨ２、ＮＨＲ、ＮＲ２及びいかなる組合せから成るもリストから選ばれる。ここで、根本的なＲはアルキル又はアリールである。開示された有機の化合物の他の実施例において、アルキル基はメチル、エチル、プロピル、ブチル、Ｉ−ブチル及びｔ−ブチル・グループからそれぞれに選択される、そして、アリール基はフェニル、ベンジル及びナフチル基から選ばれる。
【００３４】
開示された有機の化合物の一実施例において、主に平面の多環式の分子システムＨｅｔ１又はＨｅｔ２のうちの少なくとも１つは、フタロシアニン断片から成る。表１は構造１−６に対応する一般の構造式のテトラピロール系のマクロ周期的断片から成る平面の多環式の分子システムの若干の実施例を示す。ここで、ラテン文字Ｍは金属又は２つの陽子（２Ｈ）の原子を意味する。
【００３５】
表１．テトラピロール系の大環状のフラグメントを含むものである平面の多環式の分子の系の例
【００３６】
【表１】
【００３７】
【表２】
開示発明のさらに別の実施例において周期的な断片、平面の多環式の分子システムは、リレン断片から成る。表２は、構造７−２７に対応する一般の構造式のリレン断片から成る多環分子システムの若干の実施例を示す。
【００３８】
表２．リレンのフラグメントを含むものである多環式の分子の系の例
【００３９】
【表３】
【００４０】
【表４】
開示発明の他の実施例において、平面の多環式の分子システムは、ナフタレン断片を含むことができる。表３は、構造２８−２９に対応する一般の構造式のこの種のナフタレン断片から成る平面の多環式の分子システムの若干の実施例を示す。
【００４１】
表３．ナフタレンのフラグメントを含むものである平面の多環式の分子の系の例
【００４２】
【表５】
そこにある第２の本発明の好ましい実施例においては、一般の構造式ＩＩ：
【００４３】
【化２】
を有する少なくとも一つの有機の化合物から成る有機の光起電力の層を形成した：Ｈｅｔ１が第一型の主に平面の多環式の分子システムであるところ；Ｈｅｔ２は、第２のタイプの主に平面の多環式の分子システムである；ある強い化学結合を経て分子システムＨｅｔ１の横方向の結合に分子システムＨｅｔ２を提供している架橋しているグループ；ｎは、１、２、３、４、５、６、７又は８である；Ｂ１及びＢ２は、グループを結合している；ｉは、０、１、２、３、４、５、６、７又は８である；ｊは、０、１、２、３、４、５、６、７又は８である；Ｓ１及びＳ２は、有機の化合物の可溶性を提供しているグループである；ｋは、０、１、２、３、４、５、６、７又は８である；ｍは、０、１、２、３、４、５、６、７又は８である；Ｄ１及びＤ２は、それぞれにリスト成っているＣＨ３から選ばれる置換分である、−Ｃ２Ｈ５、−Ｃ３Ｈ７、−ＮＯ２、−Ｃｌ、−Ｂｒ、−Ｆ、−ＣＦ３、−ＣＮ、−ＯＨ、−ＯＣＨ３、−ＯＣ２Ｈ５、−ＯＣＯＣＨ３、−ＯＣＮ、−ＳＣＮ−ＮＨ２、−ＮＨＣＯＣＨ３−Ｃ２Ｓｉ（ＣＨ３）３、そして、−ＣＯＮＨ２；そして、ｙは、０、１、２、３、４、５、６、７又は８である；ｚは、０、１、２、３、４、５、６、７又は８である；Ｘは、それについてＨ＋、Ｌｉ＋、Ｎａ＋、Ｋ＋、ＮＨ４＋ Ｂａ＋＋、Ｚｎ＋＋、Ｓｒ＋＋、Ｃａ＋＋、Ｍｇ＋＋及びいかなる組合せから成るもリストからの反イオンである；ｔは、有機の化合物の電気中性を提供している反イオンの数である。光起電力の層は、４００から３０００ナノメートルまで波長範囲の中で少なくとも一つの予め定められたスペクトル下位範囲の電磁放射の吸収を有して、上分子を形成することができる。分子システムＨｅｔ１、架橋しているグループＡ及び分子システムＨｅｔ２は、励起状態の電子−正孔一個の解離を提供しているドナー−橋−受容体系を形成することができる。
【００４４】
開示された有機の光起電力の層の一実施例において、多環分子システムのうちの少なくとも１つは、複素環式分子システムである。開示された有機の光起電力の層の他の実施例において、第一型（Ｈｅｔ１）の主に平面の多環式の分子システム及び第２のタイプ（Ｈｅｔ２）の少なくとも一つの主に平面の多環式の分子システムは、４００から３０００ナノメートルまで波長範囲の中で電磁放射を異なる予め定められたスペクトル下位範囲に吸収する。
【００４５】
開示された有機の光起電力の層の一実施例において、強い化学結合は、それについて共有結合、協調結合、イオン結合及びいかなる組合せから成るもリストから選ばれる。
【００４６】
開示された有機の光起電力の層の他の実施例において、光起電力の層は、一つのタイプ多環分子システムの、そして、層平面において主に正しい位置に置かれる縦軸を有するπ−π−相互作用によって形成される柱のような上分子を有する。開示された有機の光起電力の層のさらに別の実施例において、柱のような上分子は、各々と主に平行して配置される。本発明の有機の光起電力の層の一実施例において、置換分の数及び鎖長は、隣接した柱のような上分子の電気的な隔離を提供するのに選ばれる。開示された有機の光起電力の層の他の実施例において、光起電力の層は、層平面において各々と主に平行して正しい位置に置かれる光電子繊維から成る。
【００４７】
本発明の有機の光起電力の層のさらに別の実施例において、光起電力の層は光電子繊維から成る少なくとも一つの編まれた光起電力の層から成る。そこにおいて、光電子繊維は各々と主に平行して配置される。
【００４８】
開示された有機の光起電力の層のさらにもう一つの実施例において、光起電力の層は、強くて弱い化学結合によってグループを結合する横方向の相互作用による層平面と主に平行して正しい位置に置かれる平面を備える多環分子システムを有する平面上分子を有する。開示された有機の光起電力の層の一実施例において、前記平面上分子のうちの少なくとも１つは、それについてリストから成っているディスク、皿、薄板、リボン又はいかなる組合せからも選ばれる形を有する。開示された有機の光起電力の層の他の実施例において、弱い化学結合は、それについて一つの水素結合、双極子−双極子相互作用、陽イオンπ相互作用、ヴァンデルヴァールス相互作用、π−π相互作用及びいかなる組合せから成るもリストから選ばれる。開示された有機の光起電力の層のさらに別の実施例において、平面上分子はπによって分子スタックを形成する−一つのタイプ多環分子システムのπ−相互作用がそれぞれ異なるカレントの導電経路に電子及び正孔伝導率を提供して、そこにおいて、前記分子スタックは有機の化合物の可溶性を提供している置換基又は／及びグループのためにそれ自身の中で電気的に絶縁される。開示された有機の光起電力の層のさらにもう一つの実施例において、分子スタックは、光起電力の層の平面と主に直角をなして正しい位置に置かれる。
【００４９】
開示された有機の光起電力の層の一実施例において、予め定められたスペクトル下位範囲は、４００から７００ナノメートルまである。開示された有機の光起電力の層の他の実施例において、主に平面の多環式の分子システムのうちの少なくとも１つは、部分的に又は完全に接合される。開示された有機の光起電力の層のさらに別の実施例において、主に平面の多環式の分子システムのうちの少なくとも１つは、それについて窒素、酸素、硫黄及びいかなる組合せから成るもリストから選ばれるヘテロ原子を含む。
【００５０】
開示された有機の光起電力の層の一実施例において、架橋しているグループのうちの少なくとも１つはイミダゾール、ペリレン−３，４−ジカルボキシミド、一連のｐ−フェニレン（ＰｈＰ）オリゴマから成るリストから選ばれる。ここで、ｐは１、２、３、４又は５である；そして、一連の２，７−オリゴフルオレン（ＦＬｓ）オリゴマ（ｓが１、２、３又は４であるところ）。
【００５１】
表１に示される構造１−２９に対応する一般の構造式の多環分子システムの実施例−３は、それを制限することのない本発明を例示するのに役立つ。開示された有機の光起電力の層の一実施例において、平面の多環式の分子システムは、テトラピロール系のマクロ周期的断片を含む。構造１−６から成るグループからの一般の構造式を有するテトラピロール系の大環状断片から成るこの種の平面の多環式の分子システムの若干の実施例は、ラテン文字Ｍが金属又は２つの陽子（２Ｈ）の原子を意味する表１において挙げられる。開示された有機の光起電力のデバイスの他の実施例において、平面の多環式の分子システムは、リレン断片を含む。構造７−２７から成るグループからの一般の構造式を有するリレン断片から成るこの種の平面の多環式の分子システムの若干の実施例は、表２において挙げられる。開示された有機の光起電力の層の他の実施例において、平面の多環式の分子システムは、ナフタレン断片を含む。構造２８−２９から成るグループからの一般の構造式を有するこの種の多環分子システムの若干の実施例は、表３において挙げられる。
【００５２】
開示された有機の光起電力の層の一実施例において、分子スタックは、光起電力の層の平面と主に直角をなして正しい位置に置かれる。開示された有機の光起電力の層の一実施例において、平行した柱のような上分子は、光起電力の層の平面において、主に正しい位置に置かれる。
【００５３】
本発明のさらにもう一つの実施例において、光起電力の層は、光起電力の層の平面において主に正しい位置に置かれる平行した光電子繊維から成る。
【００５４】
第３の本発明の好ましい実施例において、前表面及び後部面を有する第１及び第２の電極及び少なくとも一つの光起電力の層から成る有機の光起電力のデバイスは提供される。そこにおいて、前記光起電力の層は一般の構造式ＩＩ：
【００５５】
【化３】
を有する少なくとも一つの有機の化合物から成る：Ｈｅｔ１が第一型の主に平面の多環式の分子システムであるところ；Ｈｅｔ２は、第２のタイプの主に平面の多環式の分子システムである；ある強い化学結合を経て分子システムＨｅｔ１の横方向の結合に分子システムＨｅｔ２を提供している架橋しているグループ；ｎは、１、２、３、４、５、６、７又は８である；Ｂ１及びＢ２は、グループを結合している；ｉは０、１、２、３、４、５、６、７又は８である；ｊは、０、１、２、３、４、５、６、７又は８である；Ｓ１及びＳ２は、有機の化合物の可溶性を提供しているグループである；ｋは、０、１、２、３、４、５、６、７又は８である；ｍは、０、１、２、３、４、５、６、７又は８である；Ｄ１及びＤ２は、それぞれにリスト成っているＣＨ３から選ばれる置換分である、−Ｃ２Ｈ５、−Ｃ３Ｈ７、−ＮＯ２、−Ｃｌ、−Ｂｒ、−Ｆ、−ＣＦ３、−ＣＮ、−ＯＨ、−ＯＣＨ３、−ＯＣ２Ｈ５、−ＯＣＯＣＨ３、−ＯＣＮ、−ＳＣＮ−ＮＨ２、−ＮＨＣＯＣＨ３−Ｃ２Ｓｉ（ＣＨ３）３、そして、−ＣＯＮＨ２；そして、ｙは、Ｏ（１、２、３、４、５、６、７又は８）である；ｚは、Ｏ（１、２、３、４、５、６、７又は８）である；Ｘは、それについてＨ＋、Ｌｉ＋、Ｎａ＋、Ｋ＋、ＮＨ４＋ Ｂａ＋＋、Ｚｎ＋＋、Ｓｒ＋＋、Ｃａ＋＋、Ｍｇ＋＋及びいかなる組合せから成るもリストからの反イオンである；ｔは、有機の化合物の電気中性を提供している反イオンの数である。光起電力の層は、４００から３０００ナノメートルまで波長範囲の中で少なくとも一つの予め定められたスペクトル下位範囲の電磁放射の吸収を有して、上分子を形成することができる。分子システムＨｅｔ１、架橋しているグループＡ及び分子システムＨｅｔ２は、励起状態の電子−正孔一個の解離を提供しているドナー−橋−受容体系を形成することができる。
【００５６】
開示された有機の光起電力のデバイスの一実施例において、多環分子システムのうちの少なくとも１つは、複素環式分子システムである。開示された有機の光起電力のデバイスの他の実施例において、第一型（Ｈｅｔ１）の主に平面の多環式の分子システム及び第２のタイプ（Ｈｅｔ２）の少なくとも一つの主に平面の多環式の分子システムは、４００から３０００ナノメートルまで波長範囲の中で電磁放射を異なる予め定められたスペクトル下位範囲に吸収する。
【００５７】
開示された有機の光起電力のデバイスは、有機の化合物及び無機材料を基礎として通常の装置と比較すると多くの効果を所有する。ドナー−橋−受容体系は励起状態の電子−正孔一個の解離を提供する、そして、移動搬送装置（電子及び正孔）は実際に電磁放射の量子の吸収と同時に異なる電流を伝導している経路に沿って動く。第２のタイプＨｅｔ２の第一型Ｈｅｔ１及びさまざまな分子システムの分子システムの選択は、吸収帯の中で調整される（拡大するか又は狭くなる）ことを可能にする、そして、開示された有機の光起電力のデバイスの変換効率を最適化すること。ドナー−橋−受容体・システムは、分子システム（Ｈｅｔ１及びＨｅｔ２）を吸収している提供者及び受容体を含むことができる。
【００５８】
開示された有機の光起電力のデバイスの一実施例において、強い化学結合は、それについて共有結合、協調結合、イオン結合及びいかなる組合せから成るもリストから選ばれる。
【００５９】
開示された有機の光起電力のデバイスの他の実施例において、光起電力の層は、一つのタイプ多環分子システムの、そして、層平面において主に正しい位置に置かれる縦軸を有するπ−π−相互作用によって形成される柱のような上分子を有する。開示された有機の光起電力のデバイスのさらに別の実施例において、柱のような上分子は、各々と主に平行して配置される。本発明による有機の光起電力のデバイスの一実施例において、置換分の数及び鎖長は、隣接した柱のような上分子の電気的な隔離を提供するのに選ばれる。開示された有機の光起電力のデバイスの他の実施例において、光起電力の層は、層平面において各々と主に平行して正しい位置に置かれる光電子繊維から成る。
【００６０】
中で、本発明による有機の光起電力のデバイスのさらに別の実施例は光電子繊維から成る少なくとも一つの編まれた光起電力の層から成る。そこにおいて、光電子繊維は各々と主に平行して配置される。
【００６１】
開示された有機の光起電力のデバイスのさらにもう一つの実施例において、光起電力の層は、強くて弱い化学結合によってグループを結合する横方向の相互作用による層平面と主に平行して正しい位置に置かれる平面を備える多環分子システムを有する平面上分子を有する。開示された有機の光起電力のデバイスの一実施例において、前記平面上分子のうちの少なくとも１つは、それについてリストから成っているディスク、皿、薄板、リボン又はいかなる組合せからも選ばれる形を有する。開示された有機の光起電力のデバイスの他の実施例において、弱い化学結合は、それについて一つの水素結合、双極子−双極子相互作用、陽イオンπ相互作用、ファン・デル・ワールス相互作用、π−π相互作用及びいかなる組合せから成るもリストから選ばれる。開示された有機の光起電力のデバイスのさらに別の実施例において、平面上分子はπによって分子スタックを形成する−一つのタイプ多環分子システムのπ−相互作用がそれぞれ異なるカレントの導電経路に電子及び正孔伝導率を提供して、そこにおいて、前記分子スタックは有機の化合物の可溶性を提供している置換基又は／及びグループのためにそれ自身の中で電気的に絶縁される。開示された有機の光起電力のデバイスのさらにもう一つの実施例において、分子スタックは、光起電力の層の平面と主に直角をなして正しい位置に置かれる。
【００６２】
開示された有機の光起電力のデバイスの一実施例において、予め定められたスペクトル下位範囲は、４００から７００ナノメートルまである。開示された有機の光起電力のデバイスの他の実施例において、主に平面の多環式の分子システムのうちの少なくとも１つは、部分的に又は完全に接合される。開示された有機の光起電力のデバイスのさらに別の実施例において、主に平面の多環式の分子システムのうちの少なくとも１つは、それについて窒素、酸素、硫黄及びいかなる組合せから成るもリストから選ばれるヘテロ原子を含む。
【００６３】
開示された有機の光起電力のデバイスの一実施例において、架橋しているグループのうちの少なくとも１つはイミダゾール、ペリレン−３，４−ジカルボキシミド、一連のｐ−フェニレン（ＰｈＰ）オリゴマから成るリストから選ばれる。ここで、ｐは１、２、３、４又は５である；そして、一連の２，７−オリゴフルオレン（ＦＬｓ）オリゴマ（ｓが１、２、３又は４であるところ）。
【００６４】
表１に示される構造１−２８に対応する一般の構造式の多環分子システムの実施例−３は、それを制限することのない本発明を例示するのに役立つ。開示された有機の光起電力のデバイスの一実施例において、平面の多環式の分子システムは、テトラピロール系のマクロ周期的断片を含む。構造１−５から成るグループからの一般の構造式を有するテトラピロール系の大環状断片から成るこの種の平面の多環式の分子システムの若干の実施例は、ラテン文字Ｍが金属又は２つの陽子（２Ｈ）の原子を意味する表１において挙げられる。
開示された有機の光起電力のデバイスの他の実施例において、平面の多環式の分子システムは、リレン断片を含む。構造６−２６から成るグループからの一般の構造式を有するリレン断片から成るこの種の平面の多環式の分子システムの若干の実施例は、表２において挙げられる。開示された有機の光起電力のデバイスの他の実施例において、平面の多環式の分子システムは、ナフタレン断片を含む。構造２７−２８から成るグループからの一般の構造式を有するこの種の多環分子システムの若干の実施例は、表３において挙げられる。
【００６５】
開示された有機の光起電力のデバイスの一実施例において、前記電極のうちの少なくとも１本は、前記有機の光起電力のデバイスが感度が高い事件電磁放射のために透明である。もう一方において、開示された有機の光起電力のデバイスの実施例は１枚の前記光起電力の層を含む。そして、光起電力の層の平面と主に直角をなして正しい位置に置かれる分子スタック、少なくとも前記光起電力の層の前表面の一部の上に形成される第一電極及び少なくとも前記光起電力の層の後部面の一部の上に形成される第二電極を有する。開示された有機の光起電力のデバイスの一実施例において、第二電極は、装置の電磁放射事件のための反射電極である。本発明の一実施例では、開示された有機の光起電力のデバイスは、光起電力の層の平面において主に正しい位置に置かれる平行した柱のような上分子、前記光起電力の層の表面のうちの１つの一部にできた溝において形成される第一電極及び前記光起電力の層の同じ表面の他の一部に作られる他の溝において形成される第二電極を有する少なくとも一つの光起電力の層から成る。本発明のさらにもう一つの実施例において、開示された有機の光起電力のデバイスは、光起電力の層の平面において主に正しい位置に置かれる平行した光電子繊維、前記光起電力の層の表面のうちの１つの一部にできた溝において形成される第一電極及び前記光起電力の層の同じ表面の他の一部に作られる他の溝において形成される第二電極を有する少なくとも一つの光起電力の層から成る。開示された有機の光起電力のデバイスのさらに別の実施例において、第二電極は装置の電磁放射事件のための反射電極である、そして、装置は前記反射電極及び前記光電層の間に位置する付加的な抑制剤層から更に成る。そこにおいて、前記抑制剤層の厚み及び光学異方性は前記電磁放射の偏光ベクトルの４５°回転を確実にするために選ばれる。開示された有機の光起電力のデバイスの一実施例において、第１及び第２の電極は指のような電極であって、互いに嵌合された構造を形成する、そして、柱のような上分子は垂直に電極の方向に適応する。開示された有機の光起電力のデバイスの他の実施例において、少なくとも一つの指のような電極の横断面は、それについてリストから成っている三角形、長方形、正方形、円、Ｖ型の形及びいかなる組合せからも選ばれる形を有する。開示された有機の光起電力のデバイスのさらにもう一つの実施例において、第一電極は正孔−収穫接触及び障壁の接触を電子に提供している仕事関数を有する材料でできている、そして、第二電極は障壁の接触を正孔及び電子−収穫接触に提供している仕事関数を有する材料でできている。開示された有機の光起電力のデバイスのさらに別の実施例において、第一電極は光起電力の層によって接触している電子供与体層から成る、そして、第二電極は光起電力の層によって接触している電子供与体層から成る。開示された有機の光起電力のデバイスのさらにもう一つの実施例において、第一電極は正孔−収穫接触及び障壁の接触を電子に提供している仕事関数を有する材料でできている、そして、第二電極は障壁の接触を正孔及び電子−収穫接触に提供している仕事関数を有する材料でできている。一実施例において、電極の材料は、アルミニウム、ＩＴＯ（インジウム酸化スズ）、カーボン・ナノチューブ導電塗料、ＰＥＤＯＴ、ＰＥＤＯＴから成るリストから選ばれる：ＰＳＳ層、ＬｉＦ及びアルミニウム・ドープ酸化亜鉛。
【００６６】
開示発明の一実施例において、有機の光起電力のデバイスは、前記電極及び前記光起電力の層を支持している基体から更に成る。開示された有機の光起電力のデバイスの他の実施例において、基体は、ポリマーでできている。開示された有機の光起電力のデバイスのさらに別の実施例において、基体は、ガラスでできている。開示された有機の光起電力のデバイスの一実施例において、基体は、所与の光電子工学の装置が感度が高い事件電磁放射のために透明である。
【００６７】
開示発明のさらにもう一つの実施例において、有機の光起電力のデバイスは２枚以上の光起電力の層から成る。そこにおいて、前記層は一般の構造式ＩＩを有する異なる有機の化合物を含む。そして、４００から３０００ナノメートルまで波長範囲の中で異なるスペクトル下位範囲の電磁放射の吸収を確実にする。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】図１は、概略的に、本発明に従った有機の化合物の一つの実施形態を示すが、それにおいて、ｎ＝４、ｉ＝２、ｋ＝１、ｙ＝１、ｊ＝１、ｍ＝１、及びｚ＝１である。
【図２】図２は、概略的に、図１に示された単一のタイプの多環式の分子の系Ｈｅｔ１及びＨｅｔ２のπ−π相互作用の手段によって形成された柱様の超分子を示す（単純さのために、Ａ、Ｂ、Ｓ、及びＤタイプの基は、図２に示されたものであることはない）。
【図３】図３は、概略的に、本発明に従った有機の化合物の別の実施形態を示すが、それにおいては、ｎ＝１、ｉ＝３、ｋ＝０、ｙ＝０、ｊ＝１、ｍ＝０、及びｚ＝０である。
【図４】図４は、概略的に、図３に示された有機の化合物で作られた並びに強い及び弱い化学的な結合の手段によって形成されたディスク様の平面の超分子のフラグメントを示す。
【図５】図５は、概略的に、強い化学的な結合の手段によって形成されたリボン様の平面の超分子のフラグメントを示す。
【図６】図６は、本発明に従った有機の化合物の第一の実施形態を示す。
【図７】図７は、本発明に従った有機の化合物の第二の実施形態を示す。
【図８】図８は、本発明に従った有機の化合物の第三の実施形態を示す。
【図９】図９は、本発明に従った有機の化合物の第四の実施形態を示す。
【図１０】図１０は、本発明に従った有機の化合物の第五の実施形態を示す。
【図１１】図１１は、本発明に従った有機の光起電力のデバイスの断面を示す。
【図１２】図１２は、橋をかける基によって接続されたｐ−及びｎ−タイプの分子のスタックによって形成された照射されたものではない供与体−橋−受容体の系のエネルギー帯の線図である。
【図１３】図１３は、橋をかける基によって接続されたｐ−及びｎ−タイプの分子のスタックによって形成された照射されたものではない供与体−橋−受容体の系のエネルギー帯の線図である。
【図１４】図１４は、正孔を取り入れる接触のエネルギー帯の線図である。
【図１５】図１５は、電子についての障壁の接触のエネルギー帯の線図である。
【図１６】図１６は、電子を取り入れる接触のエネルギー帯の線図である。
【図１７】図１７は、正孔についての障壁の接触のエネルギー帯の線図である。
【図１８】図１８は、二つの接触を備えた光起電力の有機の層を備えた構造に基礎が置かれた有機の光起電力のデバイスの概略的な線図であるが、それらは、光起電力の層の対向する表面に位置させられたものである。
【図１９】図１９は、概略的に分子のスタックの上面図を示す。
【図２０】図２０は、概略的に、大体はそれの平面に対して垂直に配向させられた並びに前方の電極及び後方の電極の間に位置させられた分子のスタックを含む光起電力の層に基礎が置かれた開示された有機の光起電力のデバイスを示す。
【図２１】図２１は、概略的に、本発明に従った反射性の電極を備えた有機の光起電力のデバイスの別の実施形態を示す。
【図２２】図２２は、概略的に、単一の有機の光起電力の層に基礎が置かれた有機の光起電力のデバイスを示す。
【図２３】図２３は、電極の互いにかみ合わせられた系を備えた開示された光起電力のデバイスの例示的な実施形態を示す。
【図２４ａ】図２４ａ及び２４ｂは、概略的に、本発明に従った光起電力の繊維の二つの実施形態を示す。
【図２４ｂ】図２４ａ及び２４ｂは、概略的に、本発明に従った光起電力の繊維の二つの実施形態を示す。
【図２５】図２５は、図２３に示された電極の互いにかみ合わせられた系を備えた開示された光起電力のデバイスのセルを示す。
【図２６】図２６は、光起電力の繊維を含む織られた光起電力の層を示すが、それにおいて、光起電力の繊維は、各々が他のものに対して平行に配置されたものである。
【図２７】図２７は、光起電力のデバイスのセルの別の実施形態を示す。
【図２８】図２８は、追加的な反射性のリターダー層を備えた開示された有機の感光性の光電子のデバイスのまだその上に別の実施形態を示す。
【図２９】図２９は、概略的に、本発明に従った光起電力の層に基礎が置かれた有機の光起電力のデバイスの別の実施形態を示す。
【発明を実施するための形態】
【００６９】
本発明のより多くの完全な査定及びそれの利点は、同じものが、後に続く詳細な記載への参照によってより良好に理解されたもの、付随する図面及び詳細な明細書との接続において考慮されたもの、になると、それらの全てのものが、開示の部分を形成するが、容易に達成されたものであることになる。当該発明の実施形態は、後に続く図において、例のみの方式によって、例証されたものであるが、それらのうち：
図１は、概略的に、本発明に従った有機の化合物の一つの実施形態を示すが、それにおいて、ｎ＝４、ｉ＝２、ｋ＝１、ｙ＝１、ｊ＝１、ｍ＝１、及びｚ＝１である。
【００７０】
図２は、概略的に、図１に示された単一のタイプの多環式の分子の系Ｈｅｔ１及びＨｅｔ２のπ−π相互作用の手段によって形成された柱様の超分子を示す（単純さのために、Ａ、Ｂ、Ｓ、及びＤタイプの基は、図２に示されたものであることはない）。
【００７１】
図３は、概略的に、本発明に従った有機の化合物の別の実施形態を示すが、それにおいては、ｎ＝１、ｉ＝３、ｋ＝０、ｙ＝０、ｊ＝１、ｍ＝０、及びｚ＝０である。
【００７２】
図４は、概略的に、図３に示された有機の化合物で作られた並びに強い及び弱い化学的な結合の手段によって形成されたディスク様の平面の超分子のフラグメントを示す。
【００７３】
図５は、概略的に、強い化学的な結合の手段によって形成されたリボン様の平面の超分子のフラグメントを示す。
【００７４】
図６は、本発明に従った有機の化合物の第一の実施形態を示す。
【００７５】
図７は、本発明に従った有機の化合物の第二の実施形態を示す。
【００７６】
図８は、本発明に従った有機の化合物の第三の実施形態を示す。
【００７７】
図９は、本発明に従った有機の化合物の第四の実施形態を示す。
【００７８】
図１０は、本発明に従った有機の化合物の第五の実施形態を示す。
【００７９】
図１１は、本発明に従った有機の光起電力のデバイスの断面を示す。
【００８０】
図１２は、橋をかける基によって接続されたｐ−及びｎ−タイプの分子のスタックによって形成された照射されたものではない供与体−橋−受容体の系のエネルギー帯の線図である。
【００８１】
図１３は、橋をかける基によって接続されたｐ−及びｎ−タイプの分子のスタックによって形成された照射されたものではない供与体−橋−受容体の系のエネルギー帯の線図である。
【００８２】
図１４は、正孔を取り入れる接触のエネルギー帯の線図である。
【００８３】
図１５は、電子についての障壁の接触のエネルギー帯の線図である。
【００８４】
図１６は、電子を取り入れる接触のエネルギー帯の線図である。
【００８５】
図１７は、正孔についての障壁の接触のエネルギー帯の線図である。
【００８６】
図１８は、二つの接触を備えた光起電力の有機の層を備えた構造に基礎が置かれた有機の光起電力のデバイスの概略的な線図であるが、それらは、光起電力の層の対向する表面に位置させられたものである。
【００８７】
図１９は、概略的に分子のスタックの上面図を示す。
【００８８】
図２０は、概略的に、大体はそれの平面に対して垂直に配向させられた並びに前方の電極及び後方の電極の間に位置させられた分子のスタックを含む光起電力の層に基礎が置かれた開示された有機の光起電力のデバイスを示す。
【００８９】
図２１は、概略的に、本発明に従った反射性の電極を備えた有機の光起電力のデバイスの別の実施形態を示す。
【００９０】
図２２は、概略的に、単一の有機の光起電力の層に基礎が置かれた有機の光起電力のデバイスを示す。
【００９１】
図２３は、電極の互いにかみ合わせられた系を備えた開示された光起電力のデバイスの例示的な実施形態を示す。
【００９２】
図２４ａ及び２４ｂは、概略的に、本発明に従った光起電力の繊維の二つの実施形態を示す。
【００９３】
図２５は、図２３に示された電極の互いにかみ合わせられた系を備えた開示された光起電力のデバイスのセルを示す。
【００９４】
図２６は、光起電力の繊維を含む織られた光起電力の層を示すが、それにおいて、光起電力の繊維は、各々が他のものに対して平行に配置されたものである。
【００９５】
図２７は、光起電力のデバイスのセルの別の実施形態を示す。
【００９６】
図２８は、追加的な反射性のリターダー層を備えた開示された有機の感光性の光電子のデバイスのまだその上に別の実施形態を示す。
【００９７】
図２９は、概略的に、本発明に従った光起電力の層に基礎が置かれた有機の光起電力のデバイスの別の実施形態を示す。
【００９８】
図１は、第一型Ｈｅｔ１の１つの主に平面の多環式の分子システム及び第２のタイプＨｅｔ２の４つの主に平面の多環式の分子システムに基づいて開示された有機の化合物のブロック線図を発表する。架橋しているグループＡは、強い化学結合を経て分子システムＨｅｔ１の横方向の結合に分子システムＨｅｔ２を提供して、ドナー−橋−受容体・システムを形成する。分子システムＨｅｔ１は、２つの結合グループ（Ｂ１）と、有機の化合物（Ｓ１）の１つのグループを提供している可溶性と、１つの置換分（Ｄ１）とを備えている。分子システムＨｅｔ２は１つの結合グループ（Ｂ２）から成る。そして、１つのグループが有機の化合物（Ｓ２）及び１つの置換分（Ｄ２）の可溶性を提供する。
【００９９】
図２は、図式的に、一つのタイプ多環分子システムＨｅｔ１のπ−π相互作用によって形成される柱のような上分子及び図１（説明を簡単にするため、Ａ、Ｂ、Ｓ及びＤタイプの群は、図２に示されない）に示されるＨｅｔ２を示す。一実施例において、分子システムＨｅｔ１は電子の提供者である、そして、分子システムＨｅｔ２は電子の受容体である。
本実施例において、分子システムＨｅｔ１は正孔移送路を提供している分子スタックを形成する、そして、分子システムＨｅｔ２は電子伝達経路を提供している４つの分子スタックを形成する。有機の化合物の他の実施例において、柱のような上分子は、内部結合グループから成ることができる。この場合、前記内部結合グループは、分子スタックの剛性及び従って、電気伝導度の中で増加することに至る多環分子システムの振動している変動を減らす。有機の化合物のさらに別の実施例において、柱のような上分子は、インター結合グループから成ることができる。この場合、前記インター結合グループは、３次元ネットワークを形成している隣接した上分子を接続することができる。
【０１００】
図３は、図式的に有機の化合物を一致させている本発明、そこにおいて、ｎ＝１、ｉ＝３、ｋ＝０、ｙ＝０、ｊ＝１、ｍ＝０及びｚ＝０の他の実施例を示す。有機の化合物の一実施例において、架橋しているグループＡは、共有結合化学結合を経て分子システムＨｅｔ１の横方向の結合に分子システムＨｅｔ２を提供する。有機の化合物の他の実施例において、架橋しているグループＡは、協調化学結合を経て分子システムＨｅｔ１の横方向の結合に分子システムＨｅｔ２を提供する。
【０１０１】
図４は、図式的に図３に示される有機の化合物でできているディスクのような平面上分子の断片を示して、強くて弱い化学結合によってグループを結合する横方向の相互作用のために形をなした。一実施例において、これらのディスクのような平面上分子は、もう一方より上の配置されたものであってもよい。本実施例において、隣接した平面上分子の一つのタイプ多環分子システムは、π−π−相互作用によって、分子スタックを形成する。
【０１０２】
図５は、図式的にリボンのような平面上分子の断片を示す。有機の化合物の一実施例において、架橋しているグループＡは、共有結合化学結合を経て分子システムＨｅｔ１の横方向の結合に分子システムＨｅｔ２を提供する。有機の化合物の他の実施例において、架橋しているグループＡは、協調化学結合を経て分子システムＨｅｔ１の横方向の結合に分子システムＨｅｔ２を提供する。発明のこの実施例において、結合グループＢ１は、強い化学結合を経て分子システムＨｅｔ１の横方向の結合に各々を提供する。次に、結合グループＢ２は、強い化学結合も経て分子システムＨｅｔ２の横方向の結合に各々を提供する。強い化学結合は、鎖−ＢＩ−ＨｅｔｒＢＩ−ＢＩ−ＨｅｔｒＢＩ−ＢＩ−ＨｅｔｒＢ１−を作成する、そして、−高い電気伝導度によってＢ２−Ｈｅｔ２−Ｂ２−Ｂ２−Ｈｅｔ２−Ｂ２−Ｂ２−Ｈｅｔ２−Ｂ２−。
【０１０３】
図６から１０までは、本発明によって有機の化合物のいくつかの実施例を示す。図６は、テトラキス（Ｎ−Ａｌｋｙｌ−５，１２−ビス（トリメチルシリルエチニル）−アントラ［２，１，９−ｄｅｆ：６，５，１０−ｄ’ｅ’ｆ］ジ・イソキノリン−１，３，８，１０−テトラオン−Ｎ−フェニレン−４−イル）ポルフィリンを示す、図７は、テトラキスを示す（Ｎ−アルキル−５，１２−ビス（トリメチルシリルエチニル）−アント等［２，１ ，９−ｄｅｆ：６，５，１０−ｄ’ｅ’ｆ］ジ・イソキノリン−１，３，８，１０−テトラオン−Ｎ−ビフェニレン−４−イルイミド）オクタ・カルボキシ・フタロシアニン（８がテトラキス（ベンゾイミダゾペリレンテトラカルボキシミド−ｐ−フェニレンピロール−ジオン）銅フタロシアニン（ＴＢＩＰＴＣＩ−ｐ−ＰＰ−ＣｕＰｃ）に示す図）の、図９は、テトラキス（ジフェニルイミドペリレンテトラカルボン酸）銅フタロシアニン（ＴＤＰＩＰＴＣＡ−ＣｕＰｃ）を示す、そして、図１０は、２，９−Ｂｉｓを示す（トリス（Ｎ，Ｎ’，Ｎ−アルキル）−オクタカルボキシフタロシアニン−Ｎ’−４−フェニレニル）−５，１２−ビス（トリメチルシリルエチニル）−アントラ［２，１，９−ｄｅｆ：６，５，１０−ｄ’ｅ’ｆ］ジ・イソキノリン−１（３，８，１０−四もの）。
【０１０４】
図１１は、本発明によって図式的に有機の光起電力のデバイスの横断面を示す。有機の光起電力のデバイスの一実施例において、光起電力の層は、２つの電極（３）及び（４）の間に位置する。前記光起電力の層は有機の化合物によって形成される。そして、ｐ型伝導率を有する主に平面の多環式の分子システムＨｅｔ１及びｎ型伝導率を有する主に平面の多環式の分子システムＨｅｔ２から成る。有機の化合物は、グループに架橋することを備えている。架橋しているグループは、強い化学結合を経て分子システムＨｅｔ１の横方向の結合に分子システムＨｅｔ２を提供する。有機の化合物は、４００から３０００ナノメートルまで波長範囲の中で電磁放射を少なくとも一つの予め定められたスペクトル下位範囲に吸収して、平面上分子を形成することができる。架橋することが分類する、そして、分子システムＨｅｔ２が能力がある分子システムＨｅｔ１は、励起状態の電子−正孔一個の解離を提供しているドナー−橋−受容体系を形成する。平面上分子は、強くて弱い化学結合によってグループを結合する横方向の相互作用による電極の平面と主に平行して正しい位置に置かれる平面を備える多環分子システムを有する。隣接した平面上分子の一つのタイプ多環分子システムは、π−π−相互作用によって、分子スタック（１）及び（２）を形成する。一実施例において、分子スタック（１）は電子（白い矢によって跡がついた）の導体である、そして、分子スタック（２）は正孔（黒い矢によって跡がついた）の導体である。軽いｈｖの動作の下で、光電流は、有機の光電子手段で形成される。この光電流は、抵抗性負荷（５）の中を流れる。
【０１０５】
図１２は、架橋しているグループによって接続される前記ｐ−及びｎ型分子スタックによって形成される平衡状態の非照射ドナー−橋−受容体系のエネルギー帯線図である。この図において、以下の呼称が、使われる：ＡＥｐ、ＩＰｐ及びＥＧｐはｐ型多環分子システムの電子親和力、電離電圧及びすきまエネルギーである、そして、ＡＥｎ、ＩＰｎ及びＥＧｎはｎ型多環分子システムの電子親和力、電離電圧及びすきまエネルギーである。フェルミのレベル（Ｆ−レベル）は、ｐ−の分子システムと同一で、ｎ型である。
【０１０６】
図１３は、グループに架橋することによって接続されるｐ−及びｎ型分子スタックによって形成される照射を受けたドナー−橋−受容体系のエネルギー帯線図である。Ｖｏｃは、開回路の電圧である；Ｖｂｉは、内蔵型可能性である；ψＮは、電子のための電位壁である；ψｐは、正孔のための電位壁である。励起状態の電子−正孔一個（励起子）は、分子システム間の境界に分離される。図１３は、電子が分子システムにおいて興奮させたことを示すのｐ型の分子ものにシステムを通過するｎ型及び正孔興奮した分子システムののｐ型の効果的電位壁φＰから反映するそれがそうである励起子解離必要な電位壁φＰが、以下の状態に従う：３ｋＴ ｋがボルツマン定数である所でφＰ＞、Ｔは他方で、Ｋ．の絶対温度である。そして、電子は分子システムにおいて刺激したのｎ型の分子システムにおいて刺激される電位壁φＮ及び正孔から反映するのｎ型のｐ型ものの分子システムに通過する。電位壁φＮが以下の状態に従うことは、必要である：φＮ＞３ｋＴ。電極（４）（図１１に示される）は、正孔−収穫接触に図１５に示されるエネルギー帯線図を有する電子のための図１４及び障壁の接触に示されるエネルギー帯線図を提供する。一方では、電極（３）（図１１に示される）は、電子−収穫接触に図１７に示されるエネルギー帯線図を有する正孔のための図１６及び障壁の接触に示されるエネルギー帯線図を提供する。
【０１０７】
前部電極（３）及び後側電極（４）の間に位置する光起電力の層（６）に基づいて、図１８は、開示された有機の光起電力のデバイスのブロック線図を発表する。前記電極のうちの少なくとも１本は、前記光電子有機層が感度が高い事件電磁放射のために透明である。図１８に示される前部電極は、透明である。前記光起電力の層（６）は、光起電力の層の平面と主に直角をなして正しい位置に置かれる分子スタックを備えている。平面上分子の分子スタックはπによって形成される−一つのタイプ多環分子システムのπ−相互作用がそれぞれ異なるカレントの導電経路に電子及び正孔伝導率を提供する。これらのカレントの導電経路は、有機の化合物の可溶性を提供しているグループのために、それ自身の中で電気的に絶縁される。構造物全体は基体（７）の上に形成される、そして、電極は抵抗性負荷（５）に接続している。
【０１０８】
図１９は、図式的に、グループ（Ａ）に架橋することによって接続される主に平面の多環式の分子システム（Ｈｅｔ１及びＨｅｔ２）から成る平面上分子によって形成される分子スタックの上面図を示す。実施例において、多環分子システム（Ｈｅｔ１）は、カレントの導電経路を電子伝導率（正孔伝導率を有する他の多環分子システム（Ｈｅｔ２）の形態カレントの導電経路）により形成する。これらの電流−導電経路は、有機の化合物（Ｓ１及びＳ２）の可溶性を提供しているグループによって囲まれる。これらのグループは、各々から隣接した分子スタックを電気的に絶縁する。
【０１０９】
図２０は図式的に、開示された有機の光起電力のデバイスに明らかにする、アルミニウムでできている前部電極（３）及びＩＴＯ．でできている後側電極（４）の間に位置する光起電力の層（６）に基づいて、光起電力の層（６）は光起電力の層の平面と主に直角をなして正しい位置に置かれる分子スタックから成る。更なる開示された有機の光起電力のデバイスは、抵抗性負荷（５）と、電子供与体層（８）と、電子供与体層（９）とを備えている。
【０１１０】
図２１は、図式的に、本発明を一致させている有機の光起電力のデバイスの他の実施例を示す。光起電力の層（６）は、電子供与体層（８）及び電子供与体層（９）の間に位置する。光起電力の層（６）は光起電力の層の平面と主に直角をなして正しい位置に置かれる分子スタックから成る。前部電極（３）は透明でアルミニウムでできている。反射電極（１０）は入射光が光起電力の層（６）で二倍に送信されると定めることを必要とする。このように、有機の光起電力のデバイスの変換効率を増やす。
【０１１１】
更なる開示された光起電力のデバイスは、抵抗性負荷（５）と基体（７）を備えている。本発明（図２２において例示される）の他の実施例は、単一の有機の光起電力の層（６）に基づく。光起電力の層は、一つのタイプ多環分子システムの、そして、層平面において主に正しい位置に置かれる縦軸を有するπ−π−相互作用によって形成される柱のような上分子を有する。第一電極（３）との前記光電子有機層接触の前表面の少なくとも１部及び同じ表層の少なくとも１部は、図２２に示すように第二電極（４）と接触してある。
同類上分子が光起電力の層（６）において配列するカラムは、１つの電極（３）からさらに１つの（４）まで方向において主に整列配置される。光電子有機層（６）は基体（７）の上に形成される、そして、電極は抵抗性負荷（５）に接続している。
【０１１２】
図２３は、電極の互いに嵌合されたシステムを有する開示された光起電力のデバイスの例示的実施形態を示す。この装置は、光起電力の層（６）及び２つの透明電極（３）と（４）を備えている。光起電力の層（６）は光起電力の層の平面において主に正しい位置に置かれる平行した柱のような上分子を有する、第一電極（３）は前記光起電力の層の表層のうちの１つ及び（４）がそうである第二電極の一部にできた溝において形成される光起電力の層がそうである前記光起電力の層の同じ表層の他の一部にできた溝において形をなす（７）及び電極がそうである基体に形をなす抵抗性負荷（５）に接続する。
【０１１３】
図２４ａ及び２４ｂは、本発明によって図式的に光電子繊維の２つの実施例を示す。繊維は、第一型（１６）の主に平面の多環式の分子システム（Ｈｅｔ１）、第２のタイプ（１８）の主に平面の多環式の分子システム（Ｈｅｔ２）及び強い化学結合を経て分子システムＨｅｔ１の横方向の結合に分子システムＨｅｔ２を提供している架橋しているグループＡ（１７）から成る。本発明の一実施例において、分子システムＨｅｔ１が電子受容体としてあってもよい、そして、分子システムＨｅｔ２が電子提供者としてあってもよい。本発明の他の一実施例において、分子システムＨｅｔ２が電子受容体としてあってもよい、そして、分子システムＨｅｔ１が電子提供者としてあってもよい。ドナー−橋−受容体系（Ｈｅｔ１−Ａ−Ｈｅｔ２）はπによって分子スタックを形成する−一つのタイプ多環分子システムのπ−相互作用が電流−導電経路に電子及び正孔伝導率を提供する。これらのスタックは、光電子繊維の核を形成する。有機の化合物（２０）の可溶性を提供している置換分及びグループは、核周辺でエンベロープ（１９）を形成する。これらのエンベロープは、隣接線維の核を電気的に絶縁する。
【０１１４】
図２５は、図２３に示される電極の互いに嵌合されたシステムを有する開示された光起電力のデバイスのセルを示す。発明のこの実施例において、開示された装置のセルは、光電子繊維（１２）でできている光起電力の層（１１）から成る。指のような金属電極（３及び４）は、光起電力の層において作られる溝において形成される。溝は、化学エッチング（イオン−プラズマエッチング、押圧すること、強制すること、あるいは、従来技術において公知の他のいかなる方法にもよって、掻くこと）の助けを借りて作られることができる。繊維の縦軸及び電極の方向は、互いに垂直である。それぞれ、電子供与体層（８）及び電子供与体層（９）は、光起電力の層（１１）及び電極（３及び４）の間に溝にある。光起電力の層（１１）は基体（７）の上に形成される、そして、電極は抵抗性負荷（５）に接続している。開示された装置の他の実施例において、光起電力の層は光電子繊維から成る編まれた光起電力の層である。そこにおいて、本発明による光電子繊維（１２）は各々と主に平行して配置される、そして、光起電力の繊維は非光電子繊維（１３）（図２６を見る）を有する場所に取り付けられる。
【０１１５】
図２７は、光起電力のデバイスのセルの他の実施例を示す。発明のこの実施例において、開示された装置のセルは、光起電力の層（６）及び指のような金属電極（３及び４）から成る。これらの電極は、光起電力の層に押しやられる。第一電極（３）は正孔−収穫接触及び障壁の接触を電子に提供している仕事関数を有する材料でできている、そして、第二電極（４）は障壁の接触を正孔及び電子−収穫接触に提供している仕事関数を有する材料でできている。柱のような上分子の縦軸が電極の方向に対して垂直だったために、光起電力の層（６）は形成される。光起電力の層（６）は基体（７）の上に形成される、そして、電極は抵抗性負荷（５）に接続している。黒い矢は、基体上の有機の化合物の配列方向を示す。
【０１１６】
中で、開示された有機感光性の光電子工学の装置のさらにもう一つの実施例は、図２８において例示される。この装置は光起電力の層（６）から成る、そして、２つの電極（３）及び（４）は光起電力の層の１つの表層に形をなした。第一の電極（３）は正孔−収穫接触を提供している仕事関数を有する材料でできている、そして、電子及び第二電極（４）のための障壁の接触はバリアに正孔及び電子−収穫接触のための接触を提供している仕事関数を有する材料でできている。その一方で、抑制剤層（１５）及び入射光のための少なくとも９５％の反射係数を有する付加的な反射する層（１４）は光電層の他の表層の上に形成される。全多層構造は基体（７）の上に形成される、そして、電極は抵抗性負荷（５）に接続している。この構造において、事件電磁放射は、二倍に、このように転換の効率を増やしているデバイス構造体の活発な光電層を通過する。層（６）上の電磁放射事件が無偏光にされると共に、光起電力の層による放射線送信機は一方向へ部分的に分極化する。反射する層から反映されて、光起電力の層（６）の透過軸と平行して分極化する放射線は、第２の通路上のこの層に、繰り返し吸収されない。これを回避して、前記装置の変換効率を増やすために、それは、偏光ベクトル９０°を回転させるのに必要である。この目的で、付加的な抑制剤層（１５）は、光起電力の層（６）及び反射する層（１４）の間で導かれる。この抑制剤の厚み及び光学異方性は、送信された放射線の偏光ベクトルの４５°−回転を確実にするために選ばれる。電磁放射二重のものがこの層を通過するので、結果として生じる分極化回転は９０°に達する。このように、抑制剤及び反射する層の組合せは、事件電磁放射をより完全な使う能力を提供して、この実施例の光電子変換効率の増加を確実にする。
【０１１７】
固体の光起電力の層が以下の方法によってできることができる。そして、それは、光起電力の層の形成を有する構造式
【０１１８】
【化４】
及び乾燥させること一般ので、１つの有機の化合物の溶液又はこの種の有機の化合物の組合せの基体上のアプリケーションを含む。ここで、Ｈｅｔ１は、第一型の主に平面の多環式の分子システムである；Ｈｅｔ２は、第２のタイプの主に平面の多環式の分子システムである；ある強い化学結合を経て分子システムＨｅｔ１の横方向の結合に分子システムＨｅｔ２を提供している架橋しているグループ；ｎは、１、２、３、４、５、６、７又は８である；Ｂ１及びＢ２は、グループを結合している；ｉは０、１、２、３、４、５、６、７又は８である；ｊは、０、１、２、３、４、５、６、７又は８である；Ｓ１及びＳ２は、有機の化合物の可溶性を提供しているグループである；ｋは、０、１、２、３、４、５、６、７又は８である；ｍは、０、１、２、３、４、５、６、７又は８である；Ｄ１及びＤ２は、それぞれにリスト成っているＣＨ３から選ばれる置換分である、−Ｃ２Ｈ５、−ＮＯ２、−Ｃｌ、−Ｂｒ、−Ｆ、−ＣＦ３、−ＣＮ、−ＯＨ、−ＯＣＨ３、−ＯＣ２Ｈ５、−ＯＣＯＣＨ３、−ＯＣＮ、−ＳＣＮ−ＮＨ２、−ＮＨＣＯＣＨ３、−Ｃ２Ｓｉ（ＣＨ３）３、そして、−ＣＯＮＨ２；ｙは、Ｏ（１、２、３、４、５、６、７又は８）である；そして、ｚは、Ｏ（１、２、３、４、５、６、７又は８）である。前記有機の化合物は、上分子を形成することができる。分子システムＨｅｔ１、架橋しているグループＡ及び分子システムＨｅｔ２は、励起状態の電子−正孔一個の解離を提供しているドナー−橋−受容体系を形成することができる。溶液は、４００から３０００ナノメートルまで電磁放射を波長範囲の一部だけに吸収することができる。スペクトル範囲のこの一部は、下位範囲として呼ばれる。この下位範囲は、各々の特定の溶液のために実験的に決定されることができる。このように、電磁放射の吸収のこの種の下位範囲は、予め定められた下位範囲と思われることができる。開示された方法の一実施例において、前記溶液は、水及び／又は水溶性溶媒に基づく。開示された方法の他の実施例において、水及び／又は水溶性溶媒の有機の化合物の可溶性を提供しているグループのうちの少なくとも１つは、ＣＯＯ（ＳＯ３）から成るリストから選ばれる、ＨＰＯ３−、そして、ＰＯ３２−及びそれのいかなる組合せも。開示された方法のさらにもう一つの実施例において、水溶液から作り出される光起電力の層は、主に垂直に基体平面に適応する平面を備える多環分子システムを有する。
【０１１９】
開示された方法の一実施例において、前記溶液は、有機溶媒に基づく。本実施例における開示された方法の中で、有機溶媒は、それについてベンゾール、トルエン、キシレン、アセトン、酢酸、メチル＝エチル＝ケトン、炭化水素、クロロホルム、四塩化炭素、ジクロロエタン、塩化メチレン、クロロベンゾール、アルコール類、ニトロメタン、アセトニトリル、ジメチルホルムアミド、１つの，４−ジオキサン又はいかなる組合せから成るもリストから選ばれる。開示された方法の他の実施例において、有機溶媒の有機の化合物の可溶性を提供しているグループのうちの少なくとも１つはそれぞれにＣＯＮＲ１Ｒ２、ＣＯＮＨＣＯＮＨ２、ＳＯ２ＮＲ１Ｒ２から成るリストから選ばれる酸性残留物のアミドである、そして、それのいかなる組合せもそれぞれにＨ、アルキル又はアリールから選ばれるＲ１１Ｒ２であった。アルキルはメチルから成るリストから選ばれることができる、エチル、プロピル、ブチル、ｉ−ブチル、ｔ−ブチル及びアリールはフェニル、ベンジル、ナフチルから成るリストから選ばれることができる。アルキル及びアリールの実施例は、それを制限することのない本発明を例示するのに役立つ。開示された方法のさらにもう一つの実施例において、有機溶媒の有機の化合物の可溶性を提供しているグループのうちの少なくとも１つは、アルキルである。開示された方法のさらに別の実施例において、有機溶液から作り出される光起電力の層は、基体平面と主に平行して正しい位置に置かれる平面を備える多環分子システムを有する。
【０１２０】
開示された方法の一実施例において、前記溶液は、４００から７００ナノメートルまで波長範囲の中で電磁放射を吸収する。開示された方法の一実施例において、前記主に平面の多環式の分子システムは、そうである部分的に又は完全に接合する。開示された方法のさらに別の実施例において、前記多環分子システムは、それについて窒素、酸素、硫黄及びいかなる組合せから成るもリストから選ばれるヘテロ原子を含む。開示された方法のさらにもう一つの実施例において、結合グループのうちの少なくとも１つはそれについてヘテロ原子、ＣＯＯＨ、ＳＯ３Ｈ、Ｈ２ＰＯ３、ＮＨ、ＮＨ２、ＮＨＲ、ＮＲ２及びいかなる組合せから成るもリストから選ばれる。ここで、根本的なＲはアルキル又はアリールである。
【０１２１】
表１−３において上記の構造１−２９に対応する一般の構造式の多環分子システムの実施例は、それを制限することのない開示された方法を例示するのに役立つ。半導体クリスタル膜を得る開示された方法のさらに別の実施例において、平面の多環式の分子システムは、フタロシアニン断片を含む。構造１−６から成るグループからの一般の構造式を有するフタロシアニン断片から成るこの種の平面の多環式の分子システムの若干の実施例は、表１において挙げられる。開示された方法の他の実施例において、平面の多環式の分子システムは、リレン断片を含む。構造７−２７から成るグループからの一般の構造式を有するリレン断片から成るこの種の平面の多環式の分子システムの若干の実施例は、表２において挙げられる。開示された方法の他の実施例において、平面の多環式の分子システムは、ナフタレン断片を含む。構造２８−２９から成るグループからの一般の構造式を有するこの種の多環分子システムの若干の実施例は、表３において挙げられる。
【０１２２】
互いに開示された方法の実施例において、印加溶液層は、気流において乾燥する。開示された方法の他の実施例において、基体は、前記溶液層のアプリケーションの前に表層親水化を提供するために前もって処理される。本発明のさらにもう一つの実施例において、開示された方法は、いかなる水溶性無機塩ものそれについてＢａ＋＋、Ｚｎ＋＋、Ｓｒ＋＋、Ｃａ＋＋、Ｍｇ＋＋及びいかなる組合せから成るもグループから選択される陽イオンの溶液を有する光起電力の層の処理のステージから更に成る。多価反イオン（Ｂａ＋＋、Ｃａ＋＋、Ｍｇ＋＋、Ｓｒ＋＋、Ｚｎ＋＋）が、有機の化合物の安定化のために用いられて、それらの解決不能を提供する。開示された方法の一実施例において、前記光起電力の層は、４００から３０００ナノメートルまで波長範囲の中で異なる下位範囲の電磁放射の吸収を確実にしている２つ以上のタイプの平面の多環式の分子システムによって形成される。
【０１２３】
開示された方法の一実施例において、前記応用解決案は、等方性である。開示された方法の他の実施例において、前記溶液は、リオ回帰線液晶溶液である。方法の一実施例において、基体上の前記リオ回帰線液晶溶液の塗布の後に、伴われるか又はこの解釈に応じて正しい位置に置いている動きが続く。方法の他の実施例において、アプリケーション段階は、スプレー塗布を使用して実行される。開示された方法のさらにもう一つの実施例において、解決案アプリケーション及び乾燥すること技術的動作のサイクルは２回以上繰り返される、そして、経時的な光起電力の層は電磁放射を所定のスペクトル下位範囲に吸収している溶液を使用して形成される。そして、それはさまざまな光起電力の層のために同じことでありえるか異なることがありえる。
【実施例１】
【０１２４】
例１
実施例が記載するポルフィリンの合成の中で方法−（フェニル−ペリレンジイミド）４−合成物（ＴＰＰ−ＰＤＩ４）は一般の構造式ＩＩＩによって
【０１２５】
【化５】
を表した、そして、構造式６及び９（表１及び２）によって表される断片から成る。
【０１２６】
前記の方法は次の工程を含む。
【０１２７】
第一において、１つの，７−ジブロモペリレン−３，４の合成に段をつける：一般の構造式３０によって表される９，１０−テトラカルボン酸二無水物は、実行された：
【０１２８】
【化６】
このために３，４：９，１０−ペリレンテトラカルボン酸二無水物（２８．５２ｇ、７２．７ｍｍｏｌ）は、４２０ｍｌの濃硫酸に加えられて、２４時間の５５°Ｃで撹拌された。ヨウ素（０．６８５ｇ、２．７０ｍｍｏｌ）は、反応混合物に加えられて、５５°Ｃで、さらに５時間撹拌された。臭素（８．３ｍｌ、１６２ｍｍｏｌ）加えた液滴の１時間が治って、過剰な臭素が窒素ガスＮ２によって位置がずれて、それからあった８５°Ｃ．で、２４時間撹拌される反応フラスコに。水（６６ｍｌ）加えた液滴の冷やすものに混合及び沈殿物がろ過して取り除かれたこと。粗生成物は水で続かれる２２０ｍｌ ８６％のＨ２ＳＯ４によって洗われた、そして、この手順は粗生成物（３２．３２ｇ、８１％）を生産するために２回繰り返された。この製品が、いかなる浄化なしでも更に用いられた。Ｍ．Ｓ．：５４９．０（計算値５５０．１１）。 第２において、１つの，７−（３’，５’−ジ−ｔ−ブチルフェノキシ）ペリレン−３，４の合成に段をつける：一般の構造式３１によって表される９，１０−テトラカルボン酸二無水物（ＰＤＡ）は、実行された。
【０１２９】
【化７】
この目的のために、１，７−ジブロモペリレン−３，４：９，１０−テトラカルボン酸二無水物（０．８９ｇ、１．６１ｍｍｏｌ）、３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール（１．０ｇ、４．８５ｍｍｏｌ）及びＣｓ２ＣＯ３（１．１ｇ、３．３８ｍｍｏｌ）は、磁気撹拌器棒、空冷コンデンサ及びアルゴン放出口を備えている２−首フラスコに入れられた。そして、ＤＭＦ（１５ｍｌ）は加えられた、そして、結果として生じる中止は１．５時間を強く撹拌すると共に還流された。初めに赤い中止は深いスミレ１に変化した。反応混合物は室温に冷やされた、そして、酢酸（１０ｍｌ）は加えられた。形成された沈殿物は室温で、終夜撹拌された。そして、ろ過して取り除かれた。そして、氷冷酢酸（４０ｍｌ）及び熱いＭｅＯＨ（４０のｍｌ）（純粋な製品に１．２ｇ（８７％）を与える６０°Ｃの６時間の乾燥減圧下）によって洗われた。Ｍ．Ｓ．：７９９．９（計算値 ８００．３）。
１ＨのＮＭＲ（ＣＤＣＩ３）δ：９．６９（ｄ，Ｊ＝８．４Ｈｚ、２Ｈ）、８．６８（ｄ、Ｊ＝８．４Ｈｚ，２Ｈ）、８．３７（ｓ，２Ｈ）、７．４２（ｔ，Ｊ＝１．７、２Ｈ）、７．０３（ｄ，Ｊ＝１．７，４Ｈ）、１．３５（ｓ，３６Ｈ）。
【０１３０】
第３のステップにおいて、−１の，７−（３’，５’−ジ−ｔ−ブチルフェノキシ）ペリレン−３，４−ジカルボン酸無水物−９，１０−ジカルボキシミド（ＰＩＡ）が一般の構造式３２によって表したＮ（２−エチルヘキシル）の統合は、行われた：
【０１３１】
【化８】
この目的のために、１，７−（３’５’−ジ−ｔ−ブチルフェノキシ）ペリレン−３，４，：９，１０テトラカルボン酸二無水物（０．８５ｇ、１．０６ｍｍｏｌ）（ＰＩＡ）で、イミダゾール（０．８５ｇ、１２．４ｍｍｏｌ）は磁気撹拌器棒、空冷コンデンサ、アルゴン流入管及び低下している煙突を備えている３−首フラスコに入れられた。クロロホルム（２５０のｍｌは、最近ＣａＨ２から蒸留した）は、加えられた。結果として生じる中止は、クロロホルム（８ｍｌ．）の時間及び２−エチルヘキシルアミン（０．１３６ｇ、１．０６ｍｍｏｌ）がそうであった１を強く撹拌すると共に還流されたそれ以上の液滴の１時間（５滴のＣＦ３ＣＯＯＨ．が続く）反応混合物は３日間還流された、クールダウンされて、溶媒は減少する真空の下で除去された。製品は赤い固体材料として分析的に純粋なモノ無水物（ＰＤＩ）を生産するためにシリカゲル（溶離剤ＣＨＣＩ３−ヘキサン４：１）上のカラムクロマトグラフイに精製された（降伏する：０．２４ｇ、２４％）。Ｍ．Ｓ．：
９１１．５０（９１ 計算値 １．４８）。１ＨのＮＭＲ（ＣＤＣＩ３）δ：９．７０（ｄ（Ｊ＝２．６Ｈｚ）１Ｈ）、９．６８（ｄ（Ｊ＝２．６Ｈｚ）１Ｈ）、８．６４（ｄ（Ｊ＝５．０３Ｈｚ）１Ｈ）、８．６２（ｄ（Ｊ＝５．０３Ｈｚ）１Ｈ）、８．３６（ｓ，１Ｈ）、８．３３（ｓ、１Ｈ）、７．３８（ｔ（Ｊ＝１．７Ｈｚ）１Ｈ）、７．３７（ｔ（Ｊ＝１．７Ｈｚ）１Ｈ）、７．０２７（ｄ、Ｊ＝１．７Ｈｚ，２Ｈ）、７．０２（ｄ，Ｊ＝１．７Ｈｚ，２Ｈ）、４．１０（ｍ，２Ｈ）、１．９８（ｍ、１Ｈ）、１．３４（ｍ、６Ｈ）、１．２１（ｓ、１８Ｈ）、１．２０（ｓ、１８Ｈ）、０．９１（ｍ、８Ｈ）。
【０１３２】
最後において、ポルフィリンの中で集まっている最終版に段をつける−一般の構造式ＩＩＩによって表される（フェニル−ペリレンジイミド）４−合成物（ＴＰＰ−ＰＤＩ４）は運び出された。このために、５，１０，１５，２０−テトラキス（ｐ−アミノ・フェニル）ポルフィリン（５０ｍｇ、０．０７４ｍｍｏｌ）、ＰＩＡ（３３４ｍｇ、０．３６ｍｍｏｌ）及びイミダゾール（３．０ｇ）は１０ｍｌのピリジンに加えられる。反応混合物は動くことに関する２日の間の乾燥窒素の下で逆流まで加熱された。反応は遅い（ＭＡＬＤＩによってモニタした）、そして、付加的なＰＩＡ（２５２ｍｇ、０．２８ｍｍｏｌ）は加えられた。反応混合物はさらに２日間還流されて、それから、クロロホルム（無水炭酸カリウムを通じて乾燥して、２Ｎ塩酸（水を有する２回）を有する１回洗われる）で希釈された、そして、溶媒は回転蒸発器に剥離した。残りは、ＴＰＰ−ＰＤＩ４（１３０ｍｇ、４０％）を産出するためにクロロホルムを有するシリカゲルに色層分析される柱である。質量スペクトル：４２４５（計算値。４２４５）１ＨのＮＭＲδ（ＣＤＣＩ３）９．８（広い、４Ｈ）、９．７（広い４Ｈ）、８．８（広い、４Ｈ）、８．６（広い、４Ｈ）、８．５（広い、４Ｈ）、８．２（広い、４Ｈ）、７．７（広い、４Ｈ）、７．５（広い、４Ｈ）、７．４７（広い、８Ｈ）、７．３９（広い、８Ｈ）、７．１５（広い、２４Ｈ）、４．１（ｍ、８Ｈ）、２．７（ｓ、１２Ｈ）、２．７（広い、２４Ｈ）、２．０（広い、４Ｈ）、１．３（広い、２４Ｈ）、１．４（広い、１４４Ｈ）、０．８（広い、３２Ｈ）。ＴＰＰ−ＰＤＩ４の合成は、知られた文献の手順に従って行われてきたものである（１を参照のこと。）ｖａｎ ｄｅｒ Ｂｏｏｍ，Ｔ．；Ｈａｙｅｓ，Ｒ．Ｔ．；Ｚｈａｏ，Ｙ．；Ｂｕｓｈａｒｄ，Ｐ．Ｊ．；Ｗｅｉｓｓ，Ｅ．Ａ．；Ｗａｓｉｅｌｅｗｓｋｉ，Ｍ．Ｒ．Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．２００２，１２４，９５８２；２．）ＭＪ．Ａｈｒｅｎｓ，Ｌ．Ｅ．Ｓｉｎｋｓ，Ｂ．Ｒｙｂｔｃｈｉｎｓｋｉ，Ｗ．Ｌｉｕ，Ｂ．Ａ．Ｊｏｎｅｓ，Ｊ．Ｍ．Ｇｉａｉｍｏ，Ａ．Ｖ．Ｇｕｓｅｖ，ＡＪ．Ｇｏｓｈｅ，Ｄ．Ｍ．Ｔｉｅｄｅ，Ｍ．Ｒ．Ｗａｓｉｅｌｅｗｓｋｉ，Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ，２００４，１２６，８２８４）。
【実施例２】
【０１３３】
例２
第２の実施例が光起電力の層に基づいて本発明に有機の光起電力のデバイスを述べる。装置の略図は、図２９に示される。光起電力の層は、主に平面有機の化合物から成って、第１及び第２の電極の間で配置される。第一電極は、一般の構造式（ＩＶ）によって表されるＰＥＤＯＴ：ＰＳＳでできているＩＴＯ層及び層と光起電力の層を接触させることを備えている。第二電極は、アルミニウム層と光起電力の層への接触しているＬｉＦでできている層とを備える。第一電極は正孔−収穫接触及び障壁の接触を電子に提供する、そして、第二電極は障壁の接触を正孔及び電子−収穫接触に提供する。
【０１３４】
【化９】
ガラス／ＩＴＯ基体は、以下の標準の化学処理手順によって、予めきれいになった。
【０１３５】
１．２０分の間のＴ＝２０−４０°Ｃの特別な界面活性剤を有する超音波浴
２．水に浸漬して、１０分の間の流水によって洗う。
【０１３６】
３．３０分の間のＮａＯＨ（ｗ／ｗ１０％）＋ ＫＭｎＯ４（ｗ／ｗθ．１ ％）の水溶液を有する超音波浴；
４．水に浸漬して、１０分の間の流水によって洗う。
【０１３７】
５．脱イオン水（水伝導率〜 ５μＣｍ／ｃｍ）で完全にきれいにすること。
【０１３８】
６．乾燥している圧縮空気ストリーム。
【０１３９】
７．酸素プラズマ（高周波、１分、５００ワット）を有する処理。
【０１４０】
それから、ＰＥＤＯＴＰＳＳは、１．３％の水溶液から３０００回転数／分で回転コートだった。残存水を削除して、完全に接着の位相分離したポリマーを形成するそれが２０分の間の１５０℃で空気において焼かれたという命令において、ＰＥＤＯＴＰＳＳ層厚は、４０ナノメートルであるために計量された。
【０１４１】
それから、活発な厚さ１００ナノメートルの層は、回転コートだった。活動層はポルフィリンでできていた−（フェニル−ペリレンジイミド）４−合成物（ＴＰＰ−ＰＤＩ４）が実施例１に従って合成された。活動層は、それから真空の熱蒸発によって、ＬｉＦの薄膜でおおわれていた。アルミニウムコンタクトは、同様に真空の熱蒸発によって堆積した。図２９はガラス製基体（１９）、ＩＴＯ−層（２０）、調整しているＰＥＤＯＴＰＳＳ−層（２１）、ポルフィリンでできている活動層から成る用意された有機の光起電力のデバイスの構造を示す−（フェニル−ペリレンジイミド）４−合成物（ＴＰＰ−ＰＤＩ４）（２２）、調整しているＬｉＦ−層（２３）及びアルミニウムコンタクトは（２４）を層にする。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に有機の化合物、このような化合物に基礎が置かれた有機の光起電力の層、並びに、光を変換することが及び具体的には電気のエネルギーへと太陽のエネルギーを転換することが意図された有機の光起電力のデバイスに関係する。
【背景技術】
【０００２】
光起電力のデバイスは、電磁放射を電気に変換することを目的とする。この種の装置は、例えば、照明又は加熱を提供するために力を消費している負荷をドライブするか、又は電子機器を作動するために用いる。このことにより、光電子ソースに外部の抵抗性負荷として接続される電子装置（例えばコンピュータ・モニタ、表示、露光計、その他）は、変換太陽エネルギーを使用することを操作することができる。この種の発電アプリケーションはしばしば電池又は他のエネルギー記憶装置に充電することを含む。その結果、太陽又は他の周囲光源からの直射的な照明がもはや利用できないときに、器材動作は続くことができる。ここで使用しているように、項「抵抗性負荷」は、いかなる動力消費するか格納装置も、器材又はシステムに関連する。
【０００３】
それらが抵抗性負荷に接続して、光によって照射を受けるときに、光起電力のデバイスはフォト生成された内蔵型電圧を発生する。いかなる外部の抵抗性負荷なしでも照射を受けるときに、光起電力のデバイスは開く−回路電圧（Ｖｏｃ）と呼ばれているその最大の可能な内蔵型電圧Ｖを生成する。光起電力のデバイスが短絡するその電気的接点によって照射を受ける場合、私が呼んだ最大の電流は電流（Ｉｓｃ）が生じることを短絡させる。
実際に力を発生させるために用いるときに、光起電力のデバイスは有限抵抗性負荷に接続している、そして、出力力は、電流及び電圧の所産によって与えられる、私最大の全体の力が光起電力のデバイスによって生成したｘ Ｖ．は、製品Ｉｓｃ ｘ Ｖｏｃ．を上回ることが本質的にできない負荷値が最大出力摘出のために最適化されるときに、それぞれ、電流及び電圧は値Ｉｍａｘ及びＶｍａｘを有する。
【０００４】
光起電力のデバイスの転換の効率の見積もりは、
ｆｆ＝（Ｉｍａｘ・Ｖｍａｘ）／（Ｉｓｃ・Ｖｏｃ）
として定義された、フィルファクターｆｆであるが、そこでは、Ｉｓｃ及びＶｏｃが、現実の実際において同時に得られたものあることが決してないものであると、ｆｆは、常に単位元と比べてより少ないものである。にもかかわらず、ｆｆが、単位元に接近すると、デバイスは、より多く効率的なものである。
【０００５】
光起電力のデバイスの効率の他の基準が、同様に使われることができる。特に、外部の量子効率は１つの入射光量子（光子）につき発生する電子の数を特徴づける、そして、内部量子効率は所与の光起電力のデバイスによって吸収される１つの光子につき生産される電子の数である。
【０００６】
他の感光性の光電子工学の装置のための効率の定義を与えることは、同じように可能である。
【０００７】
感光性の光電子工学の装置の製造の費用を減らすことの多数の試みがあった。そして、太陽電池を含んだ。有機の光伝導体及び有機半導体は、溶液から堆積によって有機フィルムを生産するオプションを原因として生じるので又は他の低コスト技術によって候補材料と思われた。しかしながら、この種の有機材料を使用している太陽電池の変換効率は、無機材料を主成分として従来の太陽電池の変換効率より常に少なかった。実用的な地上のアプリケーションは、光電子変換効率のより大きな値を必要とする。
【０００８】
適当なエネルギーの電磁放射が半導性有機材料（例えば有機分子結晶）の事件であるときに、光子は興奮した分子状態を生じるために吸収されることができる。それぞれ、ＳＯ＋ｈｖ＝＞ＳＯ＊、そこでＳＯ及びＳＯ＊が接地点及び興奮した分子状態を意味するにつれて、これは象徴的に表される。このエネルギー吸収は最高被占軌道（ＨＯＭＯ）（π結合であってもよい）の縛られた状態から最も低い空き分子軌道（ＬＵＭＯ）まで電子の移行と関係している。そして、それはπ＊結合又は、同等に、ＬＵＭＯからＨＯＭＯへの正孔の移行であってもよい。有機の光伝導体層において、生成された分子状態は、通常、励起子であると考えられている。励起子は、半導体の励起子特徴を備えている基本の電気的に中性の刺激である。有機半導体において、励起子電子−ＨＯＭＯ後の正孔対−の形成に応じて、ＬＵＭＯ移行のように見える。光励起エネルギーがＨＯＭＯより小さい場合−電気的に中性の励起子（励起子）を表して、ＬＵＭＯエネルギー差、電子及び正孔はそれぞれに半導体材料において移動することができなくて、縛られた状態で起こることができない。半導体材料において進行して、励起子は、エネルギーを移すことができる。励起子が、他の対から正孔又は電子を有する組換えに対して双生の組換え（最初の電子の処理及び各々を有する正孔組換えに関連する）を呈する前に、かなりの時間（生涯）の間存在することができる。このように、有機半導体の光子吸収のプロセスは、束縛電子−正孔対（励起子）−の作成につながる。励起子はいわゆる解離センターの方へ広まることができる。ここで、正及び負の負担は分かれることができる。これらの材料のその一つがより大きな電子親和力（ＥＡ）を有する、そして、その他が低い電離電圧（ＩＰ）を備えているならば、異なる有機材料でできている２枚の有機層の境界線（インタフェース）で、例えば、この種の解離は認識されることができる。より高いＥＡの材料は、他の材料の伝導帯から電子を受け入れることができて、電子受容体と呼ばれている。低い電離電圧を備えている材料は接触の有機半導体の原子価バンドから正孔を受け入れることができる、前の材料は正孔受容体又は電子提供者と呼ばれている。−その理由は、次のことにある。それはまた、電子を隣接した受容体に寄付することができる。ＩＰ及びＥＡの違いは結合している（後者は、概して約０．４ｅＶである）励起子のエネルギーに打ち勝つために十分に大きくなければならない点に留意する必要がある。さもないと、励起子は分離しない（束縛電子−正孔対は、遊離した電荷担体に分かれない）、そして、この種の拘束電荷は結局提供者及び受容体の層の間の接点で材料を再び結合する。切り離されて、負担は、光起電力のデバイスの対応する電極の方へ進む：陰極に陽極及び電子に漂っていて、このように電流をつくっている正孔。従って、無機半導体とは対照的に、移動電荷担体が光の吸収に応じて直接形成される所で、ポルフィリン、ペリレン誘導剤及びテトラピロール系の大環状合成物のような分子（有機）半導体の移動電荷担体は軽い吸収に応じて形成される励起子の分解の結果として、現れる。
【０００９】
励起子を表している電子−正孔の対は、半導体材料において発生する内部電界の領域において切り離されることができる。相当な体積を占めているこの種の内部的に生成された電界を生じるために、特に分子量子エネルギー状態のそれらの配布に関して、通常の方法は、材料の２枚の層を適切に選択された伝導特性と並置することである。これらの２つの材料のインタフェースは、光電子ヘテロ構造と呼ばれている。従来の半導体論において、形成光電子ヘテロ構造のための材料は、一般にｎ（ドナー）かｐ（受容体）タイプの中であるとして意味された。ここでｎ型の多数キャリア・タイプが電子であることを意味する。
これは、比較的フリーなエネルギー状態の多くの電子を有する材料のタイプとして見られることができた。ｐ−タイプは、多数キャリア・タイプが正孔であることを示す。この種の材料は、比較的フリーなエネルギー状態の多くの正孔を有する。背景（すなわち、フォト生成されていない）多数キャリアのタイプ及びそれらの集中は、欠陥又は不純物によって主に過失ドーピングに依存する。不純物のタイプ及び濃度はフェルミ・エネルギーの値を決定する、又は、フェルミ・レベル位置は、最も低い空き分子軌道（ＬＵＭＯ）及び最高被占軌道（ＨＯＭＯ）間のギャップの範囲内で、ＬＵＭＯ−ＨＯＭＯのすきま−を呼んだ。フェルミ・エネルギーは分子量子エネルギー状態の統計占有を特徴づける。そして、占領の確率が０．５に等しいエネルギーの値を表す。ＬＵＭＯエネルギーの近くのフェルミ・レベル位置は、電子が支配的なキャリア・タイプであることを示す。ＨＯＭＯエネルギーに近いフェルミ・エネルギーは、正孔が支配的なキャリアであることを示す。
【００１０】
いわゆる自動組立太陽電池が、結晶質の染料及び液晶材料の混成に基づいてある。混合は、高い光電子変換効率によって特徴づけられる太陽電池の形成によって自己組織化して、できる。液晶構成要素は、有機の化合物がディスクに成形された分子が室温で、液晶位相を形成することができるヘキサベンゾコロネン類に帰属していることを表す。これらの分子は、室温で、効果的に通じている列（スタック）に集計される。染料構成要素は、ペリレン染料を表す。クロロホルムの２つの構成要素の解決は、遠心分離機で分離することによって、固体基体上へ塗布される。それから、溶媒は、基体をペリレン染料が結晶化する自己を組織している層によってカバーされるままにしておくために蒸発する。２つの有機材料の間の接点は、光によって誘発された充電分離を特徴とする。この種の有機ヘテロ構造を実装している光起電力のデバイスの量子効率は３４％に達する。そして、それは各々の１００の吸収された光子が平均して３４の電子−正孔対−を産生することを意味する。
【００１１】
周知の光電子コンバータが、ＭＥＨ−ＰＰＶ共重合体及びｐｅｒｙｌｅｎｅ誘導剤（ＰＰＥＩ）（Ｊ．Ｊ．Ｄｉｔｔｍｅｒ ｅｔ ａｌ．，Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ Ｍｅｔａｌｓ，Ｖｏｌ．１０２，８７９−８８０（１９９９）（非特許文献１））に基づいてある。このシステム（ＭＥＨ）において−電子受容体（正孔提供者）として、ＰＰＶは、正孔受容体及びＰＰＥＩとして作用する。有機半導体においてフォト生成された励起子は、提供者及び受容体構成要素の間の接点で、遊離した電荷担体（電子及び正孔）に、その後壊変する。ＰＰＥＩの導入は、有意に、このシステムを使用している光起電力のデバイスの外部の量子効率を増やす。ＰＰＥＩ分子は、ＭＥＨ−励起子拡散長（〜９ｎｍ）に等しい距離以上のＰＰＶマトリックス・ボリューム−において計量分配される。中で、ＰＰＥＩの存在は、薄膜ＭＥＨ−ＰＰＶ構造−の充電分離を刺激する。
【００１２】
周知の太陽電池（Ｋｌａｕｓ Ｐｅｔｒｉｔｓｃｈ，ＰｈＤ Ｔｈｅｓｉｓ，“Ｏｒｇａｎｉｃ Ｓｏｌａｒ Ｃｅｌｌ Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅｓ”，Ｃａｍｂｒｉｄｇｅ ａｎｄ Ｇｒａｚ，Ｊｕｌｙ ２０００，Ｃｈａｐｔｅｒ ３，Ｓｉｎｇｌｅ Ｌａｙｅｒ Ｄｅｖｉｃｅｓ，ｐ．３１（非特許文献２））、ケンブリッジ及びグラーツ、２０００年７月、第３章、Ｓｉｎｇｌｅ Ｌａｙｅｒ Ｄｅｖｉｃｅｓ、３１ページ）が、有機半導体の活動層を含んでいて、電極を有する調整している接合から成っているショットキ・バリアに基づいてある。この有機層は、投与されていないボリエステル繊維（アセチレン）に基づいて、減少する層の深さにほぼ等しい厚みを有する。電極は、ボリエステル繊維（アセチレン）と接触して調整しているショットキ・バリアを形成することは公知のマグネシウムの薄い層を含む。マグネシウム層は、金のフィルムによって過度に被覆である。
【００１３】
他の周知の太陽電池（Ｋｌａｕｓ Ｐｅｔｒｉｔｓｃｈ，ＰｈＤ Ｔｈｅｓｉｓ，“Ｏｒｇａｎｉｃ Ｓｏｌａｒ Ｃｅｌｌ Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅｓ”，Ｃａｍｂｒｉｄｇｅ ａｎｄ Ｇｒａｚ，Ｊｕｌｙ ２０００，Ｃｈａｐｔｅｒ ４，Ｄｏｕｂｌｅ Ｌａｙｅｒ Ｄｅｖｉｃｅｓ，ｐ．６７（非特許文献３））は、有機電子受容体材でできている第２層と接触する有機電子ドナー材料の第１層を備えている。これらの材料のうちの少なくとも１つは３５０から１０００ナノメートルまで光を波長範囲に吸収することができる、そして、接触の２つの材料は調整している接合を形成する。セルは、少なくともオーミック接触を有機層の表面の一部により形成している電極を備えている。前記太陽電池の示差的特徴は、使用される有機材料が一般に平面の多環式の式核を有する有機の化合物を含むということである。これらの合成物は、層構造を０．５ミクロンを上回っていない総厚みにより形成することができる。
【００１４】
上述した光電子手段で使用する有機材料の一般の不利な点は、これらの材料の有機層が結晶構造を有しないという事実にある。このために、電子及びこれらの層の正孔の可動性は、同じ大きさ結晶質の材料のそれと比較して、非常により低い。結果、電子及び正孔として、励起子生涯の間、半導体構造のアクティブ領域を残さない、そして、再び結合する。この種の電子−正孔対は光電流に貢献しない、そして、光電子変換効率は減少する。加えて、電子及び正孔可動性の減少は、材料の抵抗力の、そして、それ故、光起電力のデバイスの連続抵抗の増加につながる。これは、オーミック損失の増加及び光電子変換効率の更なる減少を意味する。結晶構造のない有機フィルムを使用している上述した光起電力のデバイスの他の不利な点は、これらの材料がフォト生成された励起子の極めて小拡散長さによって特徴づけられるということである。これは励起子拡散長と同等の厚みの非常に薄い層からなる光電子構造を使用することを必要とする。そして、それはまた、この種の装置の外部で内部量子効率を低下させる。
【００１５】
それは示された、移植用提供ブリッジ−受容体（ＤＢＡ）システムの橋分子に根本的な厩舎を加えることは潜在的に、電荷を制御する重要な方法及びＤＢＡシステムによる回転−転送力学である（Ｅｒｉｎ Ｔ．Ｃｈｅｒｎｉｃｋ，Ｑｉｘｉ Ｍｉ，Ｒｉｃｈａｒｄ Ｆ．Ｋｅｌｌｅｙ，Ｅｍｉｌｙ Ａ．Ｗｅｉｓｓ，Ｂｒｏｏｋｓ Ａ．Ｊｏｎｅｓ，Ｔｏｂｉｎ Ｊ．Ｍａｒｋｓ，＊Ｍａｒｋ Ａ．Ｒａｔｎｅｒ， ａｎｄ Ｍｉｃｈａｅｌ Ｒ．Ｗａｓｉｅｌｅｗｓｋｉ，“Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｄｏｎｏｒ−Ｂｒｉｄｇｅ−Ａｃｃｅｐｔｏｒ Ｍｏｌｅｃｕｌｅｓ ｗｉｔｈ Ｂｒｉｄｇｉｎｇ Ｎｉｔｒｏｎｙｌ Ｎｉｔｒｏｘｉｄｅ Ｒａｄｉｃａｌｓ：Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ａ Ｔｈｉｒｄ Ｓｐｉｎ ｏｎ Ｃｈａｒｇｅ− ａｎｄ Ｓｐｉｎ−Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｄｙｎａｍｉｃｓ”，Ｊ．ＡＭ．ＣＨＥＭ．ＳＯＣ．２００６，１２８，４３５６−４３６４（非特許文献４）を参照のこと）。本論文の著者は、構成要素の間の明確な距離を有するＤＢＡシステムに、根本的なニトリルニトロキシド（ＮＮ）を加えた：ＭｅＯＡｎ−６ＡＮＩ−Ｐｈ（ＮＮ・）−ＮＩ（ここでｐ−メトキシ・アニリンＭｅＯＡｎ＝）６ＡＮＩ＝４（Ｎ−ピペリジニル）−，８ジカルボキシミドなナフタレン−１、Ｐｈ＝フェニル、そして、ナフタレン−１ ＮＩ ＝ ，８：４，５−ビス（ジカルボキシミド）。ＭｅＯＡｎ−６ＡＮＩ、ＮＮ＃及びＮＩは、Ｐｈ橋の１つの、３つの、５つの位置に取り付けられる。両方の時間−を使用することは光学及びＥＰＲ分光学を分解した、著者はそれにＮＮを見せるフォト生成された三根本的な状態２４（Ｍｅ０Ａｎ＋＃−６ＡＮＩ−Ｐｈ（ＮＮ＃）−ＮＩ’’＃）の回転力学（対応する双根本的な欠けているＮＮ＊．と比較して三基部の中でより遅い充電組換えに結果としてなる）に影響するフォト生成された基部ＭｅＯＡｎ＋の間の観察された回転−回転交換相互作用及びＮｌは、ＮＮの存在下で、変えられない、いずれが根本的な一対系間横断を加速するだけか。２４（Ｍｅ０Ａｎ−６ＡＮＩ−Ｐｈ（ＮＮ’）−３＊ＮＩ）の形成の三根本的な結果の範囲内の組換えに託す、どのＮＮにおいて強く回転を分極化させる。通常、相関している根本的な対の回転力は、ネット回転分極化をもたらさない；フォト生成された根本的なイオン対腐食を記載するのと同じ時定数によってしかしながら、ネット回転分極化は、ＮＮ上に現れる。この結果は、ＮＮ間の反強磁性継手に帰される、そして、現地の三つ子は、３つのＮＩ（充電組換え後の住まれる）を述べる。
これは、三基部及び両方のＮＮを有する３−回転充電組換え製品の間でセットされる回転の基礎の効果的スイッチを必要とする、そして、３＊ＮＩは現れる。
【００１６】
ドナー−橋−受容体−分子（ＤＢＡ）は橋分子（Ｂ）の電子様相を変える効果を徹底調査するために合成されたＤ−Ｂ−Ａシステムの範囲内の電子転送の率上の（Ｒｙａｎ Ｔ．Ｈａｙｅｓ，Ｍｉｃｈａｅｌ Ｒ．Ｗａｓｉｅｌｅｗｓｋｉ，ａｎｄ Ｄａｖｉｄ Ｇｏｓｚｔｏｌａ，“Ｕｌｔｒａｆａｓｔ Ｐｈｏｔｏｓｗｉｔｃｈｅｄ Ｃｈａｒｇｅ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅ Ｂｒｉｄｇｅ Ｍｏｌｅｃｕｌｅ ｉｎ ａ Ｄｏｎｏｒ−Ｂｒｉｄｇｅ−Ａｃｃｅｐｔｏｒ Ｓｙｓｔｅｍ”，Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．２０００，１２２，５５６３−５５６７（非特許文献５）を参照のこと）。
４００ナノメートル（０ｐｓが６０ｐｓ、タウ＝を有するイオン対Ｄ＋−ＢＶＡを産生するために電子転送をｐｈｏｔｏｉｎｄｕｃｅｄした中で結果になるｔ ＝の１３０ｆｓレーザパルス）を有するＤＢＡのテトラヒドロフラン溶液のＤの中で選択的な光励起、それは、長命のイオン対Ｄ＋−文科学士を譲渡するために、１４０ｐｓ、ｔａｕ＝を有する次の充電推移を被る」（タウ＝７００ナノ秒）。１００ｐｓ．、タウ＝を有する充電組換えを受けている５２０ナノメートル（５００ｐｓがＤ＋−文科学士の２０％について結果としてなるタウ＝の１５０ｆｓレーザパルス）を有するＤ＋−文科学士の範囲内のＢの次の選択的な光励起」」人口この充電組換え率は、約７０００回、イオン対の通常の組換え率より急速である。結果は、橋分子Ｂで最も低い興奮した一重項状態の形成が有意に、組換えに託すためにリードしている反応経路を変えることを証明する。このように、ＤＢＡは、中で分子スイッチとして見られることができるそれＤ＋Ｂ−Ａ−状態は、４００及び５２０ナノメートルのレーザパルスを使用して、急速に、それぞれ、オン／オフされることができる。
【００１７】
染料及び電子伝達材料として正孔輸送材料及びペリレンビス・イミドとしてトリフェニルアミンを含んでいる半導体ブロックコポリマーの構造で光学所有物は報告された（Ｓｔｅｆａｎ Ｍ．Ｌｉｎｄｎｅｒ，Ｎａｄｉｎｅ Ｋａｕｆｍａｎｎ，Ｍｕｋｕｎｄａｎ Ｔｈｅｌａｋｋａｔ，“Ｎａｎｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄ ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ ｂｌｏｃｋ ｃｏｐｏｌｙｍｅｒｓ：π−π Ｓｔａｃｋｉｎｇ，ｏｐｔｉｃａｌ ａｎｄ ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ”，Ｏｒｇａｎｉｃ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，８（２００７），ｐｐ．６９−７５（非特許文献６）を参照のこと）。ポリマーは、ニトロオキシドによって調停された制御根本的な重合を用意されて、ＧＰＣ、ＤＳＣ及びＴＧＡによって特徴づけられた。周期的ボルタンメトリによって定まる電気化学的特性は、ＨＯＭＯ及びブロックコポリマーのＬＵＭＯ値が、それぞれ、−５．２３ｅＶ及び３．６５ｅＶであることを示す。散乱している広角Ｘ線によって分析されることができたπ−πスタッキングによるペリレンビス・イミド装置集計。溶液及びフィルムのペリレンビス・イミド・ポリマー及びモノマーの吸収及び．蛍光特性は、調査された。それらがポリマーの異なるペリレンビス・イミド装置間の分子内継手によって強く影響されることを示されることができた。ブロックコポリマーは、１３ナノメートルの恒常的なペリレンビス・イミド領域幅及び最高数マイクロメートルの長さを有する１ナノメートルのスケール上のマイクロ位相分離を呈する。
【００１８】
テトラフェニル・ベンジジン（ＴＰＤ）及びペリレンビス・イミドからなる新規なドナー・受容体二価元素はドデシル・スペーサを使用しているこれらの半分を連結することによって合成された（Ｐｅｔｅｒ Ｂａｕｅｒ，Ｈｅｌｇａ Ｗｉｅｔａｓｃｈ，Ｓｔｅｆａｎ Ｍ．Ｌｉｎｄｎｅｒ，ａｎｄ Ｍｕｋｕｎｄａｎ Ｔｈｅｌａｋｋａｔ，“Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ａｎｄ Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ Ｄｏｎｏｒ−Ｂｒｉｄｇｅ−Ａｃｃｅｐｔｏｒ Ｍｏｌｅｃｕｌｅ Ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ Ｔｅｔｒａｐｈｅｎｙｌｂｅｎｚｉｄｉｎｅ ａｎｄ Ｐｅｒｙｌｅｎｅ Ｂｉｓｉｍｉｄｅ”，Ｃｈｅｍ．Ｍａｔｅｒ．２００７，１９，８８−９４（非特許文献７）を参照のこと）。ＨＯＭＯ及び一対のＬＵＭＯ値は、周期的ボルタンメトリによって得られた。フォト物理的性質は、不変のＵＶ−力及び蛍光分光学によって研究された。ＴＰＤ半分の選択的な刺激の後、ドナー蛍光の焼入れ及び受容体蛍光の体裁は、観察された。これは、提供者から受容体・グループへの非放射性エネルギー移動を証明する。エネルギー転送はＤＢＡにおいて４回、Ｄ及びＡ．の混成において一対のエネルギー転送効率がまた、集中から独立しているより、効率的だった。そして、分子内移送メカニズムを示した。しかしながら、一対の受容体の直接の刺激は受容体の減少する蛍光放出を呈した。そして、半分間の電子転送を示した。このように、このＤＢＡは、エネルギーの研究及び有機半導体の電子−転送プロセスの優れた型システムである。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００１９】
【非特許文献１】Ｊ．Ｊ．Ｄｉｔｔｍｅｒ ｅｔ ａｌ．，Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ Ｍｅｔａｌｓ，Ｖｏｌ．１０２，８７９−８８０（１９９９）
【非特許文献２】Ｋｌａｕｓ Ｐｅｔｒｉｔｓｃｈ，ＰｈＤ Ｔｈｅｓｉｓ，“Ｏｒｇａｎｉｃ Ｓｏｌａｒ Ｃｅｌｌ Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅｓ”，Ｃａｍｂｒｉｄｇｅ ａｎｄ Ｇｒａｚ，Ｊｕｌｙ ２０００，Ｃｈａｐｔｅｒ ３，Ｓｉｎｇｌｅ Ｌａｙｅｒ Ｄｅｖｉｃｅｓ，ｐ．３１
【非特許文献３】Ｋｌａｕｓ Ｐｅｔｒｉｔｓｃｈ，ＰｈＤ Ｔｈｅｓｉｓ，“Ｏｒｇａｎｉｃ Ｓｏｌａｒ Ｃｅｌｌ Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅｓ”，Ｃａｍｂｒｉｄｇｅ ａｎｄ Ｇｒａｚ，Ｊｕｌｙ ２０００，Ｃｈａｐｔｅｒ ４，Ｄｏｕｂｌｅ Ｌａｙｅｒ Ｄｅｖｉｃｅｓ，ｐ．６７
【非特許文献４】Ｅｒｉｎ Ｔ．Ｃｈｅｒｎｉｃｋ，Ｑｉｘｉ Ｍｉ，Ｒｉｃｈａｒｄ Ｆ．Ｋｅｌｌｅｙ，Ｅｍｉｌｙ Ａ．Ｗｅｉｓｓ，Ｂｒｏｏｋｓ Ａ．Ｊｏｎｅｓ，Ｔｏｂｉｎ Ｊ．Ｍａｒｋｓ，＊Ｍａｒｋ Ａ．Ｒａｔｎｅｒ， ａｎｄ Ｍｉｃｈａｅｌ Ｒ．Ｗａｓｉｅｌｅｗｓｋｉ，“Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｄｏｎｏｒ−Ｂｒｉｄｇｅ−Ａｃｃｅｐｔｏｒ Ｍｏｌｅｃｕｌｅｓ ｗｉｔｈ Ｂｒｉｄｇｉｎｇ Ｎｉｔｒｏｎｙｌ Ｎｉｔｒｏｘｉｄｅ Ｒａｄｉｃａｌｓ：Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ａ Ｔｈｉｒｄ Ｓｐｉｎ ｏｎ Ｃｈａｒｇｅ− ａｎｄ Ｓｐｉｎ−Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｄｙｎａｍｉｃｓ”，Ｊ．ＡＭ．ＣＨＥＭ．ＳＯＣ．２００６，１２８，４３５６−４３６４
【非特許文献５】Ｒｙａｎ Ｔ．Ｈａｙｅｓ，Ｍｉｃｈａｅｌ Ｒ．Ｗａｓｉｅｌｅｗｓｋｉ，ａｎｄ Ｄａｖｉｄ Ｇｏｓｚｔｏｌａ，“Ｕｌｔｒａｆａｓｔ Ｐｈｏｔｏｓｗｉｔｃｈｅｄ Ｃｈａｒｇｅ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅ Ｂｒｉｄｇｅ Ｍｏｌｅｃｕｌｅ ｉｎ ａ Ｄｏｎｏｒ−Ｂｒｉｄｇｅ−Ａｃｃｅｐｔｏｒ Ｓｙｓｔｅｍ”，Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．２０００，１２２，５５６３−５５６７
【非特許文献６】Ｓｔｅｆａｎ Ｍ．Ｌｉｎｄｎｅｒ，Ｎａｄｉｎｅ Ｋａｕｆｍａｎｎ，Ｍｕｋｕｎｄａｎ Ｔｈｅｌａｋｋａｔ，“Ｎａｎｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄ ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ ｂｌｏｃｋ ｃｏｐｏｌｙｍｅｒｓ：π−π Ｓｔａｃｋｉｎｇ，ｏｐｔｉｃａｌ ａｎｄ ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ”，Ｏｒｇａｎｉｃ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，８（２００７），ｐｐ．６９−７５
【非特許文献７】Ｐｅｔｅｒ Ｂａｕｅｒ，Ｈｅｌｇａ Ｗｉｅｔａｓｃｈ，Ｓｔｅｆａｎ Ｍ．Ｌｉｎｄｎｅｒ，ａｎｄ Ｍｕｋｕｎｄａｎ Ｔｈｅｌａｋｋａｔ，“Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ａｎｄ Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ Ｄｏｎｏｒ−Ｂｒｉｄｇｅ−Ａｃｃｅｐｔｏｒ Ｍｏｌｅｃｕｌｅ Ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ Ｔｅｔｒａｐｈｅｎｙｌｂｅｎｚｉｄｉｎｅ ａｎｄ Ｐｅｒｙｌｅｎｅ Ｂｉｓｉｍｉｄｅ”，Ｃｈｅｍ．Ｍａｔｅｒ．２００７，１９，８８−９４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
本発明の一般的な記載はなされてきたものである、さらに理解することは、具体的な実施形態に対する参照によって得られたものであることができるが、それらは、例証の目的のためにのみここに与えられたものであると共に添付された請求項の範囲を限定することが意図されたものであるのではない。
【００２１】
本発明は、有機の化合物、及び、従来の有機の光起電力のデバイスの製作の技術的な困難及び低い転換の効率というような先行する技術の有機の光起電力のデバイスの欠点を克服するところの有機の光起電力のデバイスを提供する。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本発明の第一の好まれた実施形態において、提供されたところのものは、一般的な構造の式Ｉ
【００２３】
【化１】
の大体は平面の有機の化合物であるが、そこでは、Ｈｅｔ１は、第一のタイプの大体は平面の多環式の分子の系である；Ｈｅｔ２は、第二のタイプの大体は平面の多環式の分子の系である；Ａは、強い化学的な結合を介して分子の系Ｈｅｔ２を備えた分子の系Ｈｅｔ１の側方の結合を提供する橋をかける基である；ｎは、１、２、３、４、５、６、７、又は８である；Ｂ１及びＢ２は、結び付ける基である；ｉは、０、１、２、３、４、５、６、７、又は８である；ｊは、０、１、２、３、４、５、６、７、又は８である；Ｓ１及びＳ２は、有機の化合物の溶解性を提供する基である；ｋは、０、１、２、３、４、５、６、７、又は８である；ｍは、０、１、２、３、４、５、６、７、又は８である；Ｄ１及びＤ２は、−ＣＨ３、−Ｃ２Ｈ５、−Ｃ３Ｈ７、−ＮＯ２、−Ｃｌ、−Ｂｒ、−Ｆ、−ＣＦ３、−ＣＮ、−ＯＨ、−ＯＣＨ３、−ＯＣ２Ｈ５、−ＯＣＯＣＨ３、−ＯＣＮ、−ＳＣＮ、−ＮＨ２、−ＮＨＣＯＣＨ３、−Ｃ２Ｓｉ（ＣＨ３）３、及び−ＣＯＮＨ２を含むリストより独立に選択された置換基である；ｙは、０、１、２、３、４、５、６、７、又は８である；並びに、ｚは、０、１、２、３、４、５、６、７、又は８である。前記の有機の化合物は、４００から３０００ｎｍまでの波長の範囲内における少なくとも一つの予め決定されたスペクトルのサブレンジにおける電磁的な放射を吸収すると共に超分子を形成することが可能なものである。分子の系Ｈｅｔ１、橋をかける基Ａ、及び分子の系Ｈｅｔ２は、励起された電子−正孔の対の解離を提供する供与体−橋かけ−受容体の系を形成することが可能なものである。
【００２４】
ドナー・ブリッジ・受容体分子系（Ｈｅｔｒ Ａ−Ｈｅｔ２（分子システムＨｅｔ１が提供者として役立つところ）及び分子システムＨｅｔ２は、受容体として役立つ）において、電子転送のための超交換メカニズムは、提供者及び受容体系（Ｈｅｔ１及びＨｅｔ２）のそれらを有する架橋しているグループＡの電子様相の混合を含む。この混合は、批判的に、Ｈｅｔ１のそれらを有するグループＡに架橋する分子軌道の空間重なり及びＨｅｔ２及びΗｅｔ１−Ａ間の垂直エネルギー・ギャップに依存する−Ｈｅｔ２、そして、精力的により高い横たわっているＨｅｔ１−Ａ−Ｈｅｔ２状態。原則として、架橋しているグループＡのいくつかの異なる様相は提供者及び受容体間の全体の電子結合に関与することができる。そして、それらの相対的な貢献が電子結合及びさまざまな状態間のエネルギー・ギャップで測定される。
【００２５】
開示された有機の化合物の一実施例において、多環分子システムのうちの少なくとも１つは、複素環式分子システムである。本発明の他の実施例において、有機の化合物又はその塩の溶液は、光起電力の層を基体の上に形成することができる。本発明による有機の化合物のさらにもう一つの実施例において、第一型（Ｈｅｔ１）の主に平面の多環式の分子システム及び第２のタイプ（Ｈｅｔ２）の少なくとも一つの主に平面の多環式の分子システムは、４００から３０００ナノメートルまで波長範囲の中で電磁放射を異なる予め定められたスペクトル下位範囲に吸収する。
【００２６】
さらに別の実施形態では、複素環式分子システムが、多環分子システムとして用いられることができる。開示された有機の化合物の一実施例において、強い化学結合は、それについて共有結合、協調結合、イオン結合及びいかなる組合せから成るもリストから選ばれる。
【００２７】
開示された有機の化合物の他の実施例において、前記溶液は水及び／又は水溶性溶媒に基づく、そして、数ｋ及びｍは以下の状態に従う：ｋ＋ｍ≠０。一致している開示された有機の化合物のさらに別の実施例において、水及び／又は水溶性溶媒の有機の化合物の可溶性を提供しているグループのうちの少なくとも１つは、ＣＯＯ、ＳＯ３、ＨＰＯ３及びＰＯβ２から成るリストから、それぞれに選ばれる」、そして、それのいかなる組合せも。開示された有機の化合物のさらにもう一つの実施例において、光起電力の層は、一つのタイプ多環分子システムの、そして、基体平面において主に正しい位置に置かれる縦軸を有するπ−π−相互作用によって形成される柱のような上分子を有する。開示された有機の化合物の一実施例において、柱のような上分子は、各々と主に平行して配置される。開示された有機の化合物の他の実施例において、置換分の数及び鎖長は、上分子のような隣接した柱−の電気的な隔離を提供するのに選ばれる。
【００２８】
開示された有機の化合物の一実施例において、数ｋ及びｍは、以下の状態に従う：ｋ＋ｍ≠０、そして、前記溶液有機溶媒に基づく。開示された有機の化合物の他の実施例において、有機溶媒は、それについてベンゼン、トルエン、キシレン、アセトン、酢酸、メチル＝エチル＝ケトン、炭化水素、クロロホルム、四塩化炭素、塩化メチレン、ジクロロエタン、クロロベンゼン、アルコール類、ニトロメタン、アセトニトリル、ジメチルホルムアミド、１つの，４−ジオキサン、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、メチル・シクロヘキサン（ＭＣＨ）又はいかなる組合せから成るもリストから選ばれる。開示された有機の化合物のさらに別の実施例において、有機溶媒の有機の化合物の可溶性を提供しているグループのうちの少なくとも１つはそれについてそれぞれにＣＯＮＲ１Ｒ２、ＣＯＮＨＣＯＮＨ２、ＳＯ２ＮＲ１Ｒ２及びいかなる組合せから成るもリストから選ばれる酸性残留物のアミドである。ここで、Ｒ１１Ｒ２はＨ、アルキル又はアリールからそれぞれに選ばれる。
開示された有機の化合物のさらにもう一つの実施例において、有機溶媒の有機の化合物の可溶性を提供しているグループのうちの少なくとも１つは、それについてアルキル、アリール、置換されたアルキル、置換されたアリール及びいかなる組合せから成るもリストから、それぞれに選ばれる。開示された有機の化合物の一実施例において、アルキル基はメチル、エチル、プロピル、ブチル、ｉ−ブチル及びｔ−ブチル・グループから選択される、そして、アリール基はフェニル、ベンジル及びナフチル基から選ばれる。本発明による有機の化合物の他の実施例において、有機溶媒の有機の化合物の可溶性を提供しているグループの数及び鎖長は、隣接したスタックの電気的な隔離を提供するのに選ばれる。提供している可溶性グループは、スタックの周辺に位置する保護エンベロープを作製する。これらのエンベロープは、π−一つのタイプ多環分子システム（Ｈｅｔ１及びＨｅｔ２）のπ相互作用−の以外全ての相互作用に対してスタックを形成している分子システムを保護する。
【００２９】
開示された有機の化合物の一実施例において、数ｉ及びｊは、以下の状態に従う：ｉ＋ｊ３；そして、光起電力の層は、強くて弱い化学結合によってグループを結合する横方向の相互作用による基体平面と主に平行して正しい位置に置かれる平面を備える多環分子システムを有する平面上分子を有する。開示された有機の化合物の他の実施例において、前記平面上分子のうちの少なくとも１つは、それについてリストから成っているディスク、皿、薄板、リボン又はいかなる組合せからも選ばれる形を有する。開示された有機の化合物のさらに別の実施例において。そこにおいて、前記弱い化学結合は、それについて一つの水素結合、双極子−双極子相互作用、陽イオンπ相互作用、ヴァンデルヴァールス相互作用、π−π相互作用及びいかなる組合せから成るもリストから選ばれる。開示された有機の化合物のさらにもう一つの実施例において、平面上分子はπによって分子スタックを形成する−一つのタイプ多環分子システムのπ−相互作用がそれぞれ異なるカレントの導電経路に電子及び正孔伝導率を提供する。前記分子スタックは、有機の化合物の可溶性を提供しているグループのために、それ自身の中で電気的に絶縁される。
【００３０】
開示された有機の化合物の一実施例において、分子スタックは、基体平面と主に直角をなして正しい位置に置かれる。
【００３１】
開示された有機の化合物の一実施例において、予め定められたスペクトル下位範囲は、４００から７００ナノメートルまである。開示された有機の化合物の他の実施例において、主に平面の多環式の分子システムのうちの少なくとも１つは、部分的に又は完全に接合される。開示された有機の化合物のさらに別の実施例において、主に平面の多環式の分子システムのうちの少なくとも１つは、それについて窒素、酸素、硫黄及びいかなる組合せから成るもリストから選ばれるヘテロ原子を含む。
【００３２】
開示された有機の化合物の一実施例において、架橋しているグループのうちの少なくとも１つはイミダゾール、ペリレン−３，４−ジカルボキシミド、一連のｐ−フェニレン（ＰｈＰ）オリゴマから成るリストから選ばれる。ここで、ｐは１、２、３、４又は５である；
そして、一連の２，７−オリゴフルオレン（ＦＬＳ）オリゴマ（ｓが１、２、３又は４であるところ）。
【００３３】
開示された有機の化合物の一実施例において、数ｉ及びｊは、以下の状態に従う：結合グループのｉ＋ｊ≠０及び少なくとも１は、内部結合グループである。開示された有機の化合物の他の実施例において、内部結合グループは、グループから成るアルキンである。開示された有機の化合物のさらに別の実施例において、数ｉ及びｊは以下の状態ｉ＋ｊ≠０に従う、そして、結合グループのうちの少なくとも１つはインター結合グループである。開示された有機の化合物のさらにもう一つの実施例において、いずれが最低１つの内部結合グループであるか数ｉ及びｊは以下の状態ｉ＋ｊ ＞１に従う、そして、結合グループのうちの少なくとも１つはインター結合グループである。開示された有機の化合物の一実施例において、インター結合グループのうちの少なくとも１つはそれについてヘテロ原子、ＣＯＯＨ、ＳＯ３Ｈ、Ｈ２ＰＯ３、ＮＨ、ＮＨ２、ＮＨＲ、ＮＲ２及びいかなる組合せから成るもリストから選ばれる。ここで、根本的なＲはアルキル又はアリールである。開示された有機の化合物の他の実施例において、アルキル基はメチル、エチル、プロピル、ブチル、Ｉ−ブチル及びｔ−ブチル・グループからそれぞれに選択される、そして、アリール基はフェニル、ベンジル及びナフチル基から選ばれる。
【００３４】
開示された有機の化合物の一実施例において、主に平面の多環式の分子システムＨｅｔ１又はＨｅｔ２のうちの少なくとも１つは、フタロシアニン断片から成る。表１は構造１−６に対応する一般の構造式のテトラピロール系のマクロ周期的断片から成る平面の多環式の分子システムの若干の実施例を示す。ここで、ラテン文字Ｍは金属又は２つの陽子（２Ｈ）の原子を意味する。
【００３５】
表１．テトラピロール系の大環状のフラグメントを含むものである平面の多環式の分子の系の例
【００３６】
【表１】
【００３７】
【表２】
開示発明のさらに別の実施例において周期的な断片、平面の多環式の分子システムは、リレン断片から成る。表２は、構造７−２７に対応する一般の構造式のリレン断片から成る多環分子システムの若干の実施例を示す。
【００３８】
表２．リレンのフラグメントを含むものである多環式の分子の系の例
【００３９】
【表３】
【００４０】
【表４】
開示発明の他の実施例において、平面の多環式の分子システムは、ナフタレン断片を含むことができる。表３は、構造２８−２９に対応する一般の構造式のこの種のナフタレン断片から成る平面の多環式の分子システムの若干の実施例を示す。
【００４１】
表３．ナフタレンのフラグメントを含むものである平面の多環式の分子の系の例
【００４２】
【表５】
そこにある第２の本発明の好ましい実施例においては、一般の構造式ＩＩ：
【００４３】
【化２】
を有する少なくとも一つの有機の化合物から成る有機の光起電力の層を形成した：Ｈｅｔ１が第一型の主に平面の多環式の分子システムであるところ；Ｈｅｔ２は、第２のタイプの主に平面の多環式の分子システムである；ある強い化学結合を経て分子システムＨｅｔ１の横方向の結合に分子システムＨｅｔ２を提供している架橋しているグループ；ｎは、１、２、３、４、５、６、７又は８である；Ｂ１及びＢ２は、グループを結合している；ｉは、０、１、２、３、４、５、６、７又は８である；ｊは、０、１、２、３、４、５、６、７又は８である；Ｓ１及びＳ２は、有機の化合物の可溶性を提供しているグループである；ｋは、０、１、２、３、４、５、６、７又は８である；ｍは、０、１、２、３、４、５、６、７又は８である；Ｄ１及びＤ２は、それぞれにリスト成っているＣＨ３から選ばれる置換分である、−Ｃ２Ｈ５、−Ｃ３Ｈ７、−ＮＯ２、−Ｃｌ、−Ｂｒ、−Ｆ、−ＣＦ３、−ＣＮ、−ＯＨ、−ＯＣＨ３、−ＯＣ２Ｈ５、−ＯＣＯＣＨ３、−ＯＣＮ、−ＳＣＮ−ＮＨ２、−ＮＨＣＯＣＨ３−Ｃ２Ｓｉ（ＣＨ３）３、そして、−ＣＯＮＨ２；そして、ｙは、０、１、２、３、４、５、６、７又は８である；ｚは、０、１、２、３、４、５、６、７又は８である；Ｘは、それについてＨ＋、Ｌｉ＋、Ｎａ＋、Ｋ＋、ＮＨ４＋ Ｂａ＋＋、Ｚｎ＋＋、Ｓｒ＋＋、Ｃａ＋＋、Ｍｇ＋＋及びいかなる組合せから成るもリストからの反イオンである；ｔは、有機の化合物の電気中性を提供している反イオンの数である。光起電力の層は、４００から３０００ナノメートルまで波長範囲の中で少なくとも一つの予め定められたスペクトル下位範囲の電磁放射の吸収を有して、上分子を形成することができる。分子システムＨｅｔ１、架橋しているグループＡ及び分子システムＨｅｔ２は、励起状態の電子−正孔一個の解離を提供しているドナー−橋−受容体系を形成することができる。
【００４４】
開示された有機の光起電力の層の一実施例において、多環分子システムのうちの少なくとも１つは、複素環式分子システムである。開示された有機の光起電力の層の他の実施例において、第一型（Ｈｅｔ１）の主に平面の多環式の分子システム及び第２のタイプ（Ｈｅｔ２）の少なくとも一つの主に平面の多環式の分子システムは、４００から３０００ナノメートルまで波長範囲の中で電磁放射を異なる予め定められたスペクトル下位範囲に吸収する。
【００４５】
開示された有機の光起電力の層の一実施例において、強い化学結合は、それについて共有結合、協調結合、イオン結合及びいかなる組合せから成るもリストから選ばれる。
【００４６】
開示された有機の光起電力の層の他の実施例において、光起電力の層は、一つのタイプ多環分子システムの、そして、層平面において主に正しい位置に置かれる縦軸を有するπ−π−相互作用によって形成される柱のような上分子を有する。開示された有機の光起電力の層のさらに別の実施例において、柱のような上分子は、各々と主に平行して配置される。本発明の有機の光起電力の層の一実施例において、置換分の数及び鎖長は、隣接した柱のような上分子の電気的な隔離を提供するのに選ばれる。開示された有機の光起電力の層の他の実施例において、光起電力の層は、層平面において各々と主に平行して正しい位置に置かれる光電子繊維から成る。
【００４７】
本発明の有機の光起電力の層のさらに別の実施例において、光起電力の層は光電子繊維から成る少なくとも一つの編まれた光起電力の層から成る。そこにおいて、光電子繊維は各々と主に平行して配置される。
【００４８】
開示された有機の光起電力の層のさらにもう一つの実施例において、光起電力の層は、強くて弱い化学結合によってグループを結合する横方向の相互作用による層平面と主に平行して正しい位置に置かれる平面を備える多環分子システムを有する平面上分子を有する。開示された有機の光起電力の層の一実施例において、前記平面上分子のうちの少なくとも１つは、それについてリストから成っているディスク、皿、薄板、リボン又はいかなる組合せからも選ばれる形を有する。開示された有機の光起電力の層の他の実施例において、弱い化学結合は、それについて一つの水素結合、双極子−双極子相互作用、陽イオンπ相互作用、ヴァンデルヴァールス相互作用、π−π相互作用及びいかなる組合せから成るもリストから選ばれる。開示された有機の光起電力の層のさらに別の実施例において、平面上分子はπによって分子スタックを形成する−一つのタイプ多環分子システムのπ−相互作用がそれぞれ異なるカレントの導電経路に電子及び正孔伝導率を提供して、そこにおいて、前記分子スタックは有機の化合物の可溶性を提供している置換基又は／及びグループのためにそれ自身の中で電気的に絶縁される。開示された有機の光起電力の層のさらにもう一つの実施例において、分子スタックは、光起電力の層の平面と主に直角をなして正しい位置に置かれる。
【００４９】
開示された有機の光起電力の層の一実施例において、予め定められたスペクトル下位範囲は、４００から７００ナノメートルまである。開示された有機の光起電力の層の他の実施例において、主に平面の多環式の分子システムのうちの少なくとも１つは、部分的に又は完全に接合される。開示された有機の光起電力の層のさらに別の実施例において、主に平面の多環式の分子システムのうちの少なくとも１つは、それについて窒素、酸素、硫黄及びいかなる組合せから成るもリストから選ばれるヘテロ原子を含む。
【００５０】
開示された有機の光起電力の層の一実施例において、架橋しているグループのうちの少なくとも１つはイミダゾール、ペリレン−３，４−ジカルボキシミド、一連のｐ−フェニレン（ＰｈＰ）オリゴマから成るリストから選ばれる。ここで、ｐは１、２、３、４又は５である；そして、一連の２，７−オリゴフルオレン（ＦＬｓ）オリゴマ（ｓが１、２、３又は４であるところ）。
【００５１】
表１に示される構造１−２９に対応する一般の構造式の多環分子システムの実施例−３は、それを制限することのない本発明を例示するのに役立つ。開示された有機の光起電力の層の一実施例において、平面の多環式の分子システムは、テトラピロール系のマクロ周期的断片を含む。構造１−６から成るグループからの一般の構造式を有するテトラピロール系の大環状断片から成るこの種の平面の多環式の分子システムの若干の実施例は、ラテン文字Ｍが金属又は２つの陽子（２Ｈ）の原子を意味する表１において挙げられる。開示された有機の光起電力のデバイスの他の実施例において、平面の多環式の分子システムは、リレン断片を含む。構造７−２７から成るグループからの一般の構造式を有するリレン断片から成るこの種の平面の多環式の分子システムの若干の実施例は、表２において挙げられる。開示された有機の光起電力の層の他の実施例において、平面の多環式の分子システムは、ナフタレン断片を含む。構造２８−２９から成るグループからの一般の構造式を有するこの種の多環分子システムの若干の実施例は、表３において挙げられる。
【００５２】
開示された有機の光起電力の層の一実施例において、分子スタックは、光起電力の層の平面と主に直角をなして正しい位置に置かれる。開示された有機の光起電力の層の一実施例において、平行した柱のような上分子は、光起電力の層の平面において、主に正しい位置に置かれる。
【００５３】
本発明のさらにもう一つの実施例において、光起電力の層は、光起電力の層の平面において主に正しい位置に置かれる平行した光電子繊維から成る。
【００５４】
第３の本発明の好ましい実施例において、前表面及び後部面を有する第１及び第２の電極及び少なくとも一つの光起電力の層から成る有機の光起電力のデバイスは提供される。そこにおいて、前記光起電力の層は一般の構造式ＩＩ：
【００５５】
【化３】
を有する少なくとも一つの有機の化合物から成る：Ｈｅｔ１が第一型の主に平面の多環式の分子システムであるところ；Ｈｅｔ２は、第２のタイプの主に平面の多環式の分子システムである；ある強い化学結合を経て分子システムＨｅｔ１の横方向の結合に分子システムＨｅｔ２を提供している架橋しているグループ；ｎは、１、２、３、４、５、６、７又は８である；Ｂ１及びＢ２は、グループを結合している；ｉは０、１、２、３、４、５、６、７又は８である；ｊは、０、１、２、３、４、５、６、７又は８である；Ｓ１及びＳ２は、有機の化合物の可溶性を提供しているグループである；ｋは、０、１、２、３、４、５、６、７又は８である；ｍは、０、１、２、３、４、５、６、７又は８である；Ｄ１及びＤ２は、それぞれにリスト成っているＣＨ３から選ばれる置換分である、−Ｃ２Ｈ５、−Ｃ３Ｈ７、−ＮＯ２、−Ｃｌ、−Ｂｒ、−Ｆ、−ＣＦ３、−ＣＮ、−ＯＨ、−ＯＣＨ３、−ＯＣ２Ｈ５、−ＯＣＯＣＨ３、−ＯＣＮ、−ＳＣＮ−ＮＨ２、−ＮＨＣＯＣＨ３−Ｃ２Ｓｉ（ＣＨ３）３、そして、−ＣＯＮＨ２；そして、ｙは、Ｏ（１、２、３、４、５、６、７又は８）である；ｚは、Ｏ（１、２、３、４、５、６、７又は８）である；Ｘは、それについてＨ＋、Ｌｉ＋、Ｎａ＋、Ｋ＋、ＮＨ４＋ Ｂａ＋＋、Ｚｎ＋＋、Ｓｒ＋＋、Ｃａ＋＋、Ｍｇ＋＋及びいかなる組合せから成るもリストからの反イオンである；ｔは、有機の化合物の電気中性を提供している反イオンの数である。光起電力の層は、４００から３０００ナノメートルまで波長範囲の中で少なくとも一つの予め定められたスペクトル下位範囲の電磁放射の吸収を有して、上分子を形成することができる。分子システムＨｅｔ１、架橋しているグループＡ及び分子システムＨｅｔ２は、励起状態の電子−正孔一個の解離を提供しているドナー−橋−受容体系を形成することができる。
【００５６】
開示された有機の光起電力のデバイスの一実施例において、多環分子システムのうちの少なくとも１つは、複素環式分子システムである。開示された有機の光起電力のデバイスの他の実施例において、第一型（Ｈｅｔ１）の主に平面の多環式の分子システム及び第２のタイプ（Ｈｅｔ２）の少なくとも一つの主に平面の多環式の分子システムは、４００から３０００ナノメートルまで波長範囲の中で電磁放射を異なる予め定められたスペクトル下位範囲に吸収する。
【００５７】
開示された有機の光起電力のデバイスは、有機の化合物及び無機材料を基礎として通常の装置と比較すると多くの効果を所有する。ドナー−橋−受容体系は励起状態の電子−正孔一個の解離を提供する、そして、移動搬送装置（電子及び正孔）は実際に電磁放射の量子の吸収と同時に異なる電流を伝導している経路に沿って動く。第２のタイプＨｅｔ２の第一型Ｈｅｔ１及びさまざまな分子システムの分子システムの選択は、吸収帯の中で調整される（拡大するか又は狭くなる）ことを可能にする、そして、開示された有機の光起電力のデバイスの変換効率を最適化すること。ドナー−橋−受容体・システムは、分子システム（Ｈｅｔ１及びＨｅｔ２）を吸収している提供者及び受容体を含むことができる。
【００５８】
開示された有機の光起電力のデバイスの一実施例において、強い化学結合は、それについて共有結合、協調結合、イオン結合及びいかなる組合せから成るもリストから選ばれる。
【００５９】
開示された有機の光起電力のデバイスの他の実施例において、光起電力の層は、一つのタイプ多環分子システムの、そして、層平面において主に正しい位置に置かれる縦軸を有するπ−π−相互作用によって形成される柱のような上分子を有する。開示された有機の光起電力のデバイスのさらに別の実施例において、柱のような上分子は、各々と主に平行して配置される。本発明による有機の光起電力のデバイスの一実施例において、置換分の数及び鎖長は、隣接した柱のような上分子の電気的な隔離を提供するのに選ばれる。開示された有機の光起電力のデバイスの他の実施例において、光起電力の層は、層平面において各々と主に平行して正しい位置に置かれる光電子繊維から成る。
【００６０】
中で、本発明による有機の光起電力のデバイスのさらに別の実施例は光電子繊維から成る少なくとも一つの編まれた光起電力の層から成る。そこにおいて、光電子繊維は各々と主に平行して配置される。
【００６１】
開示された有機の光起電力のデバイスのさらにもう一つの実施例において、光起電力の層は、強くて弱い化学結合によってグループを結合する横方向の相互作用による層平面と主に平行して正しい位置に置かれる平面を備える多環分子システムを有する平面上分子を有する。開示された有機の光起電力のデバイスの一実施例において、前記平面上分子のうちの少なくとも１つは、それについてリストから成っているディスク、皿、薄板、リボン又はいかなる組合せからも選ばれる形を有する。開示された有機の光起電力のデバイスの他の実施例において、弱い化学結合は、それについて一つの水素結合、双極子−双極子相互作用、陽イオンπ相互作用、ファン・デル・ワールス相互作用、π−π相互作用及びいかなる組合せから成るもリストから選ばれる。開示された有機の光起電力のデバイスのさらに別の実施例において、平面上分子はπによって分子スタックを形成する−一つのタイプ多環分子システムのπ−相互作用がそれぞれ異なるカレントの導電経路に電子及び正孔伝導率を提供して、そこにおいて、前記分子スタックは有機の化合物の可溶性を提供している置換基又は／及びグループのためにそれ自身の中で電気的に絶縁される。開示された有機の光起電力のデバイスのさらにもう一つの実施例において、分子スタックは、光起電力の層の平面と主に直角をなして正しい位置に置かれる。
【００６２】
開示された有機の光起電力のデバイスの一実施例において、予め定められたスペクトル下位範囲は、４００から７００ナノメートルまである。開示された有機の光起電力のデバイスの他の実施例において、主に平面の多環式の分子システムのうちの少なくとも１つは、部分的に又は完全に接合される。開示された有機の光起電力のデバイスのさらに別の実施例において、主に平面の多環式の分子システムのうちの少なくとも１つは、それについて窒素、酸素、硫黄及びいかなる組合せから成るもリストから選ばれるヘテロ原子を含む。
【００６３】
開示された有機の光起電力のデバイスの一実施例において、架橋しているグループのうちの少なくとも１つはイミダゾール、ペリレン−３，４−ジカルボキシミド、一連のｐ−フェニレン（ＰｈＰ）オリゴマから成るリストから選ばれる。ここで、ｐは１、２、３、４又は５である；そして、一連の２，７−オリゴフルオレン（ＦＬｓ）オリゴマ（ｓが１、２、３又は４であるところ）。
【００６４】
表１に示される構造１−２８に対応する一般の構造式の多環分子システムの実施例−３は、それを制限することのない本発明を例示するのに役立つ。開示された有機の光起電力のデバイスの一実施例において、平面の多環式の分子システムは、テトラピロール系のマクロ周期的断片を含む。構造１−５から成るグループからの一般の構造式を有するテトラピロール系の大環状断片から成るこの種の平面の多環式の分子システムの若干の実施例は、ラテン文字Ｍが金属又は２つの陽子（２Ｈ）の原子を意味する表１において挙げられる。
開示された有機の光起電力のデバイスの他の実施例において、平面の多環式の分子システムは、リレン断片を含む。構造６−２６から成るグループからの一般の構造式を有するリレン断片から成るこの種の平面の多環式の分子システムの若干の実施例は、表２において挙げられる。開示された有機の光起電力のデバイスの他の実施例において、平面の多環式の分子システムは、ナフタレン断片を含む。構造２７−２８から成るグループからの一般の構造式を有するこの種の多環分子システムの若干の実施例は、表３において挙げられる。
【００６５】
開示された有機の光起電力のデバイスの一実施例において、前記電極のうちの少なくとも１本は、前記有機の光起電力のデバイスが感度が高い事件電磁放射のために透明である。もう一方において、開示された有機の光起電力のデバイスの実施例は１枚の前記光起電力の層を含む。そして、光起電力の層の平面と主に直角をなして正しい位置に置かれる分子スタック、少なくとも前記光起電力の層の前表面の一部の上に形成される第一電極及び少なくとも前記光起電力の層の後部面の一部の上に形成される第二電極を有する。開示された有機の光起電力のデバイスの一実施例において、第二電極は、装置の電磁放射事件のための反射電極である。本発明の一実施例では、開示された有機の光起電力のデバイスは、光起電力の層の平面において主に正しい位置に置かれる平行した柱のような上分子、前記光起電力の層の表面のうちの１つの一部にできた溝において形成される第一電極及び前記光起電力の層の同じ表面の他の一部に作られる他の溝において形成される第二電極を有する少なくとも一つの光起電力の層から成る。本発明のさらにもう一つの実施例において、開示された有機の光起電力のデバイスは、光起電力の層の平面において主に正しい位置に置かれる平行した光電子繊維、前記光起電力の層の表面のうちの１つの一部にできた溝において形成される第一電極及び前記光起電力の層の同じ表面の他の一部に作られる他の溝において形成される第二電極を有する少なくとも一つの光起電力の層から成る。開示された有機の光起電力のデバイスのさらに別の実施例において、第二電極は装置の電磁放射事件のための反射電極である、そして、装置は前記反射電極及び前記光電層の間に位置する付加的な抑制剤層から更に成る。そこにおいて、前記抑制剤層の厚み及び光学異方性は前記電磁放射の偏光ベクトルの４５°回転を確実にするために選ばれる。開示された有機の光起電力のデバイスの一実施例において、第１及び第２の電極は指のような電極であって、互いに嵌合された構造を形成する、そして、柱のような上分子は垂直に電極の方向に適応する。開示された有機の光起電力のデバイスの他の実施例において、少なくとも一つの指のような電極の横断面は、それについてリストから成っている三角形、長方形、正方形、円、Ｖ型の形及びいかなる組合せからも選ばれる形を有する。開示された有機の光起電力のデバイスのさらにもう一つの実施例において、第一電極は正孔−収穫接触及び障壁の接触を電子に提供している仕事関数を有する材料でできている、そして、第二電極は障壁の接触を正孔及び電子−収穫接触に提供している仕事関数を有する材料でできている。開示された有機の光起電力のデバイスのさらに別の実施例において、第一電極は光起電力の層によって接触している電子供与体層から成る、そして、第二電極は光起電力の層によって接触している電子供与体層から成る。開示された有機の光起電力のデバイスのさらにもう一つの実施例において、第一電極は正孔−収穫接触及び障壁の接触を電子に提供している仕事関数を有する材料でできている、そして、第二電極は障壁の接触を正孔及び電子−収穫接触に提供している仕事関数を有する材料でできている。一実施例において、電極の材料は、アルミニウム、ＩＴＯ（インジウム酸化スズ）、カーボン・ナノチューブ導電塗料、ＰＥＤＯＴ、ＰＥＤＯＴから成るリストから選ばれる：ＰＳＳ層、ＬｉＦ及びアルミニウム・ドープ酸化亜鉛。
【００６６】
開示発明の一実施例において、有機の光起電力のデバイスは、前記電極及び前記光起電力の層を支持している基体から更に成る。開示された有機の光起電力のデバイスの他の実施例において、基体は、ポリマーでできている。開示された有機の光起電力のデバイスのさらに別の実施例において、基体は、ガラスでできている。開示された有機の光起電力のデバイスの一実施例において、基体は、所与の光電子工学の装置が感度が高い事件電磁放射のために透明である。
【００６７】
開示発明のさらにもう一つの実施例において、有機の光起電力のデバイスは２枚以上の光起電力の層から成る。そこにおいて、前記層は一般の構造式ＩＩを有する異なる有機の化合物を含む。そして、４００から３０００ナノメートルまで波長範囲の中で異なるスペクトル下位範囲の電磁放射の吸収を確実にする。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】図１は、概略的に、本発明に従った有機の化合物の一つの実施形態を示すが、それにおいて、ｎ＝４、ｉ＝２、ｋ＝１、ｙ＝１、ｊ＝１、ｍ＝１、及びｚ＝１である。
【図２】図２は、概略的に、図１に示された単一のタイプの多環式の分子の系Ｈｅｔ１及びＨｅｔ２のπ−π相互作用の手段によって形成された柱様の超分子を示す（単純さのために、Ａ、Ｂ、Ｓ、及びＤタイプの基は、図２に示されたものであることはない）。
【図３】図３は、概略的に、本発明に従った有機の化合物の別の実施形態を示すが、それにおいては、ｎ＝１、ｉ＝３、ｋ＝０、ｙ＝０、ｊ＝１、ｍ＝０、及びｚ＝０である。
【図４】図４は、概略的に、図３に示された有機の化合物で作られた並びに強い及び弱い化学的な結合の手段によって形成されたディスク様の平面の超分子のフラグメントを示す。
【図５】図５は、概略的に、強い化学的な結合の手段によって形成されたリボン様の平面の超分子のフラグメントを示す。
【図６】図６は、本発明に従った有機の化合物の第一の実施形態を示す。
【図７】図７は、本発明に従った有機の化合物の第二の実施形態を示す。
【図８】図８は、本発明に従った有機の化合物の第三の実施形態を示す。
【図９】図９は、本発明に従った有機の化合物の第四の実施形態を示す。
【図１０】図１０は、本発明に従った有機の化合物の第五の実施形態を示す。
【図１１】図１１は、本発明に従った有機の光起電力のデバイスの断面を示す。
【図１２】図１２は、橋をかける基によって接続されたｐ−及びｎ−タイプの分子のスタックによって形成された照射されたものではない供与体−橋−受容体の系のエネルギー帯の線図である。
【図１３】図１３は、橋をかける基によって接続されたｐ−及びｎ−タイプの分子のスタックによって形成された照射されたものではない供与体−橋−受容体の系のエネルギー帯の線図である。
【図１４】図１４は、正孔を取り入れる接触のエネルギー帯の線図である。
【図１５】図１５は、電子についての障壁の接触のエネルギー帯の線図である。
【図１６】図１６は、電子を取り入れる接触のエネルギー帯の線図である。
【図１７】図１７は、正孔についての障壁の接触のエネルギー帯の線図である。
【図１８】図１８は、二つの接触を備えた光起電力の有機の層を備えた構造に基礎が置かれた有機の光起電力のデバイスの概略的な線図であるが、それらは、光起電力の層の対向する表面に位置させられたものである。
【図１９】図１９は、概略的に分子のスタックの上面図を示す。
【図２０】図２０は、概略的に、大体はそれの平面に対して垂直に配向させられた並びに前方の電極及び後方の電極の間に位置させられた分子のスタックを含む光起電力の層に基礎が置かれた開示された有機の光起電力のデバイスを示す。
【図２１】図２１は、概略的に、本発明に従った反射性の電極を備えた有機の光起電力のデバイスの別の実施形態を示す。
【図２２】図２２は、概略的に、単一の有機の光起電力の層に基礎が置かれた有機の光起電力のデバイスを示す。
【図２３】図２３は、電極の互いにかみ合わせられた系を備えた開示された光起電力のデバイスの例示的な実施形態を示す。
【図２４ａ】図２４ａ及び２４ｂは、概略的に、本発明に従った光起電力の繊維の二つの実施形態を示す。
【図２４ｂ】図２４ａ及び２４ｂは、概略的に、本発明に従った光起電力の繊維の二つの実施形態を示す。
【図２５】図２５は、図２３に示された電極の互いにかみ合わせられた系を備えた開示された光起電力のデバイスのセルを示す。
【図２６】図２６は、光起電力の繊維を含む織られた光起電力の層を示すが、それにおいて、光起電力の繊維は、各々が他のものに対して平行に配置されたものである。
【図２７】図２７は、光起電力のデバイスのセルの別の実施形態を示す。
【図２８】図２８は、追加的な反射性のリターダー層を備えた開示された有機の感光性の光電子のデバイスのまだその上に別の実施形態を示す。
【図２９】図２９は、概略的に、本発明に従った光起電力の層に基礎が置かれた有機の光起電力のデバイスの別の実施形態を示す。
【発明を実施するための形態】
【００６９】
本発明のより多くの完全な査定及びそれの利点は、同じものが、後に続く詳細な記載への参照によってより良好に理解されたもの、付随する図面及び詳細な明細書との接続において考慮されたもの、になると、それらの全てのものが、開示の部分を形成するが、容易に達成されたものであることになる。当該発明の実施形態は、後に続く図において、例のみの方式によって、例証されたものであるが、それらのうち：
図１は、概略的に、本発明に従った有機の化合物の一つの実施形態を示すが、それにおいて、ｎ＝４、ｉ＝２、ｋ＝１、ｙ＝１、ｊ＝１、ｍ＝１、及びｚ＝１である。
【００７０】
図２は、概略的に、図１に示された単一のタイプの多環式の分子の系Ｈｅｔ１及びＨｅｔ２のπ−π相互作用の手段によって形成された柱様の超分子を示す（単純さのために、Ａ、Ｂ、Ｓ、及びＤタイプの基は、図２に示されたものであることはない）。
【００７１】
図３は、概略的に、本発明に従った有機の化合物の別の実施形態を示すが、それにおいては、ｎ＝１、ｉ＝３、ｋ＝０、ｙ＝０、ｊ＝１、ｍ＝０、及びｚ＝０である。
【００７２】
図４は、概略的に、図３に示された有機の化合物で作られた並びに強い及び弱い化学的な結合の手段によって形成されたディスク様の平面の超分子のフラグメントを示す。
【００７３】
図５は、概略的に、強い化学的な結合の手段によって形成されたリボン様の平面の超分子のフラグメントを示す。
【００７４】
図６は、本発明に従った有機の化合物の第一の実施形態を示す。
【００７５】
図７は、本発明に従った有機の化合物の第二の実施形態を示す。
【００７６】
図８は、本発明に従った有機の化合物の第三の実施形態を示す。
【００７７】
図９は、本発明に従った有機の化合物の第四の実施形態を示す。
【００７８】
図１０は、本発明に従った有機の化合物の第五の実施形態を示す。
【００７９】
図１１は、本発明に従った有機の光起電力のデバイスの断面を示す。
【００８０】
図１２は、橋をかける基によって接続されたｐ−及びｎ−タイプの分子のスタックによって形成された照射されたものではない供与体−橋−受容体の系のエネルギー帯の線図である。
【００８１】
図１３は、橋をかける基によって接続されたｐ−及びｎ−タイプの分子のスタックによって形成された照射されたものではない供与体−橋−受容体の系のエネルギー帯の線図である。
【００８２】
図１４は、正孔を取り入れる接触のエネルギー帯の線図である。
【００８３】
図１５は、電子についての障壁の接触のエネルギー帯の線図である。
【００８４】
図１６は、電子を取り入れる接触のエネルギー帯の線図である。
【００８５】
図１７は、正孔についての障壁の接触のエネルギー帯の線図である。
【００８６】
図１８は、二つの接触を備えた光起電力の有機の層を備えた構造に基礎が置かれた有機の光起電力のデバイスの概略的な線図であるが、それらは、光起電力の層の対向する表面に位置させられたものである。
【００８７】
図１９は、概略的に分子のスタックの上面図を示す。
【００８８】
図２０は、概略的に、大体はそれの平面に対して垂直に配向させられた並びに前方の電極及び後方の電極の間に位置させられた分子のスタックを含む光起電力の層に基礎が置かれた開示された有機の光起電力のデバイスを示す。
【００８９】
図２１は、概略的に、本発明に従った反射性の電極を備えた有機の光起電力のデバイスの別の実施形態を示す。
【００９０】
図２２は、概略的に、単一の有機の光起電力の層に基礎が置かれた有機の光起電力のデバイスを示す。
【００９１】
図２３は、電極の互いにかみ合わせられた系を備えた開示された光起電力のデバイスの例示的な実施形態を示す。
【００９２】
図２４ａ及び２４ｂは、概略的に、本発明に従った光起電力の繊維の二つの実施形態を示す。
【００９３】
図２５は、図２３に示された電極の互いにかみ合わせられた系を備えた開示された光起電力のデバイスのセルを示す。
【００９４】
図２６は、光起電力の繊維を含む織られた光起電力の層を示すが、それにおいて、光起電力の繊維は、各々が他のものに対して平行に配置されたものである。
【００９５】
図２７は、光起電力のデバイスのセルの別の実施形態を示す。
【００９６】
図２８は、追加的な反射性のリターダー層を備えた開示された有機の感光性の光電子のデバイスのまだその上に別の実施形態を示す。
【００９７】
図２９は、概略的に、本発明に従った光起電力の層に基礎が置かれた有機の光起電力のデバイスの別の実施形態を示す。
【００９８】
図１は、第一型Ｈｅｔ１の１つの主に平面の多環式の分子システム及び第２のタイプＨｅｔ２の４つの主に平面の多環式の分子システムに基づいて開示された有機の化合物のブロック線図を発表する。架橋しているグループＡは、強い化学結合を経て分子システムＨｅｔ１の横方向の結合に分子システムＨｅｔ２を提供して、ドナー−橋−受容体・システムを形成する。分子システムＨｅｔ１は、２つの結合グループ（Ｂ１）と、有機の化合物（Ｓ１）の１つのグループを提供している可溶性と、１つの置換分（Ｄ１）とを備えている。分子システムＨｅｔ２は１つの結合グループ（Ｂ２）から成る。そして、１つのグループが有機の化合物（Ｓ２）及び１つの置換分（Ｄ２）の可溶性を提供する。
【００９９】
図２は、図式的に、一つのタイプ多環分子システムＨｅｔ１のπ−π相互作用によって形成される柱のような上分子及び図１（説明を簡単にするため、Ａ、Ｂ、Ｓ及びＤタイプの群は、図２に示されない）に示されるＨｅｔ２を示す。一実施例において、分子システムＨｅｔ１は電子の提供者である、そして、分子システムＨｅｔ２は電子の受容体である。
本実施例において、分子システムＨｅｔ１は正孔移送路を提供している分子スタックを形成する、そして、分子システムＨｅｔ２は電子伝達経路を提供している４つの分子スタックを形成する。有機の化合物の他の実施例において、柱のような上分子は、内部結合グループから成ることができる。この場合、前記内部結合グループは、分子スタックの剛性及び従って、電気伝導度の中で増加することに至る多環分子システムの振動している変動を減らす。有機の化合物のさらに別の実施例において、柱のような上分子は、インター結合グループから成ることができる。この場合、前記インター結合グループは、３次元ネットワークを形成している隣接した上分子を接続することができる。
【０１００】
図３は、図式的に有機の化合物を一致させている本発明、そこにおいて、ｎ＝１、ｉ＝３、ｋ＝０、ｙ＝０、ｊ＝１、ｍ＝０及びｚ＝０の他の実施例を示す。有機の化合物の一実施例において、架橋しているグループＡは、共有結合化学結合を経て分子システムＨｅｔ１の横方向の結合に分子システムＨｅｔ２を提供する。有機の化合物の他の実施例において、架橋しているグループＡは、協調化学結合を経て分子システムＨｅｔ１の横方向の結合に分子システムＨｅｔ２を提供する。
【０１０１】
図４は、図式的に図３に示される有機の化合物でできているディスクのような平面上分子の断片を示して、強くて弱い化学結合によってグループを結合する横方向の相互作用のために形をなした。一実施例において、これらのディスクのような平面上分子は、もう一方より上の配置されたものであってもよい。本実施例において、隣接した平面上分子の一つのタイプ多環分子システムは、π−π−相互作用によって、分子スタックを形成する。
【０１０２】
図５は、図式的にリボンのような平面上分子の断片を示す。有機の化合物の一実施例において、架橋しているグループＡは、共有結合化学結合を経て分子システムＨｅｔ１の横方向の結合に分子システムＨｅｔ２を提供する。有機の化合物の他の実施例において、架橋しているグループＡは、協調化学結合を経て分子システムＨｅｔ１の横方向の結合に分子システムＨｅｔ２を提供する。発明のこの実施例において、結合グループＢ１は、強い化学結合を経て分子システムＨｅｔ１の横方向の結合に各々を提供する。次に、結合グループＢ２は、強い化学結合も経て分子システムＨｅｔ２の横方向の結合に各々を提供する。強い化学結合は、鎖−ＢＩ−ＨｅｔｒＢＩ−ＢＩ−ＨｅｔｒＢＩ−ＢＩ−ＨｅｔｒＢ１−を作成する、そして、−高い電気伝導度によってＢ２−Ｈｅｔ２−Ｂ２−Ｂ２−Ｈｅｔ２−Ｂ２−Ｂ２−Ｈｅｔ２−Ｂ２−。
【０１０３】
図６から１０までは、本発明によって有機の化合物のいくつかの実施例を示す。図６は、テトラキス（Ｎ−Ａｌｋｙｌ−５，１２−ビス（トリメチルシリルエチニル）−アントラ［２，１，９−ｄｅｆ：６，５，１０−ｄ’ｅ’ｆ］ジ・イソキノリン−１，３，８，１０−テトラオン−Ｎ−フェニレン−４−イル）ポルフィリンを示す、図７は、テトラキスを示す（Ｎ−アルキル−５，１２−ビス（トリメチルシリルエチニル）−アント等［２，１ ，９−ｄｅｆ：６，５，１０−ｄ’ｅ’ｆ］ジ・イソキノリン−１，３，８，１０−テトラオン−Ｎ−ビフェニレン−４−イルイミド）オクタ・カルボキシ・フタロシアニン（８がテトラキス（ベンゾイミダゾペリレンテトラカルボキシミド−ｐ−フェニレンピロール−ジオン）銅フタロシアニン（ＴＢＩＰＴＣＩ−ｐ−ＰＰ−ＣｕＰｃ）に示す図）の、図９は、テトラキス（ジフェニルイミドペリレンテトラカルボン酸）銅フタロシアニン（ＴＤＰＩＰＴＣＡ−ＣｕＰｃ）を示す、そして、図１０は、２，９−Ｂｉｓを示す（トリス（Ｎ，Ｎ’，Ｎ−アルキル）−オクタカルボキシフタロシアニン−Ｎ’−４−フェニレニル）−５，１２−ビス（トリメチルシリルエチニル）−アントラ［２，１，９−ｄｅｆ：６，５，１０−ｄ’ｅ’ｆ］ジ・イソキノリン−１（３，８，１０−四もの）。
【０１０４】
図１１は、本発明によって図式的に有機の光起電力のデバイスの横断面を示す。有機の光起電力のデバイスの一実施例において、光起電力の層は、２つの電極（３）及び（４）の間に位置する。前記光起電力の層は有機の化合物によって形成される。そして、ｐ型伝導率を有する主に平面の多環式の分子システムＨｅｔ１及びｎ型伝導率を有する主に平面の多環式の分子システムＨｅｔ２から成る。有機の化合物は、グループに架橋することを備えている。架橋しているグループは、強い化学結合を経て分子システムＨｅｔ１の横方向の結合に分子システムＨｅｔ２を提供する。有機の化合物は、４００から３０００ナノメートルまで波長範囲の中で電磁放射を少なくとも一つの予め定められたスペクトル下位範囲に吸収して、平面上分子を形成することができる。架橋することが分類する、そして、分子システムＨｅｔ２が能力がある分子システムＨｅｔ１は、励起状態の電子−正孔一個の解離を提供しているドナー−橋−受容体系を形成する。平面上分子は、強くて弱い化学結合によってグループを結合する横方向の相互作用による電極の平面と主に平行して正しい位置に置かれる平面を備える多環分子システムを有する。隣接した平面上分子の一つのタイプ多環分子システムは、π−π−相互作用によって、分子スタック（１）及び（２）を形成する。一実施例において、分子スタック（１）は電子（白い矢によって跡がついた）の導体である、そして、分子スタック（２）は正孔（黒い矢によって跡がついた）の導体である。軽いｈｖの動作の下で、光電流は、有機の光電子手段で形成される。この光電流は、抵抗性負荷（５）の中を流れる。
【０１０５】
図１２は、架橋しているグループによって接続される前記ｐ−及びｎ型分子スタックによって形成される平衡状態の非照射ドナー−橋−受容体系のエネルギー帯線図である。この図において、以下の呼称が、使われる：ＡＥｐ、ＩＰｐ及びＥＧｐはｐ型多環分子システムの電子親和力、電離電圧及びすきまエネルギーである、そして、ＡＥｎ、ＩＰｎ及びＥＧｎはｎ型多環分子システムの電子親和力、電離電圧及びすきまエネルギーである。フェルミのレベル（Ｆ−レベル）は、ｐ−の分子システムと同一で、ｎ型である。
【０１０６】
図１３は、グループに架橋することによって接続されるｐ−及びｎ型分子スタックによって形成される照射を受けたドナー−橋−受容体系のエネルギー帯線図である。Ｖｏｃは、開回路の電圧である；Ｖｂｉは、内蔵型可能性である；ψＮは、電子のための電位壁である；ψｐは、正孔のための電位壁である。励起状態の電子−正孔一個（励起子）は、分子システム間の境界に分離される。図１３は、電子が分子システムにおいて興奮させたことを示すのｐ型の分子ものにシステムを通過するｎ型及び正孔興奮した分子システムののｐ型の効果的電位壁φＰから反映するそれがそうである励起子解離必要な電位壁φＰが、以下の状態に従う：３ｋＴ ｋがボルツマン定数である所でφＰ＞、Ｔは他方で、Ｋ．の絶対温度である。そして、電子は分子システムにおいて刺激したのｎ型の分子システムにおいて刺激される電位壁φＮ及び正孔から反映するのｎ型のｐ型ものの分子システムに通過する。電位壁φＮが以下の状態に従うことは、必要である：φＮ＞３ｋＴ。電極（４）（図１１に示される）は、正孔−収穫接触に図１５に示されるエネルギー帯線図を有する電子のための図１４及び障壁の接触に示されるエネルギー帯線図を提供する。一方では、電極（３）（図１１に示される）は、電子−収穫接触に図１７に示されるエネルギー帯線図を有する正孔のための図１６及び障壁の接触に示されるエネルギー帯線図を提供する。
【０１０７】
前部電極（３）及び後側電極（４）の間に位置する光起電力の層（６）に基づいて、図１８は、開示された有機の光起電力のデバイスのブロック線図を発表する。前記電極のうちの少なくとも１本は、前記光電子有機層が感度が高い事件電磁放射のために透明である。図１８に示される前部電極は、透明である。前記光起電力の層（６）は、光起電力の層の平面と主に直角をなして正しい位置に置かれる分子スタックを備えている。平面上分子の分子スタックはπによって形成される−一つのタイプ多環分子システムのπ−相互作用がそれぞれ異なるカレントの導電経路に電子及び正孔伝導率を提供する。これらのカレントの導電経路は、有機の化合物の可溶性を提供しているグループのために、それ自身の中で電気的に絶縁される。構造物全体は基体（７）の上に形成される、そして、電極は抵抗性負荷（５）に接続している。
【０１０８】
図１９は、図式的に、グループ（Ａ）に架橋することによって接続される主に平面の多環式の分子システム（Ｈｅｔ１及びＨｅｔ２）から成る平面上分子によって形成される分子スタックの上面図を示す。実施例において、多環分子システム（Ｈｅｔ１）は、カレントの導電経路を電子伝導率（正孔伝導率を有する他の多環分子システム（Ｈｅｔ２）の形態カレントの導電経路）により形成する。これらの電流−導電経路は、有機の化合物（Ｓ１及びＳ２）の可溶性を提供しているグループによって囲まれる。これらのグループは、各々から隣接した分子スタックを電気的に絶縁する。
【０１０９】
図２０は図式的に、開示された有機の光起電力のデバイスに明らかにする、アルミニウムでできている前部電極（３）及びＩＴＯ．でできている後側電極（４）の間に位置する光起電力の層（６）に基づいて、光起電力の層（６）は光起電力の層の平面と主に直角をなして正しい位置に置かれる分子スタックから成る。更なる開示された有機の光起電力のデバイスは、抵抗性負荷（５）と、電子供与体層（８）と、電子供与体層（９）とを備えている。
【０１１０】
図２１は、図式的に、本発明を一致させている有機の光起電力のデバイスの他の実施例を示す。光起電力の層（６）は、電子供与体層（８）及び電子供与体層（９）の間に位置する。光起電力の層（６）は光起電力の層の平面と主に直角をなして正しい位置に置かれる分子スタックから成る。前部電極（３）は透明でアルミニウムでできている。反射電極（１０）は入射光が光起電力の層（６）で二倍に送信されると定めることを必要とする。このように、有機の光起電力のデバイスの変換効率を増やす。
【０１１１】
更なる開示された光起電力のデバイスは、抵抗性負荷（５）と基体（７）を備えている。本発明（図２２において例示される）の他の実施例は、単一の有機の光起電力の層（６）に基づく。光起電力の層は、一つのタイプ多環分子システムの、そして、層平面において主に正しい位置に置かれる縦軸を有するπ−π−相互作用によって形成される柱のような上分子を有する。第一電極（３）との前記光電子有機層接触の前表面の少なくとも１部及び同じ表層の少なくとも１部は、図２２に示すように第二電極（４）と接触してある。
同類上分子が光起電力の層（６）において配列するカラムは、１つの電極（３）からさらに１つの（４）まで方向において主に整列配置される。光電子有機層（６）は基体（７）の上に形成される、そして、電極は抵抗性負荷（５）に接続している。
【０１１２】
図２３は、電極の互いに嵌合されたシステムを有する開示された光起電力のデバイスの例示的実施形態を示す。この装置は、光起電力の層（６）及び２つの透明電極（３）と（４）を備えている。光起電力の層（６）は光起電力の層の平面において主に正しい位置に置かれる平行した柱のような上分子を有する、第一電極（３）は前記光起電力の層の表層のうちの１つ及び（４）がそうである第二電極の一部にできた溝において形成される光起電力の層がそうである前記光起電力の層の同じ表層の他の一部にできた溝において形をなす（７）及び電極がそうである基体に形をなす抵抗性負荷（５）に接続する。
【０１１３】
図２４ａ及び２４ｂは、本発明によって図式的に光電子繊維の２つの実施例を示す。繊維は、第一型（１６）の主に平面の多環式の分子システム（Ｈｅｔ１）、第２のタイプ（１８）の主に平面の多環式の分子システム（Ｈｅｔ２）及び強い化学結合を経て分子システムＨｅｔ１の横方向の結合に分子システムＨｅｔ２を提供している架橋しているグループＡ（１７）から成る。本発明の一実施例において、分子システムＨｅｔ１が電子受容体としてあってもよい、そして、分子システムＨｅｔ２が電子提供者としてあってもよい。本発明の他の一実施例において、分子システムＨｅｔ２が電子受容体としてあってもよい、そして、分子システムＨｅｔ１が電子提供者としてあってもよい。ドナー−橋−受容体系（Ｈｅｔ１−Ａ−Ｈｅｔ２）はπによって分子スタックを形成する−一つのタイプ多環分子システムのπ−相互作用が電流−導電経路に電子及び正孔伝導率を提供する。これらのスタックは、光電子繊維の核を形成する。有機の化合物（２０）の可溶性を提供している置換分及びグループは、核周辺でエンベロープ（１９）を形成する。これらのエンベロープは、隣接線維の核を電気的に絶縁する。
【０１１４】
図２５は、図２３に示される電極の互いに嵌合されたシステムを有する開示された光起電力のデバイスのセルを示す。発明のこの実施例において、開示された装置のセルは、光電子繊維（１２）でできている光起電力の層（１１）から成る。指のような金属電極（３及び４）は、光起電力の層において作られる溝において形成される。溝は、化学エッチング（イオン−プラズマエッチング、押圧すること、強制すること、あるいは、従来技術において公知の他のいかなる方法にもよって、掻くこと）の助けを借りて作られることができる。繊維の縦軸及び電極の方向は、互いに垂直である。それぞれ、電子供与体層（８）及び電子供与体層（９）は、光起電力の層（１１）及び電極（３及び４）の間に溝にある。光起電力の層（１１）は基体（７）の上に形成される、そして、電極は抵抗性負荷（５）に接続している。開示された装置の他の実施例において、光起電力の層は光電子繊維から成る編まれた光起電力の層である。そこにおいて、本発明による光電子繊維（１２）は各々と主に平行して配置される、そして、光起電力の繊維は非光電子繊維（１３）（図２６を見る）を有する場所に取り付けられる。
【０１１５】
図２７は、光起電力のデバイスのセルの他の実施例を示す。発明のこの実施例において、開示された装置のセルは、光起電力の層（６）及び指のような金属電極（３及び４）から成る。これらの電極は、光起電力の層に押しやられる。第一電極（３）は正孔−収穫接触及び障壁の接触を電子に提供している仕事関数を有する材料でできている、そして、第二電極（４）は障壁の接触を正孔及び電子−収穫接触に提供している仕事関数を有する材料でできている。柱のような上分子の縦軸が電極の方向に対して垂直だったために、光起電力の層（６）は形成される。光起電力の層（６）は基体（７）の上に形成される、そして、電極は抵抗性負荷（５）に接続している。黒い矢は、基体上の有機の化合物の配列方向を示す。
【０１１６】
中で、開示された有機感光性の光電子工学の装置のさらにもう一つの実施例は、図２８において例示される。この装置は光起電力の層（６）から成る、そして、２つの電極（３）及び（４）は光起電力の層の１つの表層に形をなした。第一の電極（３）は正孔−収穫接触を提供している仕事関数を有する材料でできている、そして、電子及び第二電極（４）のための障壁の接触はバリアに正孔及び電子−収穫接触のための接触を提供している仕事関数を有する材料でできている。その一方で、抑制剤層（１５）及び入射光のための少なくとも９５％の反射係数を有する付加的な反射する層（１４）は光電層の他の表層の上に形成される。全多層構造は基体（７）の上に形成される、そして、電極は抵抗性負荷（５）に接続している。この構造において、事件電磁放射は、二倍に、このように転換の効率を増やしているデバイス構造体の活発な光電層を通過する。層（６）上の電磁放射事件が無偏光にされると共に、光起電力の層による放射線送信機は一方向へ部分的に分極化する。反射する層から反映されて、光起電力の層（６）の透過軸と平行して分極化する放射線は、第２の通路上のこの層に、繰り返し吸収されない。これを回避して、前記装置の変換効率を増やすために、それは、偏光ベクトル９０°を回転させるのに必要である。この目的で、付加的な抑制剤層（１５）は、光起電力の層（６）及び反射する層（１４）の間で導かれる。この抑制剤の厚み及び光学異方性は、送信された放射線の偏光ベクトルの４５°−回転を確実にするために選ばれる。電磁放射二重のものがこの層を通過するので、結果として生じる分極化回転は９０°に達する。このように、抑制剤及び反射する層の組合せは、事件電磁放射をより完全な使う能力を提供して、この実施例の光電子変換効率の増加を確実にする。
【０１１７】
固体の光起電力の層が以下の方法によってできることができる。そして、それは、光起電力の層の形成を有する構造式
【０１１８】
【化４】
及び乾燥させること一般ので、１つの有機の化合物の溶液又はこの種の有機の化合物の組合せの基体上のアプリケーションを含む。ここで、Ｈｅｔ１は、第一型の主に平面の多環式の分子システムである；Ｈｅｔ２は、第２のタイプの主に平面の多環式の分子システムである；ある強い化学結合を経て分子システムＨｅｔ１の横方向の結合に分子システムＨｅｔ２を提供している架橋しているグループ；ｎは、１、２、３、４、５、６、７又は８である；Ｂ１及びＢ２は、グループを結合している；ｉは０、１、２、３、４、５、６、７又は８である；ｊは、０、１、２、３、４、５、６、７又は８である；Ｓ１及びＳ２は、有機の化合物の可溶性を提供しているグループである；ｋは、０、１、２、３、４、５、６、７又は８である；ｍは、０、１、２、３、４、５、６、７又は８である；Ｄ１及びＤ２は、それぞれにリスト成っているＣＨ３から選ばれる置換分である、−Ｃ２Ｈ５、−ＮＯ２、−Ｃｌ、−Ｂｒ、−Ｆ、−ＣＦ３、−ＣＮ、−ＯＨ、−ＯＣＨ３、−ＯＣ２Ｈ５、−ＯＣＯＣＨ３、−ＯＣＮ、−ＳＣＮ−ＮＨ２、−ＮＨＣＯＣＨ３、−Ｃ２Ｓｉ（ＣＨ３）３、そして、−ＣＯＮＨ２；ｙは、Ｏ（１、２、３、４、５、６、７又は８）である；そして、ｚは、Ｏ（１、２、３、４、５、６、７又は８）である。前記有機の化合物は、上分子を形成することができる。分子システムＨｅｔ１、架橋しているグループＡ及び分子システムＨｅｔ２は、励起状態の電子−正孔一個の解離を提供しているドナー−橋−受容体系を形成することができる。溶液は、４００から３０００ナノメートルまで電磁放射を波長範囲の一部だけに吸収することができる。スペクトル範囲のこの一部は、下位範囲として呼ばれる。この下位範囲は、各々の特定の溶液のために実験的に決定されることができる。このように、電磁放射の吸収のこの種の下位範囲は、予め定められた下位範囲と思われることができる。開示された方法の一実施例において、前記溶液は、水及び／又は水溶性溶媒に基づく。開示された方法の他の実施例において、水及び／又は水溶性溶媒の有機の化合物の可溶性を提供しているグループのうちの少なくとも１つは、ＣＯＯ（ＳＯ３）から成るリストから選ばれる、ＨＰＯ３−、そして、ＰＯ３２−及びそれのいかなる組合せも。開示された方法のさらにもう一つの実施例において、水溶液から作り出される光起電力の層は、主に垂直に基体平面に適応する平面を備える多環分子システムを有する。
【０１１９】
開示された方法の一実施例において、前記溶液は、有機溶媒に基づく。本実施例における開示された方法の中で、有機溶媒は、それについてベンゾール、トルエン、キシレン、アセトン、酢酸、メチル＝エチル＝ケトン、炭化水素、クロロホルム、四塩化炭素、ジクロロエタン、塩化メチレン、クロロベンゾール、アルコール類、ニトロメタン、アセトニトリル、ジメチルホルムアミド、１つの，４−ジオキサン又はいかなる組合せから成るもリストから選ばれる。開示された方法の他の実施例において、有機溶媒の有機の化合物の可溶性を提供しているグループのうちの少なくとも１つはそれぞれにＣＯＮＲ１Ｒ２、ＣＯＮＨＣＯＮＨ２、ＳＯ２ＮＲ１Ｒ２から成るリストから選ばれる酸性残留物のアミドである、そして、それのいかなる組合せもそれぞれにＨ、アルキル又はアリールから選ばれるＲ１１Ｒ２であった。アルキルはメチルから成るリストから選ばれることができる、エチル、プロピル、ブチル、ｉ−ブチル、ｔ−ブチル及びアリールはフェニル、ベンジル、ナフチルから成るリストから選ばれることができる。アルキル及びアリールの実施例は、それを制限することのない本発明を例示するのに役立つ。開示された方法のさらにもう一つの実施例において、有機溶媒の有機の化合物の可溶性を提供しているグループのうちの少なくとも１つは、アルキルである。開示された方法のさらに別の実施例において、有機溶液から作り出される光起電力の層は、基体平面と主に平行して正しい位置に置かれる平面を備える多環分子システムを有する。
【０１２０】
開示された方法の一実施例において、前記溶液は、４００から７００ナノメートルまで波長範囲の中で電磁放射を吸収する。開示された方法の一実施例において、前記主に平面の多環式の分子システムは、そうである部分的に又は完全に接合する。開示された方法のさらに別の実施例において、前記多環分子システムは、それについて窒素、酸素、硫黄及びいかなる組合せから成るもリストから選ばれるヘテロ原子を含む。開示された方法のさらにもう一つの実施例において、結合グループのうちの少なくとも１つはそれについてヘテロ原子、ＣＯＯＨ、ＳＯ３Ｈ、Ｈ２ＰＯ３、ＮＨ、ＮＨ２、ＮＨＲ、ＮＲ２及びいかなる組合せから成るもリストから選ばれる。ここで、根本的なＲはアルキル又はアリールである。
【０１２１】
表１−３において上記の構造１−２９に対応する一般の構造式の多環分子システムの実施例は、それを制限することのない開示された方法を例示するのに役立つ。半導体クリスタル膜を得る開示された方法のさらに別の実施例において、平面の多環式の分子システムは、フタロシアニン断片を含む。構造１−６から成るグループからの一般の構造式を有するフタロシアニン断片から成るこの種の平面の多環式の分子システムの若干の実施例は、表１において挙げられる。開示された方法の他の実施例において、平面の多環式の分子システムは、リレン断片を含む。構造７−２７から成るグループからの一般の構造式を有するリレン断片から成るこの種の平面の多環式の分子システムの若干の実施例は、表２において挙げられる。開示された方法の他の実施例において、平面の多環式の分子システムは、ナフタレン断片を含む。構造２８−２９から成るグループからの一般の構造式を有するこの種の多環分子システムの若干の実施例は、表３において挙げられる。
【０１２２】
互いに開示された方法の実施例において、印加溶液層は、気流において乾燥する。開示された方法の他の実施例において、基体は、前記溶液層のアプリケーションの前に表層親水化を提供するために前もって処理される。本発明のさらにもう一つの実施例において、開示された方法は、いかなる水溶性無機塩ものそれについてＢａ＋＋、Ｚｎ＋＋、Ｓｒ＋＋、Ｃａ＋＋、Ｍｇ＋＋及びいかなる組合せから成るもグループから選択される陽イオンの溶液を有する光起電力の層の処理のステージから更に成る。多価反イオン（Ｂａ＋＋、Ｃａ＋＋、Ｍｇ＋＋、Ｓｒ＋＋、Ｚｎ＋＋）が、有機の化合物の安定化のために用いられて、それらの解決不能を提供する。開示された方法の一実施例において、前記光起電力の層は、４００から３０００ナノメートルまで波長範囲の中で異なる下位範囲の電磁放射の吸収を確実にしている２つ以上のタイプの平面の多環式の分子システムによって形成される。
【０１２３】
開示された方法の一実施例において、前記応用解決案は、等方性である。開示された方法の他の実施例において、前記溶液は、リオ回帰線液晶溶液である。方法の一実施例において、基体上の前記リオ回帰線液晶溶液の塗布の後に、伴われるか又はこの解釈に応じて正しい位置に置いている動きが続く。方法の他の実施例において、アプリケーション段階は、スプレー塗布を使用して実行される。開示された方法のさらにもう一つの実施例において、解決案アプリケーション及び乾燥すること技術的動作のサイクルは２回以上繰り返される、そして、経時的な光起電力の層は電磁放射を所定のスペクトル下位範囲に吸収している溶液を使用して形成される。そして、それはさまざまな光起電力の層のために同じことでありえるか異なることがありえる。
【実施例１】
【０１２４】
例１
実施例が記載するポルフィリンの合成の中で方法−（フェニル−ペリレンジイミド）４−合成物（ＴＰＰ−ＰＤＩ４）は一般の構造式ＩＩＩによって
【０１２５】
【化５】
を表した、そして、構造式６及び９（表１及び２）によって表される断片から成る。
【０１２６】
前記の方法は次の工程を含む。
【０１２７】
第一において、１つの，７−ジブロモペリレン−３，４の合成に段をつける：一般の構造式３０によって表される９，１０−テトラカルボン酸二無水物は、実行された：
【０１２８】
【化６】
このために３，４：９，１０−ペリレンテトラカルボン酸二無水物（２８．５２ｇ、７２．７ｍｍｏｌ）は、４２０ｍｌの濃硫酸に加えられて、２４時間の５５°Ｃで撹拌された。ヨウ素（０．６８５ｇ、２．７０ｍｍｏｌ）は、反応混合物に加えられて、５５°Ｃで、さらに５時間撹拌された。臭素（８．３ｍｌ、１６２ｍｍｏｌ）加えた液滴の１時間が治って、過剰な臭素が窒素ガスＮ２によって位置がずれて、それからあった８５°Ｃ．で、２４時間撹拌される反応フラスコに。水（６６ｍｌ）加えた液滴の冷やすものに混合及び沈殿物がろ過して取り除かれたこと。粗生成物は水で続かれる２２０ｍｌ ８６％のＨ２ＳＯ４によって洗われた、そして、この手順は粗生成物（３２．３２ｇ、８１％）を生産するために２回繰り返された。この製品が、いかなる浄化なしでも更に用いられた。Ｍ．Ｓ．：５４９．０（計算値５５０．１１）。 第２において、１つの，７−（３’，５’−ジ−ｔ−ブチルフェノキシ）ペリレン−３，４の合成に段をつける：一般の構造式３１によって表される９，１０−テトラカルボン酸二無水物（ＰＤＡ）は、実行された。
【０１２９】
【化７】
この目的のために、１，７−ジブロモペリレン−３，４：９，１０−テトラカルボン酸二無水物（０．８９ｇ、１．６１ｍｍｏｌ）、３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール（１．０ｇ、４．８５ｍｍｏｌ）及びＣｓ２ＣＯ３（１．１ｇ、３．３８ｍｍｏｌ）は、磁気撹拌器棒、空冷コンデンサ及びアルゴン放出口を備えている２−首フラスコに入れられた。そして、ＤＭＦ（１５ｍｌ）は加えられた、そして、結果として生じる中止は１．５時間を強く撹拌すると共に還流された。初めに赤い中止は深いスミレ１に変化した。反応混合物は室温に冷やされた、そして、酢酸（１０ｍｌ）は加えられた。形成された沈殿物は室温で、終夜撹拌された。そして、ろ過して取り除かれた。そして、氷冷酢酸（４０ｍｌ）及び熱いＭｅＯＨ（４０のｍｌ）（純粋な製品に１．２ｇ（８７％）を与える６０°Ｃの６時間の乾燥減圧下）によって洗われた。Ｍ．Ｓ．：７９９．９（計算値 ８００．３）。
１ＨのＮＭＲ（ＣＤＣＩ３）δ：９．６９（ｄ，Ｊ＝８．４Ｈｚ、２Ｈ）、８．６８（ｄ、Ｊ＝８．４Ｈｚ，２Ｈ）、８．３７（ｓ，２Ｈ）、７．４２（ｔ，Ｊ＝１．７、２Ｈ）、７．０３（ｄ，Ｊ＝１．７，４Ｈ）、１．３５（ｓ，３６Ｈ）。
【０１３０】
第３のステップにおいて、−１の，７−（３’，５’−ジ−ｔ−ブチルフェノキシ）ペリレン−３，４−ジカルボン酸無水物−９，１０−ジカルボキシミド（ＰＩＡ）が一般の構造式３２によって表したＮ（２−エチルヘキシル）の統合は、行われた：
【０１３１】
【化８】
この目的のために、１，７−（３’５’−ジ−ｔ−ブチルフェノキシ）ペリレン−３，４，：９，１０テトラカルボン酸二無水物（０．８５ｇ、１．０６ｍｍｏｌ）（ＰＩＡ）で、イミダゾール（０．８５ｇ、１２．４ｍｍｏｌ）は磁気撹拌器棒、空冷コンデンサ、アルゴン流入管及び低下している煙突を備えている３−首フラスコに入れられた。クロロホルム（２５０のｍｌは、最近ＣａＨ２から蒸留した）は、加えられた。結果として生じる中止は、クロロホルム（８ｍｌ．）の時間及び２−エチルヘキシルアミン（０．１３６ｇ、１．０６ｍｍｏｌ）がそうであった１を強く撹拌すると共に還流されたそれ以上の液滴の１時間（５滴のＣＦ３ＣＯＯＨ．が続く）反応混合物は３日間還流された、クールダウンされて、溶媒は減少する真空の下で除去された。製品は赤い固体材料として分析的に純粋なモノ無水物（ＰＤＩ）を生産するためにシリカゲル（溶離剤ＣＨＣＩ３−ヘキサン４：１）上のカラムクロマトグラフイに精製された（降伏する：０．２４ｇ、２４％）。Ｍ．Ｓ．：
９１１．５０（９１ 計算値 １．４８）。１ＨのＮＭＲ（ＣＤＣＩ３）δ：９．７０（ｄ（Ｊ＝２．６Ｈｚ）１Ｈ）、９．６８（ｄ（Ｊ＝２．６Ｈｚ）１Ｈ）、８．６４（ｄ（Ｊ＝５．０３Ｈｚ）１Ｈ）、８．６２（ｄ（Ｊ＝５．０３Ｈｚ）１Ｈ）、８．３６（ｓ，１Ｈ）、８．３３（ｓ、１Ｈ）、７．３８（ｔ（Ｊ＝１．７Ｈｚ）１Ｈ）、７．３７（ｔ（Ｊ＝１．７Ｈｚ）１Ｈ）、７．０２７（ｄ、Ｊ＝１．７Ｈｚ，２Ｈ）、７．０２（ｄ，Ｊ＝１．７Ｈｚ，２Ｈ）、４．１０（ｍ，２Ｈ）、１．９８（ｍ、１Ｈ）、１．３４（ｍ、６Ｈ）、１．２１（ｓ、１８Ｈ）、１．２０（ｓ、１８Ｈ）、０．９１（ｍ、８Ｈ）。
【０１３２】
最後において、ポルフィリンの中で集まっている最終版に段をつける−一般の構造式ＩＩＩによって表される（フェニル−ペリレンジイミド）４−合成物（ＴＰＰ−ＰＤＩ４）は運び出された。このために、５，１０，１５，２０−テトラキス（ｐ−アミノ・フェニル）ポルフィリン（５０ｍｇ、０．０７４ｍｍｏｌ）、ＰＩＡ（３３４ｍｇ、０．３６ｍｍｏｌ）及びイミダゾール（３．０ｇ）は１０ｍｌのピリジンに加えられる。反応混合物は動くことに関する２日の間の乾燥窒素の下で逆流まで加熱された。反応は遅い（ＭＡＬＤＩによってモニタした）、そして、付加的なＰＩＡ（２５２ｍｇ、０．２８ｍｍｏｌ）は加えられた。反応混合物はさらに２日間還流されて、それから、クロロホルム（無水炭酸カリウムを通じて乾燥して、２Ｎ塩酸（水を有する２回）を有する１回洗われる）で希釈された、そして、溶媒は回転蒸発器に剥離した。残りは、ＴＰＰ−ＰＤＩ４（１３０ｍｇ、４０％）を産出するためにクロロホルムを有するシリカゲルに色層分析される柱である。質量スペクトル：４２４５（計算値。４２４５）１ＨのＮＭＲδ（ＣＤＣＩ３）９．８（広い、４Ｈ）、９．７（広い４Ｈ）、８．８（広い、４Ｈ）、８．６（広い、４Ｈ）、８．５（広い、４Ｈ）、８．２（広い、４Ｈ）、７．７（広い、４Ｈ）、７．５（広い、４Ｈ）、７．４７（広い、８Ｈ）、７．３９（広い、８Ｈ）、７．１５（広い、２４Ｈ）、４．１（ｍ、８Ｈ）、２．７（ｓ、１２Ｈ）、２．７（広い、２４Ｈ）、２．０（広い、４Ｈ）、１．３（広い、２４Ｈ）、１．４（広い、１４４Ｈ）、０．８（広い、３２Ｈ）。ＴＰＰ−ＰＤＩ４の合成は、知られた文献の手順に従って行われてきたものである（１を参照のこと。）ｖａｎ ｄｅｒ Ｂｏｏｍ，Ｔ．；Ｈａｙｅｓ，Ｒ．Ｔ．；Ｚｈａｏ，Ｙ．；Ｂｕｓｈａｒｄ，Ｐ．Ｊ．；Ｗｅｉｓｓ，Ｅ．Ａ．；Ｗａｓｉｅｌｅｗｓｋｉ，Ｍ．Ｒ．Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．２００２，１２４，９５８２；２．）ＭＪ．Ａｈｒｅｎｓ，Ｌ．Ｅ．Ｓｉｎｋｓ，Ｂ．Ｒｙｂｔｃｈｉｎｓｋｉ，Ｗ．Ｌｉｕ，Ｂ．Ａ．Ｊｏｎｅｓ，Ｊ．Ｍ．Ｇｉａｉｍｏ，Ａ．Ｖ．Ｇｕｓｅｖ，ＡＪ．Ｇｏｓｈｅ，Ｄ．Ｍ．Ｔｉｅｄｅ，Ｍ．Ｒ．Ｗａｓｉｅｌｅｗｓｋｉ，Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ，２００４，１２６，８２８４）。
【実施例２】
【０１３３】
例２
第２の実施例が光起電力の層に基づいて本発明に有機の光起電力のデバイスを述べる。装置の略図は、図２９に示される。光起電力の層は、主に平面有機の化合物から成って、第１及び第２の電極の間で配置される。第一電極は、一般の構造式（ＩＶ）によって表されるＰＥＤＯＴ：ＰＳＳでできているＩＴＯ層及び層と光起電力の層を接触させることを備えている。第二電極は、アルミニウム層と光起電力の層への接触しているＬｉＦでできている層とを備える。第一電極は正孔−収穫接触及び障壁の接触を電子に提供する、そして、第二電極は障壁の接触を正孔及び電子−収穫接触に提供する。
【０１３４】
【化９】
ガラス／ＩＴＯ基体は、以下の標準の化学処理手順によって、予めきれいになった。
【０１３５】
１．２０分の間のＴ＝２０−４０°Ｃの特別な界面活性剤を有する超音波浴
２．水に浸漬して、１０分の間の流水によって洗う。
【０１３６】
３．３０分の間のＮａＯＨ（ｗ／ｗ１０％）＋ ＫＭｎＯ４（ｗ／ｗθ．１ ％）の水溶液を有する超音波浴；
４．水に浸漬して、１０分の間の流水によって洗う。
【０１３７】
５．脱イオン水（水伝導率〜 ５μＣｍ／ｃｍ）で完全にきれいにすること。
【０１３８】
６．乾燥している圧縮空気ストリーム。
【０１３９】
７．酸素プラズマ（高周波、１分、５００ワット）を有する処理。
【０１４０】
それから、ＰＥＤＯＴＰＳＳは、１．３％の水溶液から３０００回転数／分で回転コートだった。残存水を削除して、完全に接着の位相分離したポリマーを形成するそれが２０分の間の１５０℃で空気において焼かれたという命令において、ＰＥＤＯＴＰＳＳ層厚は、４０ナノメートルであるために計量された。
【０１４１】
それから、活発な厚さ１００ナノメートルの層は、回転コートだった。活動層はポルフィリンでできていた−（フェニル−ペリレンジイミド）４−合成物（ＴＰＰ−ＰＤＩ４）が実施例１に従って合成された。活動層は、それから真空の熱蒸発によって、ＬｉＦの薄膜でおおわれていた。アルミニウムコンタクトは、同様に真空の熱蒸発によって堆積した。図２９はガラス製基体（１９）、ＩＴＯ−層（２０）、調整しているＰＥＤＯＴＰＳＳ−層（２１）、ポルフィリンでできている活動層から成る用意された有機の光起電力のデバイスの構造を示す−（フェニル−ペリレンジイミド）４−合成物（ＴＰＰ−ＰＤＩ４）（２２）、調整しているＬｉＦ−層（２３）及びアルミニウムコンタクトは（２４）を層にする。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一般的な構造の式Ｉ
【化１０】
の大体は平面の有機の化合物であって、そこでは、
Ｈｅｔ１は、第一のタイプの大体は平面の多環式の分子の系である；
Ｈｅｔ２は、第二のタイプの大体は平面の多環式の分子の系である；
Ａは、強い化学的な結合を介して分子の系Ｈｅｔ２を備えた分子の系Ｈｅｔ１の側方の結合を提供する橋をかける基である；
ｎは、１、２、３、４、５、６、７、又は８である；
Ｂ１及びＢ２は、結び付ける基である；
ｉは、０、１、２、３、４、５、６、７、又は８である；
ｊは、０、１、２、３、４、５、６、７、又は８である；
Ｓ１及びＳ２は、前記有機の化合物の溶解性を提供する基である；
ｋは、０、１、２、３、４、５、６、７、又は８である；
ｍは、０、１、２、３、４、５、６、７、又は８である；
Ｄ１及びＤ２は、−ＣＨ３、−Ｃ２Ｈ５、−Ｃ３Ｈ７、−ＮＯ２、−Ｃｌ、−Ｂｒ、−Ｆ、−ＣＦ３、−ＣＮ、−ＯＨ、−ＯＣＨ３、−ＯＣ２Ｈ５、−ＯＣＯＣＨ３、−ＯＣＮ、−ＳＣＮ、−ＮＨ２、−ＮＨＣＯＣＨ３、−Ｃ２Ｓｉ（ＣＨ３）３、及び−ＣＯＮＨ２を含むリストより独立に選択された置換基である；
ｙは、０、１、２、３、４、５、６、７、又は８である；並びに、
ｚは、０、１、２、３、４、５、６、７、又は８である
と共に、それにおいては、
前記の有機の化合物は、４００から３０００ｎｍまでの波長の範囲における少なくとも一つの予め決定されたスペクトルのサブレンジにおける電磁的な放射を吸収すると共に超分子を形成することが可能なものである；
分子の系Ｈｅｔ１、橋をかける基Ａ、及び分子の系Ｈｅｔ２は、励起された電子−正孔の対の解離を提供する供与体−橋かけ−受容体の系を形成することが可能なものである；と共に、
前記有機の化合物又はそれの塩の溶液は、基体に固体の光起電力の層を形成することが可能なものである、
有機の化合物。
【請求項２】
請求項１に従った有機の化合物であって、それにおいて、
前記多環式の分子の系の少なくとも一つは、複素環式の分子の系である、
有機の化合物。
【請求項３】
請求項１から２までのいずれかに従った有機の化合物であって、それにおいて、
前記強い化学的な結合は、供給結合的な結合、配位結合、イオン性の結合、及びそれらのいずれの組み合わせのものを含むリストより選択されたものである、
有機の化合物。
【請求項４】
請求項１から３までのいずれかに従った有機の化合物であって、それにおいて、
前記第一のタイプの大体は平面の多環式の分子の系（Ｈｅｔ１）及び前記第二のタイプの少なくとも一つの大体は平面の多環式の分子の系（Ｈｅｔ２）は、４００から３０００ｎｍまでの波長の範囲における異なる予め決定されたスペクトルのサブレンジにおける電磁的な放射を吸収する、
有機の化合物。
【請求項５】
請求項１から４までのいずれかに従った有機の化合物であって、それにおいて、
ｋ＋ｍ≠０及び前記の溶液は、水及び／又は水に混和性の溶媒に基礎が置かれたものである、
有機の化合物。
【請求項６】
請求項５に従った有機の化合物であって、それにおいて、
前記有機の化合物の溶解性を提供する基の少なくとも一つは、ＣＯＯ−、ＳＯ３−、ＨＰＯ３−、及びＰＯ３２−、並びにそれらのいずれの組み合わせのものを含むリストより独立に選択されたものである、
有機の化合物。
【請求項７】
請求項５又は６のいずれかに従った有機の化合物であって、それにおいて、
前記光起電力の層は、単一のタイプの多環式の分子の系のπ−π相互作用の手段によって形成された及び大体は前記基体の平面に配向させられた縦の軸を有する柱様の超分子を有する、
有機の化合物。
【請求項８】
請求項７に従った有機の化合物であって、それにおいて、
前記柱様の超分子は、各々が他のものに対して大体は平行に位置決めされたものである、
有機の化合物。
【請求項９】
請求項７又は８のいずれかに従った有機の化合物であって、それにおいて、
前記置換基の数及び鎖の長さは、隣接の柱様の超分子の電気的な絶縁を提供するために選択されたものである、
有機の化合物。
【請求項１０】
請求項１から４までのいずれかに従った有機の化合物であって、それにおいて、
ｋ＋ｍ≠０及び前記の溶液は、有機の溶媒に基礎が置かれたものである、
有機の化合物。
【請求項１１】
請求項１０に従った有機の化合物であって、それにおいて、
前記有機の溶媒は、ベンゼン、トルエン、キシレン類、アセトン、酢酸、メチル＝エチル＝ケトン、炭化水素、クロロホルム、四塩化炭素、塩化メチレン、ジクロロエタン、クロロベンゼン、アルコール類、ニトロメタン、アセトニトリル、ジメチルホルムアミド、１，４−ジオキサン、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、メチルシクロヘキサン（ＭＣＨ）、及びそれらのいずれの組み合わせのものを含むリストより選択されたものである、
有機の化合物。
【請求項１２】
請求項１０から１１までのいずれかに従った有機の化合物であって、それにおいて、
前記有機の化合物の溶解性を提供する基の少なくとも一つは、ＣＯＮＲ１Ｒ２、ＣＯＮＨＣＯＮＨ２、ＳＯ２ＮＲ１Ｒ２、及びそれらのいずれの組み合わせのものを含むリストより独立に選択された酸の残基のアミドであると共に、そこでは、Ｒ１、Ｒ２は、Ｈ、アルキル、及びアリールより独立に選択されたものである、
有機の化合物。
【請求項１３】
請求項１０から１１までのいずれかに従った有機の化合物であって、それにおいて、
前記有機の化合物の溶解性を提供する基の少なくとも一つは、アルキル、アリール、置換されたアルキル、置換されたアリール、及びそれらのいずれの組み合わせのものを含むリストより独立に選択されたものである、
有機の化合物。
【請求項１４】
請求項１２又は１３までのいずれかに従った有機の化合物であって、それにおいて、
前記アルキル基は、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ｉ−ブチル、及びｔ−ブチルの基より選択されたものであると共に、前記アリール基は、フェニル、ベンジル、及びナフチルの基より選択されたものである、
有機の化合物。
【請求項１５】
請求項１２から１４までのいずれかに従った有機の化合物であって、それにおいて、
有機の溶媒における前記有機の化合物の溶解性を提供する基の数及び鎖の長さは、隣接のスタックの電気的な絶縁を提供するために選択されたものである、
有機の化合物。
【請求項１６】
請求項１０から１５までのいずれかに従った有機の化合物であって、それにおいて、
ｉ＋ｊ＝３及び前記光起電力の層は、強い及び弱い化学的な結合の手段によって結び付ける基の側方の相互作用のおかげで前記基体の平面に対して大体は平行に配向させられた平面を備えた多環式の分子の系を有する平面の超分子を有する、
有機の化合物。
【請求項１７】
請求項１６に従った有機の化合物であって、それにおいて、
前記平面の超分子の少なくとも一つは、ディスク、プレート、ラメラ、リボン、及びそれらのいずれの組み合わせのものを含むリストより選択された形態を有する、
有機の化合物。
【請求項１８】
請求項１６又は１７のいずれかに従った有機の化合物であって、それにおいて、
前記の弱い化学的な結合は、単一の水素結合、双極子−双極子相互作用、陽イオン−π相互作用、ファン・デル・ワールス相互作用、π−π相互作用、及びそれらのいずれの組み合わせのものを含むリストより選択されたものである、
有機の化合物。
【請求項１９】
請求項１６から１８までのいずれかに従った有機の化合物であって、それにおいて、
平面の超分子は、それぞれ電子及び正孔の導電性を備えた異なる電流を伝導させる経路を提供する前記単一のタイプの多環式の分子の系のπ−π相互作用の手段によって分子のスタックを形成すると共に、それにおいて、
前記の分子のスタックは、前記有機の化合物の溶解性を提供する基のおかげでそれら自体の間で電気的に絶縁されたものである、
有機の化合物。
【請求項２０】
請求項１９に従った有機の化合物であって、それにおいて、
前記分子のスタックは、前記基体の平面に対して大体は垂直に配向させられたものである、
有機の化合物。
【請求項２１】
請求項１から２０までのいずれかに従った有機の化合物であって、それにおいて、
前記予め決定されたスペクトルのサブレンジは、４００から７００ｎｍまでである、
有機の化合物。
【請求項２２】
請求項１から２１までのいずれかに従った有機の化合物であって、それにおいて、
前記大体は平面の多環式の分子の系の少なくとも一つは、部分的に又は完全に共役させられたものである、
有機の化合物。
【請求項２３】
請求項１から２２までのいずれかに従った有機の化合物であって、それにおいて、
前記大体は平面の多環式の分子の系の少なくとも一つは、窒素、酸素、硫黄、及びそれらのいずれの組み合わせのものを含むリストより選択されたヘテロ原子を含む、
有機の化合物。
【請求項２４】
上記の請求項のいずれかに従った有機の化合物であって、それにおいて、
前記橋をかける基の少なくとも一つは、イミダゾール、ペリレン−３，４−ジカルボキシミド、ｐ−フェニレン（Ｐｈｐ）オリゴマーの系列、そこでは、ｐは、１、２、３、４、又は５である；及び、２，７−オリゴフルオレン（ＦＬｓ）オリゴマーの系列、そこでは、ｓは、１、２、３、又は４である、を含むリストより選択されたものである、
有機の化合物。
【請求項２５】
上記の請求項のいずれかに従った有機の化合物であって、それにおいて、
ｉ＋ｊ≠０及び前記結び付ける基の少なくとも一つは、内部を結び付ける基である、
有機の化合物。
【請求項２６】
請求項２５に従った有機の化合物であって、それにおいて、
前記内部を結び付ける基は、アルキンを含む基である、有機の化合物。
【請求項２７】
請求項１から２４までのいずれかに従った有機の化合物であって、それにおいて、
ｉ＋ｊ≠０及び前記結び付ける基の少なくとも一つは、間を結び付ける基である、
有機の化合物。
【請求項２８】
請求項２５に従った有機の化合物であって、それにおいて、
ｉ＋ｊ＞１及び前記結び付ける基の少なくとも一つは、間を結び付ける基である、
有機の化合物。
【請求項２９】
請求項２７又は２８のいずれかに従った有機の化合物であって、それにおいて、
前記間を結び付ける基の少なくとも一つは、前記ヘテロ原子、ＣＯＯＨ、ＳＯ３Ｈ、Ｈ２ＰＯ３、ＮＨ、ＮＨ２、ＮＨＲ、ＮＲ２、及びそれらのいずれの組み合わせのものを含むリストより選択されたものであると共に、そこでは、ラジカルＲは、アルキル又はアリールである、
有機の化合物。
【請求項３０】
請求項２９に従った有機の化合物であって、それにおいて、
前記アルキル基は、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ｉ−ブチル、及びｔ−ブチルの基より独立に選択されたものであると共に、前記アリール基は、フェニル、ベンジル、及びナフチルの基より選択されたものである、
有機の化合物。
【請求項３１】
請求項１又は３０のいずれかに従った有機の化合物であって、それにおいて、
前記大体は平面の多環式の分子の系Ｈｅｔ１又はＨｅｔ２の少なくとも一つは、テトラピロール系の大環状のフラグメントを含む、
有機の化合物。
【請求項３２】
請求項３１に従った有機の化合物であって、それにおいて、
テトラピロール系の大環状のフラグメントを含む前記の平面の多環式の分子の系は、構造１−６：
【表６】
【表７】
を含む群からの一般的な構造の式を有すると共に、そこでは、ラテン系の文字Ｍは、金属の原子又は二つの陽子（２Ｈ）を表記する、
有機の化合物。
【請求項３３】
請求項１又は３２のいずれかに従った有機の化合物であって、それにおいて、
前記大体は平面の多環式の分子の系Ｈｅｔ１又はＨｅｔ２の少なくとも一つは、リレンのフラグメントを含む、
有機の化合物。
【請求項３４】
請求項３３に従った有機の化合物であって、それにおいて、
リレンのフラグメントを含む前記の平面の多環式の分子の系は、構造７−２７：
【表８】
【表９】
【表１０】
を含む群からの一般的な構造の式を有する、
有機の化合物。
【請求項３５】
請求項１又は３２のいずれかに従った有機の化合物であって、それにおいて、
前記大体は平面の多環式の分子の系Ｈｅｔ１又はＨｅｔ２の少なくとも一つは、ナフタレンのフラグメントを含む、
有機の化合物。
【請求項３６】
請求項３５に従った有機の化合物であって、それにおいて、
ナフタレンのフラグメントを含む前記の平面の多環式の分子の系は、構造２８−２９：
【表１１】
を含む群からの一般的な構造の式を有する、
有機の化合物。
【請求項３７】
付随する図面の図４、５、６、７、８、９、又は１０を参照して実質的に上文に記載されたような及びそれに示されたような有機の化合物。
【請求項３８】
請求項１又は３０のいずれかに従った有機の化合物であって、
請求項３２及び３４の構造の式６及び９のフラグメントを含むと共に一般的な構造の式ＩＩＩ：
【化１１】
を有する、
有機の化合物。
【請求項３９】
有機の光起電力の層であって、
一般的な構造の式ＩＩ：
【化１２】
を有する少なくとも一つの有機の化合物を含むと共に、そこでは、
Ｈｅｔ１は、第一のタイプの大体は平面の多環式の分子の系である；
Ｈｅｔ２は、第二のタイプの大体は平面の多環式の分子の系である；
Ａは、強い化学的な結合を介して分子の系Ｈｅｔ２を備えた分子の系Ｈｅｔ１の側方の結合を提供する橋をかける基である；
ｎは、１、２、３、４、５、６、７、又は８である；
Ｂ１及びＢ２は、結び付ける基である；
ｉは、０、１、２、３、４、５、６、７、又は８である；
ｊは、０、１、２、３、４、５、６、７、又は８である；
Ｓ１及びＳ２は、前記有機の化合物の溶解性を提供する基である；
ｋは、０、１、２、３、４、５、６、７、又は８である；
ｍは、０、１、２、３、４、５、６、７、又は８である；
Ｄ１及びＤ２は、−ＣＨ３、−Ｃ２Ｈ５、−Ｃ３Ｈ７、−ＮＯ２、−Ｃｌ、−Ｂｒ、−Ｆ、−ＣＦ３、−ＣＮ、−ＯＨ、−ＯＣＨ３、−ＯＣ２Ｈ５、−ＯＣＯＣＨ３、−ＯＣＮ、−ＳＣＮ、−ＮＨ２、−ＮＨＣＯＣＨ３、−Ｃ２Ｓｉ（ＣＨ３）３、及び−ＣＯＮＨ２を含むリストより独立に選択された置換基である；並びに、
ｙは、０、１、２、３、４、５、６、７、又は８である；
ｚは、０、１、２、３、４、５、６、７、又は８である；
Ｘは、Ｈ＋、Ｌｉ＋、Ｎａ＋、Ｋ＋、ＮＨ４＋、Ｂａ＋＋、Ｚｎ＋＋、Ｓｒ＋＋、Ｃａ＋＋、Ｍｇ＋＋、及びそれらのいずれの組み合わせのものを含むリストからの対イオンである；
ｔは、前記有機の化合物の電気的な中性を提供する対イオンの数である；
と共に、それにおいては、
前記光起電力の層は、４００から３０００ｎｍまでの波長の範囲における少なくとも一つの予め決定されたスペクトルのサブレンジにおける電磁的な放射を吸収を有すると共に超分子を形成することが可能なものである；
分子の系Ｈｅｔ１、橋をかける基Ａ、及び分子の系Ｈｅｔ２は、励起された電子−正孔の対の解離を提供する供与体−橋かけ−受容体の系を形成することが可能なものである、
有機の光起電力の層。
【請求項４０】
請求項３９に従った有機の光起電力の層であって、それにおいて、
前記多環式の分子の系の少なくとも一つは、複素環式の分子の系である、
有機の光起電力の層。
【請求項４１】
請求項３９又は４０のいずれかに従った有機の光起電力の層であって、それにおいて、
前記第一のタイプの大体は平面の多環式の分子の系（Ｈｅｔ１）及び前記第二のタイプの少なくとも一つの大体は平面の多環式の分子の系（Ｈｅｔ２）は、４００から３０００ｎｍまでの波長の範囲における異なる予め決定されたスペクトルのサブレンジにおける電磁的な放射を吸収する、
有機の光起電力の層。
【請求項４２】
請求項３９から４１までのいずれかに従った有機の光起電力の層であって、それにおいて、
前記強い化学的な結合は、供給結合的な結合、配位結合、イオン性の結合、及びそれらのいずれの組み合わせのものを含むリストより選択されたものである、
有機の光起電力の層。
【請求項４３】
請求項３９又は４２のいずれかに従った有機の光起電力の層であって、それにおいて、
前記光起電力の層は、単一のタイプの多環式の分子の系のπ−π相互作用の手段によって形成された及び大体は前記層の平面に配向させられた縦の軸を有する柱様の超分子を有する、
有機の光起電力の層。
【請求項４４】
請求項４３に従った有機の光起電力の層であって、それにおいて、
前記柱様の超分子は、各々が他のものに対して大体は平行に位置決めされたものである、
有機の光起電力の層。
【請求項４５】
請求項４３又は４４のいずれかに従った有機の光起電力の層であって、それにおいて、
前記置換基の数及び鎖の長さは、隣接の柱様の超分子の電気的な絶縁を提供するために選択されたものである、
有機の光起電力の層。
【請求項４６】
請求項３９から４２までのいずれかに従った有機の光起電力の層であって、それにおいて、
前記光起電力の層は、前記層の平面において各々が他のものに対して大体は平行に配向させられた光起電力の繊維を含む、
有機の光起電力の層。
【請求項４７】
請求項３９から４２までのいずれかに従った有機の光起電力の層であって、
光起電力の繊維を含む少なくとも一つの織られた光起電力の層を含むと共に、それにおいて、
前記光起電力の繊維は、各々が他のものに対して大体は平行に配置されたものである、
有機の光起電力の層。
【請求項４８】
請求項３９から４２までのいずれかに従った有機の光起電力の層であって、それにおいて、
前記光起電力の層は、強い及び弱い化学的な結合の手段によって結び付ける基の側方の相互作用のおかげで前記層の平面に対して大体は平行に配向させられた平面を備えた多環式の分子の系を有する平面の超分子を有する、
有機の光起電力の層。
【請求項４９】
請求項４８に従った有機の光起電力の層であって、それにおいて、
前記の平面の超分子の少なくとも一つは、ディスク、プレート、ラメラ、リボン、又はそれらのいずれの組み合わせのものを含むリストより選択された形態を有する、
有機の光起電力の層。
【請求項５０】
請求項４８又は４９のいずれかに従った有機の光起電力の層であって、それにおいて、
前記の弱い化学的な結合は、単一の水素結合、双極子−双極子相互作用、陽イオン−π相互作用、ファン・デル・ワールス相互作用、π−π相互作用、及びそれらのいずれの組み合わせのものを含むリストより選択されたものである、
有機の光起電力の層。
【請求項５１】
請求項４８から５０までのいずれかに従った有機の光起電力の層であって、それにおいて、
前記平面の超分子は、それぞれ電子及び正孔の導電性を備えた異なる電流を伝導させる経路を提供する前記単一のタイプの多環式の分子の系のπ−π相互作用の手段によって分子のスタックを形成すると共に、それにおいて、
前記の分子のスタックは、前記有機の化合物の溶解性を提供する置換基又は／及び基のおかげでそれら自体の間で電気的に絶縁されたものである、
有機の光起電力の層。
【請求項５２】
請求項５１に従った有機の光起電力の層であって、それにおいて、
前記分子のスタックは、前記光起電力の層の平面に対して大体は垂直に配向させられたものである、
有機の光起電力の層。
【請求項５３】
請求項３９から５２までのいずれかに従った有機の光起電力の層であって、それにおいて、
前記予め決定されたスペクトルのサブレンジは、４００から７００ｎｍまでである、
有機の光起電力の層。
【請求項５４】
請求項３９から５３までのいずれかに従った有機の光起電力の層であって、それにおいて、
前記大体は平面の多環式の分子の系の少なくとも一つは、部分的に又は完全に共役させられたものである、
有機の光起電力の層。
【請求項５５】
請求項３９から５４までのいずれかに従った有機の光起電力の層であって、それにおいて、
前記大体は平面の多環式の分子の系の少なくとも一つは、窒素、酸素、硫黄、及びそれらのいずれの組み合わせのものを含むリストより選択されたヘテロ原子を含む、
有機の光起電力の層。
【請求項５６】
請求項３９から５５までのいずれかに従った有機の光起電力の層であって、それにおいて、
前記橋をかける基の少なくとも一つは、イミダゾール、ペリレン−３，４−ジカルボキシミド、ｐ−フェニレン（Ｐｈｐ）オリゴマーの系列、そこでは、ｐは、１、２、３、４、又は５である；及び、２，７−オリゴフルオレン（ＦＬｓ）オリゴマーの系列、そこでは、ｓは、１、２、３、又は４である、を含むリストより選択されたものである、
有機の光起電力の層。
【請求項５７】
請求項３９から５６までのいずれかに従った有機の光起電力の層であって、それにおいて、
前記大体は平面の多環式の分子の系Ｈｅｔ１又はＨｅｔ２の少なくとも一つは、テトラピロール系の大環状のフラグメントを含む、
有機の光起電力の層。
【請求項５８】
請求項５７に従った有機の光起電力の層であって、それにおいて、
テトラピロール系の大環状のフラグメントを含む前記の平面の多環式の分子の系は、構造１−６：
【表１２】
【表１３】
を含む群からの一般的な構造の式を有すると共に、そこでは、ラテン系の文字Ｍは、金属の原子又は二つの陽子（２Ｈ）を表記する、
有機の光起電力の層。
【請求項５９】
請求項３９から５６までのいずれかに従った有機の光起電力の層であって、それにおいて、
前記大体は平面の多環式の分子の系Ｈｅｔ１又はＨｅｔ２の少なくとも一つは、リレンのフラグメントを含む、
有機の光起電力の層。
【請求項６０】
請求項５９に従った有機の光起電力の層であって、それにおいて、
リレンのフラグメントを含む前記の平面の多環式の分子の系は、構造７−２７：
【表１４】
【表１５】
を含む群からの一般的な構造の式を有する、
有機の光起電力の層。
【請求項６１】
請求項３９から５６までのいずれかに従った有機の光起電力の層であって、それにおいて、
前記大体は平面の多環式の分子の系Ｈｅｔ１又はＨｅｔ２の少なくとも一つは、ナフタレンのフラグメントを含む、
有機の光起電力の層。
【請求項６２】
請求項６１に従った有機の光起電力の層であって、それにおいて、
ナフタレンのフラグメントを含む前記の平面の多環式の分子の系は、構造２８−２９：
【表１６】
を含む群からの一般的な構造の式を有する、
有機の光起電力の層。
【請求項６３】
請求項３９から６２までのいずれかに従った有機の光起電力の層であって、
前記光起電力の層の平面に対して大体は垂直に配向させられた分子のスタックを含む、
有機の光起電力の層。
【請求項６４】
請求項３９から６２までのいずれかに従った有機の光起電力の層であって、
前記光起電力の層の平面に大体は配向させられた平行な柱様の超分子を含む、
有機の光起電力の層。
【請求項６５】
請求項３９から６２までのいずれかに従った有機の光起電力の層であって、
前記光起電力の層の平面に大体は配向させられた平行な光起電力の繊維を含む、
有機の光起電力の層。
【請求項６６】
請求項３９から５６までのいずれかに従った有機の光起電力の層であって、それにおいて、
前記光起電力の層は、請求項５８及び６０の構造の式６及び９のフラグメントを含むと共に一般的な構造の式ＩＩＩ：
【化１３】
を有する、大体は平面の有機の化合物を含む、
有機の光起電力の層。
【請求項６７】
有機の光起電力のデバイスであって、
第一の及び第二の電極並びに前方の表面及び後方の表面を有する少なくとも一つの光起電力の層を含むと共に、それにおいて、
前記の光起電力の層は、一般的な構造の式ＩＩ：
【化１４】
を有する少なくとも一つの有機の化合物を含むと共に、そこでは、
Ｈｅｔ１は、第一のタイプの大体は平面の多環式の分子の系である；
Ｈｅｔ２は、第二のタイプの大体は平面の多環式の分子の系である；
Ａは、強い化学的な結合を介して分子の系Ｈｅｔ２を備えた分子の系Ｈｅｔ１の側方の結合を提供する橋をかける基である；
ｎは、１、２、３、４、５、６、７、又は８である；
Ｂ１及びＢ２は、結び付ける基である；
ｉは、０、１、２、３、４、５、６、７、又は８である；
ｊは、０、１、２、３、４、５、６、７、又は８である；
Ｓ１及びＳ２は、前記有機の化合物の溶解性を提供する基である；
ｋは、０、１、２、３、４、５、６、７、又は８である；
ｍは、０、１、２、３、４、５、６、７、又は８である；
Ｄ１及びＤ２は、−ＣＨ３、−Ｃ２Ｈ５、−Ｃ３Ｈ７、−ＮＯ２、−Ｃｌ、−Ｂｒ、−Ｆ、−ＣＦ３、−ＣＮ、−ＯＨ、−ＯＣＨ３、−ＯＣ２Ｈ５、−ＯＣＯＣＨ３、−ＯＣＮ、−ＳＣＮ、−ＮＨ２、−ＮＨＣＯＣＨ３、−Ｃ２Ｓｉ（ＣＨ３）３、及び−ＣＯＮＨ２を含むリストより独立に選択された置換基である；並びに、
ｙは、０、１、２、３、４、５、６、７、又は８である；
ｚは、０、１、２、３、４、５、６、７、又は８である；
Ｘは、Ｈ＋、Ｌｉ＋、Ｎａ＋、Ｋ＋、ＮＨ４＋、Ｂａ＋＋、Ｚｎ＋＋、Ｓｒ＋＋、Ｃａ＋＋、Ｍｇ＋＋、及びそれらのいずれの組み合わせのものを含むリストからの対イオンである；
ｔは、前記有機の化合物の電気的な中性を提供する対イオンの数である；
と共に、それにおいては、
前記光起電力の層は、４００から３０００ｎｍまでの波長の範囲における少なくとも一つの予め決定されたスペクトルのサブレンジにおける電磁的な放射を吸収を有すると共に超分子を形成することが可能なものである；
分子の系Ｈｅｔ１、橋をかける基Ａ、及び分子の系Ｈｅｔ２は、励起された電子−正孔の対の解離を提供する供与体−橋かけ−受容体の系を形成することが可能なものである、
有機の光起電力のデバイス。
【請求項６８】
請求項６７に従った有機の光起電力のデバイスであって、それにおいて、
前記多環式の分子の系の少なくとも一つは、複素環式の分子の系である、
有機の光起電力のデバイス。
【請求項６９】
請求項６７又は６８のいずれかに従った有機の光起電力のデバイスであって、それにおいて、
前記第一のタイプの大体は平面の多環式の分子の系（Ｈｅｔ１）及び前記第二のタイプの少なくとも一つの大体は平面の多環式の分子の系（Ｈｅｔ２）は、４００から３０００ｎｍまでの波長の範囲における異なる予め決定されたスペクトルのサブレンジにおける電磁的な放射を吸収する、
有機の光起電力のデバイス。
【請求項７０】
請求項６７から６９までのいずれかに従った有機の光起電力のデバイスであって、それにおいて、
前記強い化学的な結合は、供給結合的な結合、配位結合、イオン性の結合、及びそれらのいずれの組み合わせのものを含むリストより選択されたものである、
有機の光起電力のデバイス。
【請求項７１】
請求項６７から７０までのいずれかに従った有機の光起電力のデバイスであって、それにおいて、
前記光起電力の層は、単一のタイプの多環式の分子の系のπ−π相互作用の手段によって形成された及び大体は前記層の平面に配向させられた縦の軸を有する柱様の超分子を有する、
有機の光起電力のデバイス。
【請求項７２】
請求項７１に従った有機の光起電力のデバイスであって、それにおいて、
前記柱様の超分子は、各々が他のものに対して大体は平行に位置決めされたものである、
有機の光起電力のデバイス。
【請求項７３】
請求項７１又は７２のいずれかに従った有機の光起電力のデバイスであって、それにおいて、
前記置換基の数及び鎖の長さは、隣接の柱様の超分子の電気的な絶縁を提供するために選択されたものである、
有機の光起電力のデバイス。
【請求項７４】
請求項６７から７０までのいずれかに従った有機の光起電力のデバイスであって、それにおいて、
前記光起電力の層は、前記層の平面において各々が他のものに対して大体は平行に配向させられた光起電力の繊維を含む、
有機の光起電力のデバイス。
【請求項７５】
請求項６７から７０までのいずれかに従った有機の光起電力のデバイスであって、
光起電力の繊維を含む少なくとも一つの織られた光起電力の層を含むと共に、それにおいて、
前記光起電力の繊維は、各々が他のものに対して大体は平行に配置されたものである、
有機の光起電力のデバイス。
【請求項７６】
請求項６７から７０までのいずれかに従った有機の光起電力のデバイスであって、それにおいて、
前記光起電力の層は、強い及び弱い化学的な結合の手段によって結び付ける基の側方の相互作用のおかげで前記層の平面に対して大体は平行に配向させられた平面を備えた多環式の分子の系を有する平面の超分子を有する、
有機の光起電力のデバイス。
【請求項７７】
請求項７６に従った有機の光起電力のデバイスであって、それにおいて、
前記の平面の超分子の少なくとも一つは、ディスク、プレート、ラメラ、リボン、又はそれらのいずれの組み合わせのものを含むリストより選択された形態を有する、
有機の光起電力のデバイス。
【請求項７８】
請求項７６又は７７のいずれかに従った有機の光起電力のデバイスであって、それにおいて、
前記の弱い化学的な結合は、単一の水素結合、双極子−双極子相互作用、陽イオン−π相互作用、ファン・デル・ワールス相互作用、π−π相互作用、及びそれらのいずれの組み合わせのものを含むリストより選択されたものである、
有機の光起電力のデバイス。
【請求項７９】
請求項７６から７８までのいずれかに従った有機の光起電力のデバイスであって、それにおいて、
前記平面の超分子は、それぞれ電子及び正孔の導電性を備えた異なる電流を伝導させる経路を提供する前記単一のタイプの多環式の分子の系のπ−π相互作用の手段によって分子のスタックを形成すると共に、それにおいて、
前記の分子のスタックは、前記有機の化合物の溶解性を提供する置換基又は／及び基のおかげでそれら自体の間で電気的に絶縁されたものである、
有機の光起電力のデバイス。
【請求項８０】
請求項７９に従った有機の光起電力のデバイスであって、それにおいて、
前記分子のスタックは、前記光起電力の層の平面に対して大体は垂直に配向させられたものである、
有機の光起電力のデバイス。
【請求項８１】
請求項６７から８０までのいずれかに従った有機の光起電力のデバイスであって、それにおいて、
前記予め決定されたスペクトルのサブレンジは、４００から７００ｎｍまでである、
有機の光起電力のデバイス。
【請求項８２】
請求項６７から８１までのいずれかに従った有機の光起電力のデバイスであって、それにおいて、
前記大体は平面の多環式の分子の系の少なくとも一つは、部分的に又は完全に共役させられたものである、
有機の光起電力のデバイス。
【請求項８３】
請求項６７から８２までのいずれかに従った有機の光起電力のデバイスであって、それにおいて、
前記大体は平面の多環式の分子の系の少なくとも一つは、窒素、酸素、硫黄、及びそれらのいずれの組み合わせのものを含むリストより選択されたヘテロ原子を含む、
有機の光起電力のデバイス。
【請求項８４】
請求項６７から８３までのいずれかに従った有機の光起電力のデバイスであって、それにおいて、
前記橋をかける基の少なくとも一つは、イミダゾール、ペリレン−３，４−ジカルボキシミド、ｐ−フェニレン（Ｐｈｐ）オリゴマーの系列、そこでは、ｐは、１、２、３、４、又は５である；及び、２，７−オリゴフルオレン（ＦＬｓ）オリゴマーの系列、そこでは、ｓは、１、２、３、又は４である、を含むリストより選択されたものである、
有機の光起電力のデバイス。
【請求項８５】
請求項６７から８４までのいずれかに従った有機の光起電力のデバイスであって、それにおいて、
前記大体は平面の多環式の分子の系Ｈｅｔ１又はＨｅｔ２の少なくとも一つは、テトラピロール系の大環状のフラグメントを含む、
有機の光起電力のデバイス。
【請求項８６】
請求項８５に従った有機の光起電力のデバイスであって、それにおいて、
テトラピロール系の大環状のフラグメントを含む前記の平面の多環式の分子の系は、構造１−６：
【表１７】
【表１８】
を含む群からの一般的な構造の式を有すると共に、そこでは、ラテン系の文字Ｍは、金属の原子又は二つの陽子（２Ｈ）を表記する、
有機の光起電力のデバイス。
【請求項８７】
請求項６７から８４までのいずれかに従った有機の光起電力のデバイスであって、それにおいて、
前記大体は平面の多環式の分子の系Ｈｅｔ１又はＨｅｔ２の少なくとも一つは、リレンのフラグメントを含む、
有機の光起電力のデバイス。
【請求項８８】
請求項８７に従った有機の光起電力のデバイスであって、それにおいて、
リレンのフラグメントを含む前記の平面の多環式の分子の系は、構造７−２７：
【表１９】
【表２０】
を含む群からの一般的な構造の式を有する、
有機の光起電力のデバイス。
【請求項８９】
請求項６７から８４までのいずれかに従った有機の光起電力のデバイスであって、それにおいて、
前記大体は平面の多環式の分子の系Ｈｅｔ１又はＨｅｔ２の少なくとも一つは、ナフタレンのフラグメントを含む、
有機の光起電力のデバイス。
【請求項９０】
請求項８９に従った有機の光起電力のデバイスであって、それにおいて、
ナフタレンのフラグメントを含む前記の平面の多環式の分子の系は、構造２８−２９：
【表２１】
【表２２】
を含む群からの一般的な構造の式を有する、
有機の光起電力のデバイス。
【請求項９１】
請求項６７から９０までのいずれかに従った有機の光起電力のデバイスであって、それにおいて、
前記の電極の少なくとも一つは、入射の電磁的な放射について透明なものであると共に、それに対して前記の有機の光起電力のデバイスは、敏感なものである、
有機の光起電力のデバイス。
【請求項９２】
請求項６７から９１までのいずれかに従った有機の光起電力のデバイスであって、
それは、前記光起電力の層の平面に対して大体は垂直に配向させられた分子のスタック、少なくとも前記の光起電力の層の前方の表面の部分に形成された第一の電極、及び、少なくとも前記の光起電力の層の後方の表面の部分に形成された第二の電極、を有する、一つの前記の光起電力の層を含有する、
有機の光起電力のデバイス。
【請求項９３】
請求項９２に従った有機の光起電力のデバイスであって、それにおいて、
前記第二の電極は、前記デバイスに入射の電磁的な放射について反射性の電極である、
有機の光起電力のデバイス。
【請求項９４】
請求項６７から９１までのいずれかに従った有機の光起電力のデバイスであって、
それは、大体は前記光起電力の層の平面に配向させられた平行な柱様の超分子を有する少なくとも一つの光起電力の層、前記の光起電力の層の表面の一つの部分に作られた溝に形成された第一の電極、及び、前記の光起電力の層の同じ表面の別の部分に作られた他の溝に形成された第二の電極、を含む、
有機の光起電力のデバイス。
【請求項９５】
請求項６７から９１までのいずれかに従った有機の光起電力のデバイスであって、
それは、大体は前記光起電力の層の平面に配向させられた平行な光起電力の繊維を有する少なくとも一つの光起電力の層、前記の光起電力の層の表面の一つの部分に作られた溝に形成された第一の電極、及び、前記の光起電力の層の同じ表面の別の部分に作られた他の溝に形成された第二の電極、を含む、
有機の光起電力のデバイス。
【請求項９６】
請求項９４又は９５のいずれかに従った有機の光起電力のデバイスであって、それにおいて、
前記第二の電極は、前記デバイスに入射の電磁的な放射について反射性の電極であると共に、
前記デバイスは、さらに、追加的なリターダー層を含むと共に、
それは、前記の反射性の電極及び前記の光起電力の層の間に位置させられたものであると共に、それにおいて、
前記のリターダ層の厚さ及び光学的な異方性は、前記の電磁的な放射の偏光ベクトルの４５°の回転を保証するようにするために選択されたものである、
有機の光起電力のデバイス。
【請求項９７】
請求項９４から９６までのいずれかに従った有機の光起電力のデバイスであって、それにおいて、
前記第一の及び第二の電極は、指様の電極であると共に間の指状の構造を形成すると共に、
前記柱様の超分子は、電極の方向に対して垂直に配向させられたものである、
有機の光起電力のデバイス。
【請求項９８】
請求項９７に従った有機の光起電力のデバイスであって、それにおいて、
少なくとも一つの指様の電極の断面は、三角形の、長方形の、正方形の、円形の、Ｖに整形された形態、及びそれらのいずれの組み合わせのものを含むリストより選択された形態を有する、
有機の光起電力のデバイス。
【請求項９９】
請求項６７から９８までのいずれかに従った有機の光起電力のデバイスであって、それにおいて、
前記第一の電極は、正孔を取り入れる接触及び電子についての障壁の接触を提供する仕事関数を備えた材料で作られたものであると共に、
前記第二の電極は、正孔についての障壁の接触及び電子を取り入れる接触を提供する仕事関数を備えた材料で作られたものである、
有機の光起電力のデバイス。
【請求項１００】
請求項６７から９８までのいずれかに従った有機の光起電力のデバイスであって、それにおいて、
前記第一の電極は、光起電力の層と接触する電子受容体の層を含むと共に、
前記第二の電極は、光起電力の層と接触する電子供与体の層を含む、
有機の光起電力のデバイス。
【請求項１０１】
請求項９９又は１００のいずれかに従った有機の光起電力のデバイスであって、それにおいて、
前記電極の材料は、アルミニウム、ＩＴＯ（酸化スズインジウム）、炭素ナノチューブの導電性のコーティング、ＰＥＤＯＴ、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ層、ＬｉＦ、及びアルミニウムがドープされた亜鉛の酸化物を含むリストより選択されたものである、
有機の光起電力のデバイス。
【請求項１０２】
請求項６７から１０１までのいずれかに従った有機の光起電力のデバイスであって、
さらに、前記の電極及び前記の光起電力の層を支える基体を含む、
有機の光起電力のデバイス。
【請求項１０３】
請求項１０２に従った有機の光起電力のデバイスであって、それにおいて、
前記基体は、重合体で作られたものである、
有機の光起電力のデバイス。
【請求項１０４】
請求項１０２に従った有機の光起電力のデバイスであって、それにおいて、
前記基体は、ガラスで作られたものである、
有機の光起電力のデバイス。
【請求項１０５】
請求項１０２から１０４までのいずれかに従った有機の光起電力のデバイスであって、それにおいて、
前記基体は、前記入射の電磁的な放射について透明なものであると共に、
それに対して前記光起電力のデバイスは、敏感なものである、
有機の光起電力のデバイス。
【請求項１０６】
請求項６７に従った有機の光起電力のデバイスであって、
二つの又はより多くの光起電力の層を含むと共に、それにおいて、
前記の層は、４００から３０００ｎｍまでの波長の範囲における異なるスペクトルのサブレンジにおける電磁的な放射の吸収を保証する、一般的な構造の式ＩＩを有する異なる有機の化合物を含有する、
有機の光起電力のデバイス。
【請求項１０７】
請求項１０４に従った有機の光起電力のデバイスであって、それにおいて、
前記光起電力の層は、構造の式：
【化１５】
を有すると共に前記第一の及び第二の電極の間に配置された大体は平面の有機の化合物を含むと共に、それにおいて、
前記第一の電極は、ＩＴＯの層及び前記光起電力の層へ接触するＰＥＤＯＴ：ＰＳＳで作られた層を含むと共に、
前記第二の電極は、アルミニウムの層及び前記光起電力の層へ接触するＬｉＦで作られた層を含むと共に、それにおいて、
前記第一の電極は、正孔を取り入れる接触及び電子についての障壁の接触を提供すると共に、
前記第二の電極は、正孔についての障壁の接触及び電子を取り入れる接触を提供する、
有機の光起電力のデバイス。
【請求項１０８】
付随する図面の図１８、２０、２１、２２、２３、２５、２７、又は２８を参照して実質的に上文に記載されたような及びそれに示されたような有機の光起電力のデバイス。
【請求項１】
一般的な構造の式Ｉ
【化１０】
の大体は平面の有機の化合物であって、そこでは、
Ｈｅｔ１は、第一のタイプの大体は平面の多環式の分子の系である；
Ｈｅｔ２は、第二のタイプの大体は平面の多環式の分子の系である；
Ａは、強い化学的な結合を介して分子の系Ｈｅｔ２を備えた分子の系Ｈｅｔ１の側方の結合を提供する橋をかける基である；
ｎは、１、２、３、４、５、６、７、又は８である；
Ｂ１及びＢ２は、結び付ける基である；
ｉは、０、１、２、３、４、５、６、７、又は８である；
ｊは、０、１、２、３、４、５、６、７、又は８である；
Ｓ１及びＳ２は、前記有機の化合物の溶解性を提供する基である；
ｋは、０、１、２、３、４、５、６、７、又は８である；
ｍは、０、１、２、３、４、５、６、７、又は８である；
Ｄ１及びＤ２は、−ＣＨ３、−Ｃ２Ｈ５、−Ｃ３Ｈ７、−ＮＯ２、−Ｃｌ、−Ｂｒ、−Ｆ、−ＣＦ３、−ＣＮ、−ＯＨ、−ＯＣＨ３、−ＯＣ２Ｈ５、−ＯＣＯＣＨ３、−ＯＣＮ、−ＳＣＮ、−ＮＨ２、−ＮＨＣＯＣＨ３、−Ｃ２Ｓｉ（ＣＨ３）３、及び−ＣＯＮＨ２を含むリストより独立に選択された置換基である；
ｙは、０、１、２、３、４、５、６、７、又は８である；並びに、
ｚは、０、１、２、３、４、５、６、７、又は８である
と共に、それにおいては、
前記の有機の化合物は、４００から３０００ｎｍまでの波長の範囲における少なくとも一つの予め決定されたスペクトルのサブレンジにおける電磁的な放射を吸収すると共に超分子を形成することが可能なものである；
分子の系Ｈｅｔ１、橋をかける基Ａ、及び分子の系Ｈｅｔ２は、励起された電子−正孔の対の解離を提供する供与体−橋かけ−受容体の系を形成することが可能なものである；と共に、
前記有機の化合物又はそれの塩の溶液は、基体に固体の光起電力の層を形成することが可能なものである、
有機の化合物。
【請求項２】
請求項１に従った有機の化合物であって、それにおいて、
前記多環式の分子の系の少なくとも一つは、複素環式の分子の系である、
有機の化合物。
【請求項３】
請求項１から２までのいずれかに従った有機の化合物であって、それにおいて、
前記強い化学的な結合は、供給結合的な結合、配位結合、イオン性の結合、及びそれらのいずれの組み合わせのものを含むリストより選択されたものである、
有機の化合物。
【請求項４】
請求項１から３までのいずれかに従った有機の化合物であって、それにおいて、
前記第一のタイプの大体は平面の多環式の分子の系（Ｈｅｔ１）及び前記第二のタイプの少なくとも一つの大体は平面の多環式の分子の系（Ｈｅｔ２）は、４００から３０００ｎｍまでの波長の範囲における異なる予め決定されたスペクトルのサブレンジにおける電磁的な放射を吸収する、
有機の化合物。
【請求項５】
請求項１から４までのいずれかに従った有機の化合物であって、それにおいて、
ｋ＋ｍ≠０及び前記の溶液は、水及び／又は水に混和性の溶媒に基礎が置かれたものである、
有機の化合物。
【請求項６】
請求項５に従った有機の化合物であって、それにおいて、
前記有機の化合物の溶解性を提供する基の少なくとも一つは、ＣＯＯ−、ＳＯ３−、ＨＰＯ３−、及びＰＯ３２−、並びにそれらのいずれの組み合わせのものを含むリストより独立に選択されたものである、
有機の化合物。
【請求項７】
請求項５又は６のいずれかに従った有機の化合物であって、それにおいて、
前記光起電力の層は、単一のタイプの多環式の分子の系のπ−π相互作用の手段によって形成された及び大体は前記基体の平面に配向させられた縦の軸を有する柱様の超分子を有する、
有機の化合物。
【請求項８】
請求項７に従った有機の化合物であって、それにおいて、
前記柱様の超分子は、各々が他のものに対して大体は平行に位置決めされたものである、
有機の化合物。
【請求項９】
請求項７又は８のいずれかに従った有機の化合物であって、それにおいて、
前記置換基の数及び鎖の長さは、隣接の柱様の超分子の電気的な絶縁を提供するために選択されたものである、
有機の化合物。
【請求項１０】
請求項１から４までのいずれかに従った有機の化合物であって、それにおいて、
ｋ＋ｍ≠０及び前記の溶液は、有機の溶媒に基礎が置かれたものである、
有機の化合物。
【請求項１１】
請求項１０に従った有機の化合物であって、それにおいて、
前記有機の溶媒は、ベンゼン、トルエン、キシレン類、アセトン、酢酸、メチル＝エチル＝ケトン、炭化水素、クロロホルム、四塩化炭素、塩化メチレン、ジクロロエタン、クロロベンゼン、アルコール類、ニトロメタン、アセトニトリル、ジメチルホルムアミド、１，４−ジオキサン、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、メチルシクロヘキサン（ＭＣＨ）、及びそれらのいずれの組み合わせのものを含むリストより選択されたものである、
有機の化合物。
【請求項１２】
請求項１０から１１までのいずれかに従った有機の化合物であって、それにおいて、
前記有機の化合物の溶解性を提供する基の少なくとも一つは、ＣＯＮＲ１Ｒ２、ＣＯＮＨＣＯＮＨ２、ＳＯ２ＮＲ１Ｒ２、及びそれらのいずれの組み合わせのものを含むリストより独立に選択された酸の残基のアミドであると共に、そこでは、Ｒ１、Ｒ２は、Ｈ、アルキル、及びアリールより独立に選択されたものである、
有機の化合物。
【請求項１３】
請求項１０から１１までのいずれかに従った有機の化合物であって、それにおいて、
前記有機の化合物の溶解性を提供する基の少なくとも一つは、アルキル、アリール、置換されたアルキル、置換されたアリール、及びそれらのいずれの組み合わせのものを含むリストより独立に選択されたものである、
有機の化合物。
【請求項１４】
請求項１２又は１３までのいずれかに従った有機の化合物であって、それにおいて、
前記アルキル基は、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ｉ−ブチル、及びｔ−ブチルの基より選択されたものであると共に、前記アリール基は、フェニル、ベンジル、及びナフチルの基より選択されたものである、
有機の化合物。
【請求項１５】
請求項１２から１４までのいずれかに従った有機の化合物であって、それにおいて、
有機の溶媒における前記有機の化合物の溶解性を提供する基の数及び鎖の長さは、隣接のスタックの電気的な絶縁を提供するために選択されたものである、
有機の化合物。
【請求項１６】
請求項１０から１５までのいずれかに従った有機の化合物であって、それにおいて、
ｉ＋ｊ＝３及び前記光起電力の層は、強い及び弱い化学的な結合の手段によって結び付ける基の側方の相互作用のおかげで前記基体の平面に対して大体は平行に配向させられた平面を備えた多環式の分子の系を有する平面の超分子を有する、
有機の化合物。
【請求項１７】
請求項１６に従った有機の化合物であって、それにおいて、
前記平面の超分子の少なくとも一つは、ディスク、プレート、ラメラ、リボン、及びそれらのいずれの組み合わせのものを含むリストより選択された形態を有する、
有機の化合物。
【請求項１８】
請求項１６又は１７のいずれかに従った有機の化合物であって、それにおいて、
前記の弱い化学的な結合は、単一の水素結合、双極子−双極子相互作用、陽イオン−π相互作用、ファン・デル・ワールス相互作用、π−π相互作用、及びそれらのいずれの組み合わせのものを含むリストより選択されたものである、
有機の化合物。
【請求項１９】
請求項１６から１８までのいずれかに従った有機の化合物であって、それにおいて、
平面の超分子は、それぞれ電子及び正孔の導電性を備えた異なる電流を伝導させる経路を提供する前記単一のタイプの多環式の分子の系のπ−π相互作用の手段によって分子のスタックを形成すると共に、それにおいて、
前記の分子のスタックは、前記有機の化合物の溶解性を提供する基のおかげでそれら自体の間で電気的に絶縁されたものである、
有機の化合物。
【請求項２０】
請求項１９に従った有機の化合物であって、それにおいて、
前記分子のスタックは、前記基体の平面に対して大体は垂直に配向させられたものである、
有機の化合物。
【請求項２１】
請求項１から２０までのいずれかに従った有機の化合物であって、それにおいて、
前記予め決定されたスペクトルのサブレンジは、４００から７００ｎｍまでである、
有機の化合物。
【請求項２２】
請求項１から２１までのいずれかに従った有機の化合物であって、それにおいて、
前記大体は平面の多環式の分子の系の少なくとも一つは、部分的に又は完全に共役させられたものである、
有機の化合物。
【請求項２３】
請求項１から２２までのいずれかに従った有機の化合物であって、それにおいて、
前記大体は平面の多環式の分子の系の少なくとも一つは、窒素、酸素、硫黄、及びそれらのいずれの組み合わせのものを含むリストより選択されたヘテロ原子を含む、
有機の化合物。
【請求項２４】
上記の請求項のいずれかに従った有機の化合物であって、それにおいて、
前記橋をかける基の少なくとも一つは、イミダゾール、ペリレン−３，４−ジカルボキシミド、ｐ−フェニレン（Ｐｈｐ）オリゴマーの系列、そこでは、ｐは、１、２、３、４、又は５である；及び、２，７−オリゴフルオレン（ＦＬｓ）オリゴマーの系列、そこでは、ｓは、１、２、３、又は４である、を含むリストより選択されたものである、
有機の化合物。
【請求項２５】
上記の請求項のいずれかに従った有機の化合物であって、それにおいて、
ｉ＋ｊ≠０及び前記結び付ける基の少なくとも一つは、内部を結び付ける基である、
有機の化合物。
【請求項２６】
請求項２５に従った有機の化合物であって、それにおいて、
前記内部を結び付ける基は、アルキンを含む基である、有機の化合物。
【請求項２７】
請求項１から２４までのいずれかに従った有機の化合物であって、それにおいて、
ｉ＋ｊ≠０及び前記結び付ける基の少なくとも一つは、間を結び付ける基である、
有機の化合物。
【請求項２８】
請求項２５に従った有機の化合物であって、それにおいて、
ｉ＋ｊ＞１及び前記結び付ける基の少なくとも一つは、間を結び付ける基である、
有機の化合物。
【請求項２９】
請求項２７又は２８のいずれかに従った有機の化合物であって、それにおいて、
前記間を結び付ける基の少なくとも一つは、前記ヘテロ原子、ＣＯＯＨ、ＳＯ３Ｈ、Ｈ２ＰＯ３、ＮＨ、ＮＨ２、ＮＨＲ、ＮＲ２、及びそれらのいずれの組み合わせのものを含むリストより選択されたものであると共に、そこでは、ラジカルＲは、アルキル又はアリールである、
有機の化合物。
【請求項３０】
請求項２９に従った有機の化合物であって、それにおいて、
前記アルキル基は、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ｉ−ブチル、及びｔ−ブチルの基より独立に選択されたものであると共に、前記アリール基は、フェニル、ベンジル、及びナフチルの基より選択されたものである、
有機の化合物。
【請求項３１】
請求項１又は３０のいずれかに従った有機の化合物であって、それにおいて、
前記大体は平面の多環式の分子の系Ｈｅｔ１又はＨｅｔ２の少なくとも一つは、テトラピロール系の大環状のフラグメントを含む、
有機の化合物。
【請求項３２】
請求項３１に従った有機の化合物であって、それにおいて、
テトラピロール系の大環状のフラグメントを含む前記の平面の多環式の分子の系は、構造１−６：
【表６】
【表７】
を含む群からの一般的な構造の式を有すると共に、そこでは、ラテン系の文字Ｍは、金属の原子又は二つの陽子（２Ｈ）を表記する、
有機の化合物。
【請求項３３】
請求項１又は３２のいずれかに従った有機の化合物であって、それにおいて、
前記大体は平面の多環式の分子の系Ｈｅｔ１又はＨｅｔ２の少なくとも一つは、リレンのフラグメントを含む、
有機の化合物。
【請求項３４】
請求項３３に従った有機の化合物であって、それにおいて、
リレンのフラグメントを含む前記の平面の多環式の分子の系は、構造７−２７：
【表８】
【表９】
【表１０】
を含む群からの一般的な構造の式を有する、
有機の化合物。
【請求項３５】
請求項１又は３２のいずれかに従った有機の化合物であって、それにおいて、
前記大体は平面の多環式の分子の系Ｈｅｔ１又はＨｅｔ２の少なくとも一つは、ナフタレンのフラグメントを含む、
有機の化合物。
【請求項３６】
請求項３５に従った有機の化合物であって、それにおいて、
ナフタレンのフラグメントを含む前記の平面の多環式の分子の系は、構造２８−２９：
【表１１】
を含む群からの一般的な構造の式を有する、
有機の化合物。
【請求項３７】
付随する図面の図４、５、６、７、８、９、又は１０を参照して実質的に上文に記載されたような及びそれに示されたような有機の化合物。
【請求項３８】
請求項１又は３０のいずれかに従った有機の化合物であって、
請求項３２及び３４の構造の式６及び９のフラグメントを含むと共に一般的な構造の式ＩＩＩ：
【化１１】
を有する、
有機の化合物。
【請求項３９】
有機の光起電力の層であって、
一般的な構造の式ＩＩ：
【化１２】
を有する少なくとも一つの有機の化合物を含むと共に、そこでは、
Ｈｅｔ１は、第一のタイプの大体は平面の多環式の分子の系である；
Ｈｅｔ２は、第二のタイプの大体は平面の多環式の分子の系である；
Ａは、強い化学的な結合を介して分子の系Ｈｅｔ２を備えた分子の系Ｈｅｔ１の側方の結合を提供する橋をかける基である；
ｎは、１、２、３、４、５、６、７、又は８である；
Ｂ１及びＢ２は、結び付ける基である；
ｉは、０、１、２、３、４、５、６、７、又は８である；
ｊは、０、１、２、３、４、５、６、７、又は８である；
Ｓ１及びＳ２は、前記有機の化合物の溶解性を提供する基である；
ｋは、０、１、２、３、４、５、６、７、又は８である；
ｍは、０、１、２、３、４、５、６、７、又は８である；
Ｄ１及びＤ２は、−ＣＨ３、−Ｃ２Ｈ５、−Ｃ３Ｈ７、−ＮＯ２、−Ｃｌ、−Ｂｒ、−Ｆ、−ＣＦ３、−ＣＮ、−ＯＨ、−ＯＣＨ３、−ＯＣ２Ｈ５、−ＯＣＯＣＨ３、−ＯＣＮ、−ＳＣＮ、−ＮＨ２、−ＮＨＣＯＣＨ３、−Ｃ２Ｓｉ（ＣＨ３）３、及び−ＣＯＮＨ２を含むリストより独立に選択された置換基である；並びに、
ｙは、０、１、２、３、４、５、６、７、又は８である；
ｚは、０、１、２、３、４、５、６、７、又は８である；
Ｘは、Ｈ＋、Ｌｉ＋、Ｎａ＋、Ｋ＋、ＮＨ４＋、Ｂａ＋＋、Ｚｎ＋＋、Ｓｒ＋＋、Ｃａ＋＋、Ｍｇ＋＋、及びそれらのいずれの組み合わせのものを含むリストからの対イオンである；
ｔは、前記有機の化合物の電気的な中性を提供する対イオンの数である；
と共に、それにおいては、
前記光起電力の層は、４００から３０００ｎｍまでの波長の範囲における少なくとも一つの予め決定されたスペクトルのサブレンジにおける電磁的な放射を吸収を有すると共に超分子を形成することが可能なものである；
分子の系Ｈｅｔ１、橋をかける基Ａ、及び分子の系Ｈｅｔ２は、励起された電子−正孔の対の解離を提供する供与体−橋かけ−受容体の系を形成することが可能なものである、
有機の光起電力の層。
【請求項４０】
請求項３９に従った有機の光起電力の層であって、それにおいて、
前記多環式の分子の系の少なくとも一つは、複素環式の分子の系である、
有機の光起電力の層。
【請求項４１】
請求項３９又は４０のいずれかに従った有機の光起電力の層であって、それにおいて、
前記第一のタイプの大体は平面の多環式の分子の系（Ｈｅｔ１）及び前記第二のタイプの少なくとも一つの大体は平面の多環式の分子の系（Ｈｅｔ２）は、４００から３０００ｎｍまでの波長の範囲における異なる予め決定されたスペクトルのサブレンジにおける電磁的な放射を吸収する、
有機の光起電力の層。
【請求項４２】
請求項３９から４１までのいずれかに従った有機の光起電力の層であって、それにおいて、
前記強い化学的な結合は、供給結合的な結合、配位結合、イオン性の結合、及びそれらのいずれの組み合わせのものを含むリストより選択されたものである、
有機の光起電力の層。
【請求項４３】
請求項３９又は４２のいずれかに従った有機の光起電力の層であって、それにおいて、
前記光起電力の層は、単一のタイプの多環式の分子の系のπ−π相互作用の手段によって形成された及び大体は前記層の平面に配向させられた縦の軸を有する柱様の超分子を有する、
有機の光起電力の層。
【請求項４４】
請求項４３に従った有機の光起電力の層であって、それにおいて、
前記柱様の超分子は、各々が他のものに対して大体は平行に位置決めされたものである、
有機の光起電力の層。
【請求項４５】
請求項４３又は４４のいずれかに従った有機の光起電力の層であって、それにおいて、
前記置換基の数及び鎖の長さは、隣接の柱様の超分子の電気的な絶縁を提供するために選択されたものである、
有機の光起電力の層。
【請求項４６】
請求項３９から４２までのいずれかに従った有機の光起電力の層であって、それにおいて、
前記光起電力の層は、前記層の平面において各々が他のものに対して大体は平行に配向させられた光起電力の繊維を含む、
有機の光起電力の層。
【請求項４７】
請求項３９から４２までのいずれかに従った有機の光起電力の層であって、
光起電力の繊維を含む少なくとも一つの織られた光起電力の層を含むと共に、それにおいて、
前記光起電力の繊維は、各々が他のものに対して大体は平行に配置されたものである、
有機の光起電力の層。
【請求項４８】
請求項３９から４２までのいずれかに従った有機の光起電力の層であって、それにおいて、
前記光起電力の層は、強い及び弱い化学的な結合の手段によって結び付ける基の側方の相互作用のおかげで前記層の平面に対して大体は平行に配向させられた平面を備えた多環式の分子の系を有する平面の超分子を有する、
有機の光起電力の層。
【請求項４９】
請求項４８に従った有機の光起電力の層であって、それにおいて、
前記の平面の超分子の少なくとも一つは、ディスク、プレート、ラメラ、リボン、又はそれらのいずれの組み合わせのものを含むリストより選択された形態を有する、
有機の光起電力の層。
【請求項５０】
請求項４８又は４９のいずれかに従った有機の光起電力の層であって、それにおいて、
前記の弱い化学的な結合は、単一の水素結合、双極子−双極子相互作用、陽イオン−π相互作用、ファン・デル・ワールス相互作用、π−π相互作用、及びそれらのいずれの組み合わせのものを含むリストより選択されたものである、
有機の光起電力の層。
【請求項５１】
請求項４８から５０までのいずれかに従った有機の光起電力の層であって、それにおいて、
前記平面の超分子は、それぞれ電子及び正孔の導電性を備えた異なる電流を伝導させる経路を提供する前記単一のタイプの多環式の分子の系のπ−π相互作用の手段によって分子のスタックを形成すると共に、それにおいて、
前記の分子のスタックは、前記有機の化合物の溶解性を提供する置換基又は／及び基のおかげでそれら自体の間で電気的に絶縁されたものである、
有機の光起電力の層。
【請求項５２】
請求項５１に従った有機の光起電力の層であって、それにおいて、
前記分子のスタックは、前記光起電力の層の平面に対して大体は垂直に配向させられたものである、
有機の光起電力の層。
【請求項５３】
請求項３９から５２までのいずれかに従った有機の光起電力の層であって、それにおいて、
前記予め決定されたスペクトルのサブレンジは、４００から７００ｎｍまでである、
有機の光起電力の層。
【請求項５４】
請求項３９から５３までのいずれかに従った有機の光起電力の層であって、それにおいて、
前記大体は平面の多環式の分子の系の少なくとも一つは、部分的に又は完全に共役させられたものである、
有機の光起電力の層。
【請求項５５】
請求項３９から５４までのいずれかに従った有機の光起電力の層であって、それにおいて、
前記大体は平面の多環式の分子の系の少なくとも一つは、窒素、酸素、硫黄、及びそれらのいずれの組み合わせのものを含むリストより選択されたヘテロ原子を含む、
有機の光起電力の層。
【請求項５６】
請求項３９から５５までのいずれかに従った有機の光起電力の層であって、それにおいて、
前記橋をかける基の少なくとも一つは、イミダゾール、ペリレン−３，４−ジカルボキシミド、ｐ−フェニレン（Ｐｈｐ）オリゴマーの系列、そこでは、ｐは、１、２、３、４、又は５である；及び、２，７−オリゴフルオレン（ＦＬｓ）オリゴマーの系列、そこでは、ｓは、１、２、３、又は４である、を含むリストより選択されたものである、
有機の光起電力の層。
【請求項５７】
請求項３９から５６までのいずれかに従った有機の光起電力の層であって、それにおいて、
前記大体は平面の多環式の分子の系Ｈｅｔ１又はＨｅｔ２の少なくとも一つは、テトラピロール系の大環状のフラグメントを含む、
有機の光起電力の層。
【請求項５８】
請求項５７に従った有機の光起電力の層であって、それにおいて、
テトラピロール系の大環状のフラグメントを含む前記の平面の多環式の分子の系は、構造１−６：
【表１２】
【表１３】
を含む群からの一般的な構造の式を有すると共に、そこでは、ラテン系の文字Ｍは、金属の原子又は二つの陽子（２Ｈ）を表記する、
有機の光起電力の層。
【請求項５９】
請求項３９から５６までのいずれかに従った有機の光起電力の層であって、それにおいて、
前記大体は平面の多環式の分子の系Ｈｅｔ１又はＨｅｔ２の少なくとも一つは、リレンのフラグメントを含む、
有機の光起電力の層。
【請求項６０】
請求項５９に従った有機の光起電力の層であって、それにおいて、
リレンのフラグメントを含む前記の平面の多環式の分子の系は、構造７−２７：
【表１４】
【表１５】
を含む群からの一般的な構造の式を有する、
有機の光起電力の層。
【請求項６１】
請求項３９から５６までのいずれかに従った有機の光起電力の層であって、それにおいて、
前記大体は平面の多環式の分子の系Ｈｅｔ１又はＨｅｔ２の少なくとも一つは、ナフタレンのフラグメントを含む、
有機の光起電力の層。
【請求項６２】
請求項６１に従った有機の光起電力の層であって、それにおいて、
ナフタレンのフラグメントを含む前記の平面の多環式の分子の系は、構造２８−２９：
【表１６】
を含む群からの一般的な構造の式を有する、
有機の光起電力の層。
【請求項６３】
請求項３９から６２までのいずれかに従った有機の光起電力の層であって、
前記光起電力の層の平面に対して大体は垂直に配向させられた分子のスタックを含む、
有機の光起電力の層。
【請求項６４】
請求項３９から６２までのいずれかに従った有機の光起電力の層であって、
前記光起電力の層の平面に大体は配向させられた平行な柱様の超分子を含む、
有機の光起電力の層。
【請求項６５】
請求項３９から６２までのいずれかに従った有機の光起電力の層であって、
前記光起電力の層の平面に大体は配向させられた平行な光起電力の繊維を含む、
有機の光起電力の層。
【請求項６６】
請求項３９から５６までのいずれかに従った有機の光起電力の層であって、それにおいて、
前記光起電力の層は、請求項５８及び６０の構造の式６及び９のフラグメントを含むと共に一般的な構造の式ＩＩＩ：
【化１３】
を有する、大体は平面の有機の化合物を含む、
有機の光起電力の層。
【請求項６７】
有機の光起電力のデバイスであって、
第一の及び第二の電極並びに前方の表面及び後方の表面を有する少なくとも一つの光起電力の層を含むと共に、それにおいて、
前記の光起電力の層は、一般的な構造の式ＩＩ：
【化１４】
を有する少なくとも一つの有機の化合物を含むと共に、そこでは、
Ｈｅｔ１は、第一のタイプの大体は平面の多環式の分子の系である；
Ｈｅｔ２は、第二のタイプの大体は平面の多環式の分子の系である；
Ａは、強い化学的な結合を介して分子の系Ｈｅｔ２を備えた分子の系Ｈｅｔ１の側方の結合を提供する橋をかける基である；
ｎは、１、２、３、４、５、６、７、又は８である；
Ｂ１及びＢ２は、結び付ける基である；
ｉは、０、１、２、３、４、５、６、７、又は８である；
ｊは、０、１、２、３、４、５、６、７、又は８である；
Ｓ１及びＳ２は、前記有機の化合物の溶解性を提供する基である；
ｋは、０、１、２、３、４、５、６、７、又は８である；
ｍは、０、１、２、３、４、５、６、７、又は８である；
Ｄ１及びＤ２は、−ＣＨ３、−Ｃ２Ｈ５、−Ｃ３Ｈ７、−ＮＯ２、−Ｃｌ、−Ｂｒ、−Ｆ、−ＣＦ３、−ＣＮ、−ＯＨ、−ＯＣＨ３、−ＯＣ２Ｈ５、−ＯＣＯＣＨ３、−ＯＣＮ、−ＳＣＮ、−ＮＨ２、−ＮＨＣＯＣＨ３、−Ｃ２Ｓｉ（ＣＨ３）３、及び−ＣＯＮＨ２を含むリストより独立に選択された置換基である；並びに、
ｙは、０、１、２、３、４、５、６、７、又は８である；
ｚは、０、１、２、３、４、５、６、７、又は８である；
Ｘは、Ｈ＋、Ｌｉ＋、Ｎａ＋、Ｋ＋、ＮＨ４＋、Ｂａ＋＋、Ｚｎ＋＋、Ｓｒ＋＋、Ｃａ＋＋、Ｍｇ＋＋、及びそれらのいずれの組み合わせのものを含むリストからの対イオンである；
ｔは、前記有機の化合物の電気的な中性を提供する対イオンの数である；
と共に、それにおいては、
前記光起電力の層は、４００から３０００ｎｍまでの波長の範囲における少なくとも一つの予め決定されたスペクトルのサブレンジにおける電磁的な放射を吸収を有すると共に超分子を形成することが可能なものである；
分子の系Ｈｅｔ１、橋をかける基Ａ、及び分子の系Ｈｅｔ２は、励起された電子−正孔の対の解離を提供する供与体−橋かけ−受容体の系を形成することが可能なものである、
有機の光起電力のデバイス。
【請求項６８】
請求項６７に従った有機の光起電力のデバイスであって、それにおいて、
前記多環式の分子の系の少なくとも一つは、複素環式の分子の系である、
有機の光起電力のデバイス。
【請求項６９】
請求項６７又は６８のいずれかに従った有機の光起電力のデバイスであって、それにおいて、
前記第一のタイプの大体は平面の多環式の分子の系（Ｈｅｔ１）及び前記第二のタイプの少なくとも一つの大体は平面の多環式の分子の系（Ｈｅｔ２）は、４００から３０００ｎｍまでの波長の範囲における異なる予め決定されたスペクトルのサブレンジにおける電磁的な放射を吸収する、
有機の光起電力のデバイス。
【請求項７０】
請求項６７から６９までのいずれかに従った有機の光起電力のデバイスであって、それにおいて、
前記強い化学的な結合は、供給結合的な結合、配位結合、イオン性の結合、及びそれらのいずれの組み合わせのものを含むリストより選択されたものである、
有機の光起電力のデバイス。
【請求項７１】
請求項６７から７０までのいずれかに従った有機の光起電力のデバイスであって、それにおいて、
前記光起電力の層は、単一のタイプの多環式の分子の系のπ−π相互作用の手段によって形成された及び大体は前記層の平面に配向させられた縦の軸を有する柱様の超分子を有する、
有機の光起電力のデバイス。
【請求項７２】
請求項７１に従った有機の光起電力のデバイスであって、それにおいて、
前記柱様の超分子は、各々が他のものに対して大体は平行に位置決めされたものである、
有機の光起電力のデバイス。
【請求項７３】
請求項７１又は７２のいずれかに従った有機の光起電力のデバイスであって、それにおいて、
前記置換基の数及び鎖の長さは、隣接の柱様の超分子の電気的な絶縁を提供するために選択されたものである、
有機の光起電力のデバイス。
【請求項７４】
請求項６７から７０までのいずれかに従った有機の光起電力のデバイスであって、それにおいて、
前記光起電力の層は、前記層の平面において各々が他のものに対して大体は平行に配向させられた光起電力の繊維を含む、
有機の光起電力のデバイス。
【請求項７５】
請求項６７から７０までのいずれかに従った有機の光起電力のデバイスであって、
光起電力の繊維を含む少なくとも一つの織られた光起電力の層を含むと共に、それにおいて、
前記光起電力の繊維は、各々が他のものに対して大体は平行に配置されたものである、
有機の光起電力のデバイス。
【請求項７６】
請求項６７から７０までのいずれかに従った有機の光起電力のデバイスであって、それにおいて、
前記光起電力の層は、強い及び弱い化学的な結合の手段によって結び付ける基の側方の相互作用のおかげで前記層の平面に対して大体は平行に配向させられた平面を備えた多環式の分子の系を有する平面の超分子を有する、
有機の光起電力のデバイス。
【請求項７７】
請求項７６に従った有機の光起電力のデバイスであって、それにおいて、
前記の平面の超分子の少なくとも一つは、ディスク、プレート、ラメラ、リボン、又はそれらのいずれの組み合わせのものを含むリストより選択された形態を有する、
有機の光起電力のデバイス。
【請求項７８】
請求項７６又は７７のいずれかに従った有機の光起電力のデバイスであって、それにおいて、
前記の弱い化学的な結合は、単一の水素結合、双極子−双極子相互作用、陽イオン−π相互作用、ファン・デル・ワールス相互作用、π−π相互作用、及びそれらのいずれの組み合わせのものを含むリストより選択されたものである、
有機の光起電力のデバイス。
【請求項７９】
請求項７６から７８までのいずれかに従った有機の光起電力のデバイスであって、それにおいて、
前記平面の超分子は、それぞれ電子及び正孔の導電性を備えた異なる電流を伝導させる経路を提供する前記単一のタイプの多環式の分子の系のπ−π相互作用の手段によって分子のスタックを形成すると共に、それにおいて、
前記の分子のスタックは、前記有機の化合物の溶解性を提供する置換基又は／及び基のおかげでそれら自体の間で電気的に絶縁されたものである、
有機の光起電力のデバイス。
【請求項８０】
請求項７９に従った有機の光起電力のデバイスであって、それにおいて、
前記分子のスタックは、前記光起電力の層の平面に対して大体は垂直に配向させられたものである、
有機の光起電力のデバイス。
【請求項８１】
請求項６７から８０までのいずれかに従った有機の光起電力のデバイスであって、それにおいて、
前記予め決定されたスペクトルのサブレンジは、４００から７００ｎｍまでである、
有機の光起電力のデバイス。
【請求項８２】
請求項６７から８１までのいずれかに従った有機の光起電力のデバイスであって、それにおいて、
前記大体は平面の多環式の分子の系の少なくとも一つは、部分的に又は完全に共役させられたものである、
有機の光起電力のデバイス。
【請求項８３】
請求項６７から８２までのいずれかに従った有機の光起電力のデバイスであって、それにおいて、
前記大体は平面の多環式の分子の系の少なくとも一つは、窒素、酸素、硫黄、及びそれらのいずれの組み合わせのものを含むリストより選択されたヘテロ原子を含む、
有機の光起電力のデバイス。
【請求項８４】
請求項６７から８３までのいずれかに従った有機の光起電力のデバイスであって、それにおいて、
前記橋をかける基の少なくとも一つは、イミダゾール、ペリレン−３，４−ジカルボキシミド、ｐ−フェニレン（Ｐｈｐ）オリゴマーの系列、そこでは、ｐは、１、２、３、４、又は５である；及び、２，７−オリゴフルオレン（ＦＬｓ）オリゴマーの系列、そこでは、ｓは、１、２、３、又は４である、を含むリストより選択されたものである、
有機の光起電力のデバイス。
【請求項８５】
請求項６７から８４までのいずれかに従った有機の光起電力のデバイスであって、それにおいて、
前記大体は平面の多環式の分子の系Ｈｅｔ１又はＨｅｔ２の少なくとも一つは、テトラピロール系の大環状のフラグメントを含む、
有機の光起電力のデバイス。
【請求項８６】
請求項８５に従った有機の光起電力のデバイスであって、それにおいて、
テトラピロール系の大環状のフラグメントを含む前記の平面の多環式の分子の系は、構造１−６：
【表１７】
【表１８】
を含む群からの一般的な構造の式を有すると共に、そこでは、ラテン系の文字Ｍは、金属の原子又は二つの陽子（２Ｈ）を表記する、
有機の光起電力のデバイス。
【請求項８７】
請求項６７から８４までのいずれかに従った有機の光起電力のデバイスであって、それにおいて、
前記大体は平面の多環式の分子の系Ｈｅｔ１又はＨｅｔ２の少なくとも一つは、リレンのフラグメントを含む、
有機の光起電力のデバイス。
【請求項８８】
請求項８７に従った有機の光起電力のデバイスであって、それにおいて、
リレンのフラグメントを含む前記の平面の多環式の分子の系は、構造７−２７：
【表１９】
【表２０】
を含む群からの一般的な構造の式を有する、
有機の光起電力のデバイス。
【請求項８９】
請求項６７から８４までのいずれかに従った有機の光起電力のデバイスであって、それにおいて、
前記大体は平面の多環式の分子の系Ｈｅｔ１又はＨｅｔ２の少なくとも一つは、ナフタレンのフラグメントを含む、
有機の光起電力のデバイス。
【請求項９０】
請求項８９に従った有機の光起電力のデバイスであって、それにおいて、
ナフタレンのフラグメントを含む前記の平面の多環式の分子の系は、構造２８−２９：
【表２１】
【表２２】
を含む群からの一般的な構造の式を有する、
有機の光起電力のデバイス。
【請求項９１】
請求項６７から９０までのいずれかに従った有機の光起電力のデバイスであって、それにおいて、
前記の電極の少なくとも一つは、入射の電磁的な放射について透明なものであると共に、それに対して前記の有機の光起電力のデバイスは、敏感なものである、
有機の光起電力のデバイス。
【請求項９２】
請求項６７から９１までのいずれかに従った有機の光起電力のデバイスであって、
それは、前記光起電力の層の平面に対して大体は垂直に配向させられた分子のスタック、少なくとも前記の光起電力の層の前方の表面の部分に形成された第一の電極、及び、少なくとも前記の光起電力の層の後方の表面の部分に形成された第二の電極、を有する、一つの前記の光起電力の層を含有する、
有機の光起電力のデバイス。
【請求項９３】
請求項９２に従った有機の光起電力のデバイスであって、それにおいて、
前記第二の電極は、前記デバイスに入射の電磁的な放射について反射性の電極である、
有機の光起電力のデバイス。
【請求項９４】
請求項６７から９１までのいずれかに従った有機の光起電力のデバイスであって、
それは、大体は前記光起電力の層の平面に配向させられた平行な柱様の超分子を有する少なくとも一つの光起電力の層、前記の光起電力の層の表面の一つの部分に作られた溝に形成された第一の電極、及び、前記の光起電力の層の同じ表面の別の部分に作られた他の溝に形成された第二の電極、を含む、
有機の光起電力のデバイス。
【請求項９５】
請求項６７から９１までのいずれかに従った有機の光起電力のデバイスであって、
それは、大体は前記光起電力の層の平面に配向させられた平行な光起電力の繊維を有する少なくとも一つの光起電力の層、前記の光起電力の層の表面の一つの部分に作られた溝に形成された第一の電極、及び、前記の光起電力の層の同じ表面の別の部分に作られた他の溝に形成された第二の電極、を含む、
有機の光起電力のデバイス。
【請求項９６】
請求項９４又は９５のいずれかに従った有機の光起電力のデバイスであって、それにおいて、
前記第二の電極は、前記デバイスに入射の電磁的な放射について反射性の電極であると共に、
前記デバイスは、さらに、追加的なリターダー層を含むと共に、
それは、前記の反射性の電極及び前記の光起電力の層の間に位置させられたものであると共に、それにおいて、
前記のリターダ層の厚さ及び光学的な異方性は、前記の電磁的な放射の偏光ベクトルの４５°の回転を保証するようにするために選択されたものである、
有機の光起電力のデバイス。
【請求項９７】
請求項９４から９６までのいずれかに従った有機の光起電力のデバイスであって、それにおいて、
前記第一の及び第二の電極は、指様の電極であると共に間の指状の構造を形成すると共に、
前記柱様の超分子は、電極の方向に対して垂直に配向させられたものである、
有機の光起電力のデバイス。
【請求項９８】
請求項９７に従った有機の光起電力のデバイスであって、それにおいて、
少なくとも一つの指様の電極の断面は、三角形の、長方形の、正方形の、円形の、Ｖに整形された形態、及びそれらのいずれの組み合わせのものを含むリストより選択された形態を有する、
有機の光起電力のデバイス。
【請求項９９】
請求項６７から９８までのいずれかに従った有機の光起電力のデバイスであって、それにおいて、
前記第一の電極は、正孔を取り入れる接触及び電子についての障壁の接触を提供する仕事関数を備えた材料で作られたものであると共に、
前記第二の電極は、正孔についての障壁の接触及び電子を取り入れる接触を提供する仕事関数を備えた材料で作られたものである、
有機の光起電力のデバイス。
【請求項１００】
請求項６７から９８までのいずれかに従った有機の光起電力のデバイスであって、それにおいて、
前記第一の電極は、光起電力の層と接触する電子受容体の層を含むと共に、
前記第二の電極は、光起電力の層と接触する電子供与体の層を含む、
有機の光起電力のデバイス。
【請求項１０１】
請求項９９又は１００のいずれかに従った有機の光起電力のデバイスであって、それにおいて、
前記電極の材料は、アルミニウム、ＩＴＯ（酸化スズインジウム）、炭素ナノチューブの導電性のコーティング、ＰＥＤＯＴ、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ層、ＬｉＦ、及びアルミニウムがドープされた亜鉛の酸化物を含むリストより選択されたものである、
有機の光起電力のデバイス。
【請求項１０２】
請求項６７から１０１までのいずれかに従った有機の光起電力のデバイスであって、
さらに、前記の電極及び前記の光起電力の層を支える基体を含む、
有機の光起電力のデバイス。
【請求項１０３】
請求項１０２に従った有機の光起電力のデバイスであって、それにおいて、
前記基体は、重合体で作られたものである、
有機の光起電力のデバイス。
【請求項１０４】
請求項１０２に従った有機の光起電力のデバイスであって、それにおいて、
前記基体は、ガラスで作られたものである、
有機の光起電力のデバイス。
【請求項１０５】
請求項１０２から１０４までのいずれかに従った有機の光起電力のデバイスであって、それにおいて、
前記基体は、前記入射の電磁的な放射について透明なものであると共に、
それに対して前記光起電力のデバイスは、敏感なものである、
有機の光起電力のデバイス。
【請求項１０６】
請求項６７に従った有機の光起電力のデバイスであって、
二つの又はより多くの光起電力の層を含むと共に、それにおいて、
前記の層は、４００から３０００ｎｍまでの波長の範囲における異なるスペクトルのサブレンジにおける電磁的な放射の吸収を保証する、一般的な構造の式ＩＩを有する異なる有機の化合物を含有する、
有機の光起電力のデバイス。
【請求項１０７】
請求項１０４に従った有機の光起電力のデバイスであって、それにおいて、
前記光起電力の層は、構造の式：
【化１５】
を有すると共に前記第一の及び第二の電極の間に配置された大体は平面の有機の化合物を含むと共に、それにおいて、
前記第一の電極は、ＩＴＯの層及び前記光起電力の層へ接触するＰＥＤＯＴ：ＰＳＳで作られた層を含むと共に、
前記第二の電極は、アルミニウムの層及び前記光起電力の層へ接触するＬｉＦで作られた層を含むと共に、それにおいて、
前記第一の電極は、正孔を取り入れる接触及び電子についての障壁の接触を提供すると共に、
前記第二の電極は、正孔についての障壁の接触及び電子を取り入れる接触を提供する、
有機の光起電力のデバイス。
【請求項１０８】
付随する図面の図１８、２０、２１、２２、２３、２５、２７、又は２８を参照して実質的に上文に記載されたような及びそれに示されたような有機の光起電力のデバイス。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４ａ】
【図２４ｂ】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４ａ】
【図２４ｂ】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【公表番号】特表２０１０−５０４９５２（Ｐ２０１０−５０４９５２Ａ）
【公表日】平成２２年２月１８日（２０１０．２．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−５２９７７８（Ｐ２００９−５２９７７８）
【出願日】平成１９年９月２６日（２００７．９．２６）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＧＢ２００７／０５０５８３
【国際公開番号】ＷＯ２００８／０３８０４７
【国際公開日】平成２０年４月３日（２００８．４．３）
【出願人】（５０９０８４６４４）クライスケード ソーラー リミテッド (1)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２２年２月１８日（２０１０．２．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年９月２６日（２００７．９．２６）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＧＢ２００７／０５０５８３
【国際公開番号】ＷＯ２００８／０３８０４７
【国際公開日】平成２０年４月３日（２００８．４．３）
【出願人】（５０９０８４６４４）クライスケード ソーラー リミテッド (1)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]