▶ ブリリアント マターズ オーガニック エレクトロニクス インク．の特許一覧
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2023-10-06
(54)【発明の名称】新規の有機電池材料及びその使用
(51)【国際特許分類】
C09K 11/06 20060101AFI20230929BHJP
H10K 85/60 20230101ALI20230929BHJP
H10K 50/155 20230101ALI20230929BHJP
H10K 50/165 20230101ALI20230929BHJP
H10K 71/13 20230101ALI20230929BHJP
H10K 71/15 20230101ALI20230929BHJP
H10K 30/50 20230101ALI20230929BHJP
H10K 30/30 20230101ALI20230929BHJP
【ＦＩ】
C09K11/06 640
H10K85/60
H10K50/155
H10K50/165
H10K71/13
H10K71/15
H10K30/50
H10K30/30
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2023540982
(86)(22)【出願日】2021-09-16
(85)【翻訳文提出日】2023-05-11
(86)【国際出願番号】 CA2021051294
(87)【国際公開番号】W WO2022056636
(87)【国際公開日】2022-03-24
(31)【優先権主張番号】63/079,147
(32)【優先日】2020-09-16
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】523093103
【氏名又は名称】ブリリアント マターズ オーガニック エレクトロニクス インク．
(74)【代理人】
【識別番号】110000659
【氏名又は名称】弁理士法人広江アソシエイツ特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】ウェルチ，グレゴリー シー．
(72)【発明者】
【氏名】ファラハト，マームード イー．
(72)【発明者】
【氏名】デインコ，セルゲイ ブイ．
【テーマコード（参考）】
3K107
5F251
【Ｆターム（参考）】
3K107AA01
3K107AA03
3K107BB01
3K107BB02
3K107DD73
3K107DD76
3K107DD78
3K107DD87
3K107EE68
3K107FF06
3K107FF14
3K107FF15
3K107FF19
3K107GG06
3K107GG07
3K107GG08
5F251AA11
5F251XA53
(57)【要約】
低強度光収穫のためのスロットダイコーティング三元ブレンドに基づく有機太陽光発電（ＯＰＶ）が、本明細書で開示される。三元ブレンドは、Ｎ－環状ペリレンジイミドベースの電子アクセプター材料、又はアアルキル－１２，１３－ジヒドロ［１，２，５］チアジアゾロ［３，４ｅ］チエノ［２’，３’’：４’，５’］チエノ［２’，３’：４，５］ピロロ［３，２－ｇ］チエノ［２’，３’：４，５］チエノ［３，２－ｂ］インドール－２，１０－ジイル）ビス（メタニリリデン））ビス（３－オキソ－２，３－ジヒドロ１Ｈ－インデン－２，１－ジイリデン）ジマロノニトリル）（ＢＴＰ）ベースの電子アクセプター材料、第２のアクセプター材料、及びポリ［（２，５－ビス（２－ヘキシルデシルオキシ）フェニレン）－ａｌｔ－（５，６－ジフルオロ－４，７－ジ（チオフェン－２－イル）ベンゾ［ｃ］［１，２，５］チアジアゾール）］（ＰＰＤＴ２ＦＢＴ）］を含む電子ドナー材料のいずれかを含む。態様では、Ｎ－環状ペリレンジイミドダイマー（ｔＰＤＩ２Ｎ－ＥＨ、ＰＤＩ）アクセプター材料を、ドナーポリマー材料（ＰＰＤＴ２ＦＢＴ）とフラーレンアクセプター［６，６］－フェニル－Ｃ６１－酪酸メチルエステル（ＰＣ６１ＢＭ）材料とのブレンドに組み込み、三元バルクヘテロジャンクション（ＢＨＪ）ブレンドを得た。更なる態様では、ＢＴＰベースの電子アクセプター材料を、ドナーポリマー材料（ＰＰＤＴ２ＦＢＴ）とフラーレンアクセプター［６，６］－フェニル－Ｃ６１－酪酸メチルエステル（ＰＣ６１ＢＭ）材料とのブレンドに組み込み、三元バルクヘテロジャンクション（ＢＨＪ）ブレンドを得た。
【選択図】図３
【選択図】図３
【特許請求の範囲】
【請求項1】
少なくとも２つの電子アクセプター材料Ａ１及びＡ２と、少なくとも１つの電子ドナー材料Ｄ１とのブレンドを含む、組成物であって、前記電子アクセプター材料のうちの１つが、Ｎ－環状ペリレンジイミドベースの電子アクセプター材料である、組成物。
【請求項2】
少なくとも２つの電子アクセプター材料Ａ１及びＡ２と、少なくとも１つの電子ドナー材料Ｄ１とのブレンドを含む、組成物であって、前記少なくとも１つの電子ドナー材料Ｄ１が、ポリ［（２，５－ビス（２－ヘキシルデシルオキシ）フェニレン）－ａｌｔ－（５，６－ジフルオロ－４，７－ジ（チオフェン－２－イル）ベンゾ［ｃ］［１，２，５］チアジアゾール）］（ＰＰＤＴ２ＦＢＴ）］を含み、前記少なくとも２つの電子アクセプター材料Ａ１及びＡ２のうちの１つが、Ｎ－環状ペリレンジイミドベースの電子アクセプター材料、又はアルキル－１２，１３－ジヒドロ［１，２，５］チアジアゾロ［３，４ｅ］チエノ［２’’，３’’：４’，５’］チエノ［２’，３’：４，５］ピロロ［３，２－ｇ］チエノ［２’，３’：４，５］チエノ［３，２－ｂ］インドール－２，１０－ジイル）ビス（メタニリリデン））ビス（３－オキソ－２，３－ジヒドロ１Ｈ－インデン－２，１－ジイリデン））ジマロノニトリル）（ＢＴＰ）ベースの電子アクセプター材料を含む、組成物。
【請求項3】
前記ブレンドが、Ｎ－環状ペリレンジイミドベースの電子アクセプター材料、第２の電子アクセプター材料、及びＰＰＤＴ２ＦＢＴを含む電子ドナー材料を含む、三元ブレンドである、請求項１又は２に記載の組成物。
【請求項4】
前記ブレンドが、ＢＴＰベースの電子アクセプター材料、第２の電子アクセプター材料、及びＰＰＤＴ２ＦＢＴを含む電子ドナー材料を含む、三元ブレンドである、請求項１又は２に記載の組成物。
【請求項5】
前記ブレンドが、約１：１．０～約１：２．０の範囲のドナー材料対アクセプター材料の質量比（ｗ／ｗ）を含む、請求項３又は４に記載の組成物。
【請求項6】
前記ドナー材料対アクセプター材料の質量比（ｗ／ｗ）が、約１：１．１～約１：１．９の範囲である、請求項５に記載の組成物。
【請求項7】
前記ドナー材料対アクセプター材料の質量比（ｗ／ｗ）が、約１：１．２～約１：１．８の範囲である、請求項６に記載の組成物。
【請求項8】
前記ドナー材料対アクセプター材料の質量比（ｗ／ｗ）が、約１：１．３～約１：１．７の範囲である、請求項７に記載の組成物。
【請求項9】
前記ドナー材料対アクセプター材料の質量比（ｗ／ｗ）が、約１：１．４～約１：１．６の範囲である、請求項８に記載の組成物。
【請求項10】
前記ドナー材料対アクセプター材料の質量比（ｗ／ｗ）が、約１：１．５である、請求項９に記載の組成物。
【請求項11】
前記ブレンドが、ＦＢＴ：ＰＣ６１ＢＭ：ＰＤＩを含む、請求項５～１０のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項12】
ＦＢＴ：ＰＣ６１ＢＭ：ＰＤＩの質量比（ｗ／ｗ）が、約１：１．３５：０．１５である、請求項１１に記載の組成物。
【請求項13】
前記ＦＢＴ：ＰＣ６１ＢＭ：ＰＤＩの質量比（ｗ／ｗ）が、約１：１．２：０．３である、請求項１１に記載の組成物。
【請求項14】
前記ＦＢＴ：ＰＣ６１ＢＭ：ＰＤＩの質量比（ｗ／ｗ）が、約１：１．０５：０．４５である、請求項１１に記載の組成物。
【請求項15】
前記ＦＢＴ：ＰＣ６１ＢＭ：ＰＤＩの質量比（ｗ／ｗ）が、約１：０．９：０．６である、請求項１１に記載の組成物。
【請求項16】
前記ＦＢＴ：ＰＣ６１ＢＭ：ＰＤＩの質量比（ｗ／ｗ）が、約１：０．７５：０．７５である、請求項１１に記載の組成物。
【請求項17】
前記ブレンドが、ＦＢＴ：ＰＣ６１ＢＭ：ＢＴＰを含む、請求項５～１０のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項18】
前記ＦＢＴ：ＰＣ６１ＢＭ：ＢＴＰの質量比（ｗ／ｗ）が、約１：１．３５：０．１５である、請求項１７に記載の組成物。
【請求項19】
前記ＦＢＴ：ＰＣ６１ＢＭ：ＢＴＰの質量比（ｗ／ｗ）が、約１：１．２：０．３である、請求項１７に記載の組成物。
【請求項20】
前記ＦＢＴ：ＰＣ６１ＢＭ：ＢＴＰの質量比（ｗ／ｗ）が、約１：１．０５：０．４５である、請求項１７に記載の組成物。
【請求項21】
前記ＦＢＴ：ＰＣ６１ＢＭ：ＢＴＰの質量比（ｗ／ｗ）が、約１：０．９：０．６である、請求項１７に記載の組成物。
【請求項22】
前記ＦＢＴ：ＰＣ６１ＢＭ：ＢＴＰの質量比（ｗ／ｗ）が、約１：０．７５：０．７５である、請求項１７に記載の組成物。
【請求項23】
前記ブレンドが、添加剤を更に含む、請求項１～２２のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項24】
前記添加剤が、前記ブレンドの約０．１重量％～約５．０重量％を占める、請求項２３に記載の組成物。
【請求項25】
前記添加剤が、前記ブレンドの約１．０重量％を占める、請求項２４に記載の組成物。
【請求項26】
前記添加剤が、ｐ－アニスアルデヒド（ＡＡ）又はジフェニルエーテル（ＤＰＥ）のうちの少なくとも１つを含む、請求項２３～２５のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項27】
前記ブレンドが、スロットダイコーティングされている、請求項１～２６のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項28】
前記ブレンドが、スピンコーティングされている、請求項１～２６のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項29】
前記ブレンドが、ハロゲンフリー溶媒からスロットダイコーティングされている、請求項２７に記載の組成物。
【請求項30】
前記ブレンドが、ハロゲンフリー溶媒からスピンコーティングされている、請求項２８に記載の組成物。
【請求項31】
前記ブレンドが、低強度光収穫に好適なバンドギャップを生成し、前記ブレンドが、低強度光収穫に好適な３８０ｎｍ～９４０ｎｍの可視光の有意な吸収を有し、前記ブレンドが、約９０ｎｍ～約５００ｎｍの範囲のフィルム厚さを有する約３８０ｎｍ～約９００ｎｍの少なくとも１０％のＥＱＥを有する、請求項１～３０のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項32】
前記ブレンドが、バルク材料又はフィルムの形態で提供される、請求項１～３１のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項33】
請求項１～３２のいずれか一項に記載の組成物を含む、光学又は電子デバイス。
【請求項34】
前記デバイスが、アノード及びカソードを更に備える、請求項３３に記載のデバイス。
【請求項35】
前記デバイスが、前記アノードと前記カソードとの間の活性層を備える、請求項３４に記載のデバイス。
【請求項36】
前記デバイスが、光起電力電池、有機トランジスタ、発光ダイオード、光検出器である、請求項３３に記載の光学又は電子デバイス。
【請求項37】
請求項１～３２のいずれか一項に記載の組成物を含む、有機半導体材料、層、又は構成要素。
【請求項38】
有機半導体材料、層、又は構成要素としての、請求項１～３２のいずれか一項に記載の組成物の使用。
【請求項39】
電子デバイスにおける、請求項１～３２のいずれか一項に記載の組成物の使用。
【請求項40】
前記電子デバイスが、光起電力電池、有機トランジスタ、発光ダイオード、又は光検出器である、請求項３９に記載の使用。
【請求項41】
インクジェット印刷のための、請求項１～３２のいずれか一項に記載の組成物の使用。
【請求項42】
スクリーン印刷のための、請求項１～３２のいずれか一項に記載の組成物の使用。
【請求項43】
フレキソ印刷のための、請求項１～３２のいずれか一項に記載の組成物の使用。
【請求項44】
オフセット印刷のための、請求項１～３２のいずれか一項に記載の組成物の使用。
【請求項45】
グラビア印刷のための、請求項１～３２のいずれか一項に記載の組成物の使用。
【請求項46】
少なくとも２つの電子アクセプター材料Ａ１及びＡ２と、少なくとも１つの電子ドナー材料Ｄ１と、を含む、ブレンドであって、前記電子アクセプター材料のうちの１つが、Ｎ－環状ペリレンジイミドベースの電子アクセプター材料である、ブレンド。
【請求項47】
少なくとも２つの電子アクセプター材料Ａ１及びＡ２と、少なくとも１つの電子ドナー材料Ｄ１と、を含む、ブレンドであって、前記少なくとも１つの電子ドナー材料Ｄ１が、ポリ［（２，５－ビス（２－ヘキシルデシルオキシ）フェニレン）－ａｌｔ－（５，６－ジフルオロ－４，７－ジ（チオフェン－２－イル）ベンゾ［ｃ］［１，２，５］チアジアゾール）］（ＰＰＤＴ２ＦＢＴ）］を含み、前記少なくとも２つの電子アクセプター材料Ａ１及びＡ２のうちの１つが、Ｎ－環状ペリレンジイミドベースの電子アクセプター材料、又はアルキル－１２，１３－ジヒドロ［１，２，５］チアジアゾロ［３，４ｅ］チエノ［２’’，３’’：４’，５’］チエノ［２’，３’：４，５］ピロロ［３，２－ｇ］チエノ［２’，３’：４，５］チエノ［３，２－ｂ］インドール－２，１０－ジイル）ビス（メタニリリデン））ビス（３－オキソ－２，３－ジヒドロ１Ｈ－インデン－２，１－ジイリデン））ジマロノニトリル）（ＢＴＰ）ベースの電子アクセプター材料を含む、ブレンド。
【請求項48】
前記ブレンドが、Ｎ－環状ペリレンジイミドベースの電子アクセプター材料、第２の電子アクセプター材料、及びＰＰＤＴ２ＦＢＴを含む電子ドナー材料を含む、三元ブレンドである、請求項４６又は４７に記載のブレンド。
【請求項49】
前記ブレンドが、ＢＴＰベースの電子アクセプター材料、第２の電子アクセプター材料、及びＰＰＤＴ２ＦＢＴを含む電子ドナー材料を含む、三元ブレンドである、請求項４６又は４７に記載のブレンド。
【請求項50】
前記ブレンドが、約１：１．０～約１：２．０の範囲のドナー材料対アクセプター材料の質量比（ｗ／ｗ）を含む、請求項４８又は４９に記載のブレンド。
【請求項51】
前記ドナー材料対アクセプター材料の質量比（ｗ／ｗ）が、約１：１．１～約１：１．９の範囲である、請求項５０に記載のブレンド。
【請求項52】
前記ドナー材料対アクセプター材料の質量比（ｗ／ｗ）が、約１：１．２～約１：１．８の範囲である、請求項５１に記載のブレンド。
【請求項53】
前記ドナー材料対アクセプター材料の質量比（ｗ／ｗ）が、約１：１．３～約１：１．７の範囲である、請求項５２に記載のブレンド。
【請求項54】
前記ドナー材料対アクセプター材料の質量比（ｗ／ｗ）が、約１：１．４～約１：１．６の範囲である、請求項５３に記載のブレンド。
【請求項55】
前記ドナー材料対アクセプター材料の質量比（ｗ／ｗ）が、約１：１．５である、請求項５４に記載のブレンド。
【請求項56】
前記ブレンドが、ＦＢＴ：ＰＣ６１ＢＭ：ＰＤＩを含む、請求項５０～５５のいずれか一項に記載のブレンド。
【請求項57】
前記ＦＢＴ：ＰＣ６１ＢＭ：ＰＤＩの質量比（ｗ／ｗ）が、約１：１．３５：０．１５である、請求項５６に記載のブレンド。
【請求項58】
前記ＦＢＴ：ＰＣ６１ＢＭ：ＰＤＩの質量比（ｗ／ｗ）が、約１：１．２：０．３である、請求項５６に記載のブレンド。
【請求項59】
前記ＦＢＴ：ＰＣ６１ＢＭ：ＰＤＩの質量比（ｗ／ｗ）が、約１：１．０５：０．４５である、請求項５６に記載のブレンド。
【請求項60】
前記ＦＢＴ：ＰＣ６１ＢＭ：ＰＤＩの質量比（ｗ／ｗ）が、約１：０．９：０．６である、請求項５６に記載のブレンド。
【請求項61】
前記ＦＢＴ：ＰＣ６１ＢＭ：ＰＤＩの質量比（ｗ／ｗ）が、約１：０．７５：０．７５である、請求項５６に記載のブレンド。
【請求項62】
前記ブレンドが、ＦＢＴ：ＰＣ６１ＢＭ：ＢＴＰを含む、請求項５０～５５のいずれか一項に記載のブレンド。
【請求項63】
前記ＦＢＴ：ＰＣ６１ＢＭ：ＢＴＰの質量比（ｗ／ｗ）が、約１：１．３５：０．１５である、請求項６２に記載のブレンド。
【請求項64】
前記ＦＢＴ：ＰＣ６１ＢＭ：ＢＴＰの質量比（ｗ／ｗ）が、約１：１．２：０．３である、請求項６２に記載のブレンド。
【請求項65】
前記ＦＢＴ：ＰＣ６１ＢＭ：ＢＴＰの質量比（ｗ／ｗ）が、約１：１．０５：０．４５である、請求項６２に記載のブレンド。
【請求項66】
前記ＦＢＴ：ＰＣ６１ＢＭ：ＢＴＰの質量比（ｗ／ｗ）が、約１：０．９：０．６である、請求項６２に記載のブレンド。
【請求項67】
前記ＦＢＴ：ＰＣ６１ＢＭ：ＢＴＰの質量比（ｗ／ｗ）が、約１：０．７５：０．７５である、請求項６２に記載のブレンド。
【請求項68】
前記ブレンドが、添加剤を更に含む、請求項４６～６７のいずれか一項に記載のブレンド。
【請求項69】
前記添加剤が、前記ブレンドの約０．１重量％～約５．０重量％を占める、請求項６８に記載のブレンド。
【請求項70】
前記添加剤が、前記ブレンドの約１．０重量％を占める、請求項６９に記載のブレンド。
【請求項71】
前記添加剤が、ｐ－アニスアルデヒド（ＡＡ）又はジフェニルエーテル（ＤＰＥ）のうちの少なくとも１つを含む、請求項６８～７０のいずれか一項に記載のブレンド。
【請求項72】
前記ブレンドが、スロットダイコーティングされている、請求項４６～７１のいずれか一項に記載のブレンド。
【請求項73】
前記ブレンドが、スピンコーティングされている、請求項４６～７１のいずれか一項に記載のブレンド。
【請求項74】
前記ブレンドが、ハロゲンフリー溶媒からスロットダイコーティングされている、請求項７２に記載のブレンド。
【請求項75】
前記ブレンドが、ハロゲンフリー溶媒からスピンコーティングされている、請求項７３に記載のブレンド。
【請求項76】
前記ブレンドが、低強度光収穫に好適なバンドギャップを生成し、前記ブレンドが、低強度光収穫に好適な３８０ｎｍ～９４０ｎｍの可視光の有意な吸収を有し、前記ブレンドが、約９０ｎｍ～約５００ｎｍの範囲のフィルム厚さを有する約３８０ｎｍ～約９００ｎｍの少なくとも１０％のＥＱＥを有する、請求項４６～７５のいずれか一項に記載のブレンド。
【請求項77】
前記ブレンドが、バルク材料又はフィルムの形態で提供される、請求項４６～７６のいずれか一項に記載のブレンド。
【請求項78】
請求項４６～７７のいずれか一項に記載のブレンドを含む、光学又は電子デバイス。
【請求項79】
前記デバイスが、アノード及びカソードを更に備える、請求項７８に記載のデバイス。
【請求項80】
前記デバイスが、前記アノードと前記カソードとの間の活性層を備える、請求項７９に記載のデバイス。
【請求項81】
前記デバイスが、光起電力電池、有機トランジスタ、発光ダイオード、光検出器である、請求項７８に記載の光学又は電子デバイス。
【請求項82】
請求項４６～７７のいずれか一項に記載のブレンドを含む、有機半導体材料、層、又は構成要素。
【請求項83】
有機半導体材料、層、又は構成要素としての、請求項４６～７７のいずれか一項に記載のブレンドの使用。
【請求項84】
電子デバイスにおける、請求項４６～７７のいずれか一項に記載のブレンドの使用。
【請求項85】
前記電子デバイスが、光起電力電池、有機トランジスタ、発光ダイオード、又は光検出器である、請求項８４に記載の使用。
【請求項86】
インクジェット印刷のための、請求項４６～７７のいずれか一項に記載のブレンドの使用。
【請求項87】
スクリーン印刷のための、請求項４６～７７のいずれか一項に記載のブレンドの使用。
【請求項88】
フレキソ印刷のための、請求項４６～７７のいずれか一項に記載のブレンドの使用。
【請求項89】
オフセット印刷のための、請求項４６～７７のいずれか一項に記載のブレンドの使用。
【請求項90】
グラビア印刷のための、請求項４６～７７のいずれか一項に記載のブレンドの使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
関連出願の相互参照
本出願は、２０２０年９月１６日に出願された米国仮出願第６３／０７９，１４７号の利益を主張する。参照出願の内容は、参照により本出願に組み込まれる。
本出願は、２０２０年９月１６日に出願された米国仮出願第６３／０７９，１４７号の利益を主張する。参照出願の内容は、参照により本出願に組み込まれる。
【0002】
本開示は、新規の有機電池材料及びその使用に広く関する。より具体的には、限定的ではないが、本開示は、低強度の屋内光収穫のための新規のスロットダイコーティング及びスピンコーティングされた三元ブレンドに関する。更に、より具体的には、限定的ではないが、本開示は、三元バルクヘテロジャンクション（ＢＨＪ）ブレンドに基づく新規の有機電池材料に関する。本開示はまた、三元バルクヘテロジャンクション（ＢＨＪ）ブレンドに基づく新規の有機電池材料の調製のためのプロセスに関する。更に、本開示は、有機エレクトロニクスにおける新規の有機電池材料の使用に関する。
【背景技術】
【0003】
屋内太陽光発電（ｉＰＶ）は、人工光の収穫を目的としており、モノのインターネット（ＩｏＴ）システムの電源として重要な役割を果たすことが期待されている。ｉＰＶの即時の市場参入ポイントの１つは、小型電子デバイスに電力を供給することであり、今後１０年以内に数百億台のデバイスが設置されると期待されている。５００ルクス（オフィススペース）及び１０００ルクス（工場）の範囲の屋内光強度は、小型ｉＰＶモジュールを使用する場合に＞１００μＷの電力を提供するのに十分である。この電力は、無線周波数識別（ＲＦＩＤ）タグ（約１０μＷ）、エコビーサーモスタット（約１８μＷ）、及びパッシブＷｉＦｉ（約６０μＷ）などのスマートＩｏＴデバイスを供給するのに十分足りている。ｉＰＶ展開にとって重要なのは、以下のとおりである：ｉ）活性層のバンドギャップエンジニアリング－ＬＥＤ照明の発光に一致する中程度のバンドギャップ（可視範囲の光吸収）を有する光活性材料を用いること、ｉｉ）低照度下での電圧損失を相殺するための高いＶｏｃ値［１］、及びｉｉｉ）大規模なデバイス性能を審査すること。
【0004】
第１の点では、様々な光活性材料は、色素増感された［２］ペロブスカイト［３］及び有機［４］半導体を含むｉＰＶに向けての実現可能性をもたらす。これらのうち、有機太陽光発電（ＯＰＶ）は、いくつかの理由から、屋内光リサイクル用途の理想的な候補として際立っている。実現可能性の観点から、ＯＰＶデバイスの電力変換効率（ＰＣＥ）は、１太陽照明（ＡＭ１．５Ｇ、１００ｍＷ／ｃｍ２）下での単接合セルで１８％に達している。［５］ＯＰＶは、電磁スペクトルの可視領域（すなわち、人工屋内光の発光スペクトルと重複する）で高い励起子係数を有する有機発色団から構築された活性層を有する。ＯＰＶは、ハロゲンフリー溶媒［６］から軽量基板に容易に溶液処理され、種々の形態因子に適合させることができる。更に、ＯＰＶは、ブレードコーティング及びスロットダイコーティングなどの様々なコーティング技術との互換性が高く、大規模な製造に理想的である。
【0005】
無機太陽光発電と比較して、ＯＰＶは、１太陽照明下でＰＣＥが低い。しかしながら、可変光吸収性が高く、低光強度下での電流漏れが少ないことから、ＯＰＶは、無機技術よりも屋内光エネルギーの収穫において効率的な性能を示している。小さい電流漏れは、大規模生産に不可欠であるより高い充填係数（ＦＦ）を有するより厚い活性層を可能にすることができる。更に、薄暗い照明下でのＯＰＶの性能に対する直列抵抗の影響が小さいため、一般的なインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）電極の交換が実現可能になり、低コストで持続可能な透明導電電極の使用が可能になる。
【0006】
スーパーコンデンサ及びワイヤレスセンサノードの充電のための概念実証ｉＯＰＶ（屋内有機太陽光発電）が確立されている。それにもかかわらず、屋内光照明下でのＯＰＶデバイスの性能は、理論上の最大ＰＣＥ値（約５１－５７％）からはまだ遠く離れており、［７］更なる調査及び最適化が必要である。
【0007】
半結晶性ポリ［（２，５－ビス（２－ヘキシルデシルオキシ）フェニレン）－ａｌｔ－（５，６－ジフルオロ－４，７－ジ（チオフェン－２－イル）ベンゾ［ｃ］［１，２，５］チアジアゾール）］（ＰＰＤＴ２ＦＢＴ、本明細書ではＦＢＴと呼ばれる）及び［６，６］－フェニル－Ｃ７１－酪酸メチルエステル（ＰＣ７１ＢＭ）から構成される二元ブレンド系が最近報告されている。９％のＰＣＥを有し、厚い活性層（約３００ｎｍ）を有し、かつ高い熱安定性を呈するＯＰＶデバイスを得た。活性層をスロットダイコーティング（ロールツーロール互換技術）を介して容易に処理し、１太陽下で７．５％のデバイスＰＣＥをもたらす。ＬＥＤ照明（１０００ルクス）下での評価では、ＰＣＥが１６％に増加したことが示された。［８］三元ブレンドアプローチを使用したｉＯＰＶ構築のためのこのＦＢＴ：フラーレン光活性層の使用が報告されている。三元ブレンドは、以前は、スペクトルマッチングの増加、損失プロセスを最小限に抑えるためのエネルギーカスケードによるデバイスのＶｏｃ≧１Ｖの増加、及び組換え上の輸送の増強のための活性層形態の制御を介して、デバイスの光電流生成を増強するために使用されてきた。
【0008】
二元［９－１２］及び三元［１３］ＯＰＶの両方における非フラーレンアクセプター（ＮＦＡ）としてのＮ－環状ペリレンジイミドダイマーｔＰＤＩ２Ｎ－ＥＨ（ＰＤＩ）の使用が報告されている。ＦＢＴ：ＰＤＩ（ｏ－キシレンからスロットダイコーティングされた活性層）に基づくデバイスは、１太陽下及び１０００ルクスの照度下で、それぞれ１．０２Ｖ及び０．８４Ｖの高いＶｏｃ値を呈し、各ケースでＰＣＥが４％及び９％であった［１４］。対照的に、ＦＢＴ：ＰＣ６１ＢＭ活性層を有するＯＰＶは、１太陽下及び１０００ルクスの照度下で、それぞれＰＣＥが８％及び１４％であったが、Ｖｏｃ値が０．７８Ｖ以下であった［１４］。更に、ＰＤＩは、第３の構成要素として使用する場合、ＰＢＤＢ－Ｔ：ＰＣ６１ＢＭベースのＯＰＶのＶｏｃを有意に上昇させることができると報告されている［１３］。
【発明の概要】
【0009】
本開示は、新規の有機電池材料及びその使用に広く関する。より具体的には、限定的ではないが、本開示は、低強度の屋内光収穫のための新規のスロットダイコーティング及びスピンコーティングされた三元ブレンドに関する。更に、より具体的には、限定的ではないが、本開示は、三元バルクヘテロジャンクション（ＢＨＪ）ブレンドに基づく新規の有機電池材料に関する。本開示はまた、三元バルクヘテロジャンクション（ＢＨＪ）ブレンドに基づく新規の有機電池材料の調製のためのプロセスに関する。更に、本開示は、有機エレクトロニクスにおける新規の有機電池材料の使用に関する。
【0010】
屋内光照明下での現在のＯＰＶデバイスの性能に関連する問題の解決策が発見された。概して、解決策は、電子ドナー材料と少なくとも２つの電子アクセプター材料とを含む、三元ブレンドの発見の中に存在する。態様では、本開示は、電子ドナー材料、Ｎ－環状ペリレンジイミドベースの電子アクセプター材料、及び少なくとも第２の電子アクセプター材料から構成される三元ブレンドに関する。更なる態様では、本開示は、電子ドナー材料、アルキル－１２，１３－ジヒドロ［１，２，５］チアジアゾロ［３，４ｅ］チエノ［２’’，３’’：４’，５’］チエノ［２’，３’：４，５］ピロロ［３，２－ｇ］チエノ［２’，３’：４，５］チエノ［３，２－ｂ］インドール－２，１０－ジイル）ビス（メタニリリデン））ビス（３－オキソ－２，３－ジヒドロ１Ｈ－インデン－２，１－ジイリデン））ジマロノニトリル）（ＢＴＰ）ベースの電子アクセプター材料、及び少なくとも第２の電子アクセプター材料から構成される三元ブレンドに関する。これらの三元ブレンドは、効率的な屋内光収穫のためにＯＰＶに使用され得る。三元ブレンドの１つの利点は、それらが環境に優しい溶媒（例えば、ハロゲンフリー溶媒）から効率的にスロットダイコーティングされ、屋内光リサイクル用途のための大面積効率的なＯＰＶへの道を開くことができることである。
【0011】
態様では、本開示は、少なくとも２つの電子アクセプター材料Ａ１及びＡ２と、少なくとも１つの電子ドナー材料Ｄ１とのブレンドを含む、組成物に関し、電子アクセプター材料のうちの１つは、Ｎ－環状ペリレンジイミドベースの電子アクセプター材料である。本開示の実施形態では、Ｎ－環状ペリレンジイミドベースの電子アクセプター材料は、ＰＤＩを含む。本開示の実施形態では、ＰＤＩは、モノマー又はダイマーであり得る。態様では、本開示は、Ｎ－環状ペリレンジイミドベースの電子アクセプター材料、第２のアクセプター材料、及び電子ドナー材料を含む、三元ブレンドに関する。本開示の実施形態では、Ｎ－環状ペリレンジイミドベースの電子アクセプター材料は、ＰＤＩを含む。本開示の実施形態では、ＰＤＩは、モノマー又はダイマーであり得る。本開示の実施形態では、ドナー材料とアクセプター材料との質量比（ｗ／ｗ）は、約１：１．０～約１：２．０、例えば、約１：１．１～約１：１．９、例えば、約１：１．２～約１：１．８、例えば、約１：１．３～約１：１．７、例えば、約１：１．４～約１：１．６、又はその中で導出可能な任意の範囲であり得る。特定の実施形態では、三元ブレンドは、約１：１．５のドナー：アクセプター比（ｗ／ｗ）を含む。本開示の更なる実施形態では、三元ブレンドは、環境に優しい溶媒（例えば、ハロゲンフリー溶媒）からスロットダイコーティングされている。
【0012】
態様では、本開示は、Ｎ－環状ペリレンジイミドベースの電子アクセプター材料、第２の電子アクセプター材料、及び電子ドナー材料を含む、三元ブレンドに関する。本開示の実施形態では、Ｎ－環状ペリレンジイミドベースの電子アクセプター材料は、ＰＤＩを含む。本開示の実施形態では、ＰＤＩは、モノマー又はダイマーであり得る。本開示の実施形態では、三元ブレンドは、ＦＢＴ：ＰＣ６１ＢＭ：ＰＤＩを含む。本開示の更なる実施形態では、三元ブレンドは、約１：１．３５：０．１５のＦＢＴ：ＰＣ６１ＢＭ：ＰＤＩの重量比を含む。本開示の更なる実施形態では、三元ブレンドは、約１：１．２：０．３のＦＢＴ：ＰＣ６１ＢＭ：ＰＤＩの重量比を含む。本開示の更なる実施形態では、三元ブレンドは、約１：１．０５：０．４５のＦＢＴ：ＰＣ６１ＢＭ：ＰＤＩの重量比を含む。本開示の更なる実施形態では、三元ブレンドは、約１：０．９：０．６のＦＢＴ：ＰＣ６１ＢＭ：ＰＤＩの重量比を含む。本開示の更なる実施形態では、三元ブレンドは、約１：０．７５：０．７５のＦＢＴ：ＰＣ６１ＢＭ：ＰＤＩの重量比を含む。本開示の態様では、三元ブレンドは、添加剤を更に含む。実施形態では、添加剤は、三元ブレンドの約０．１重量％～約５重量％を占める。更なる実施形態では、添加剤は、三元ブレンドの約１重量％を占める。更に別の実施形態では、添加剤は、ｐ－アニスアルデヒド（ＡＡ）又はジフェニルエーテル（ＤＰＥ）のうちの少なくとも１つを含む。本開示の更なる実施形態では、三元ブレンドは、環境に優しい溶媒（例えば、ハロゲンフリー溶媒）からスロットダイコーティングされている。
【0013】
態様では、本開示は、Ｎ－環状ペリレンジイミドベースの電子アクセプター材料、第２の電子アクセプター材料、及び電子ドナー材料を含む、三元ブレンドに関する。本開示の実施形態では、三元ブレンドは、ＦＢＴ：ＰＣ６１ＢＭ：ＰＤＩを含む。本開示の更なる態様では、三元ブレンド材料は、完全な屋内ＬＥＤ発光スペクトルと十分に一致するバンドギャップを呈する。
【0014】
態様では、本開示は、少なくとも２つの電子アクセプター材料Ａ１及びＡ２と、少なくとも１つの電子ドナー材料Ｄ１とのブレンドを含む、組成物に関し、電子アクセプター材料のうちの１つは、アルキル－１２，１３－ジヒドロ［１，２，５］チアジアゾロ［３，４ｅ］チエノ［２’’，３’’：４’，５’］チエノ［２’，３’：４，５］ピロロ［３，２－ｇ］チエノ［２’，３’：４，５］チエノ［３，２－ｂ］インドール－２，１０－ジイル）ビス（メタニリリデン））ビス（３－オキソ－２，３－ジヒドロ１Ｈ－インデン－２，１－ジイリデン）ジマロノニトリル）（ＢＴＰ）ベースの電子アクセプター材料である。態様では、本開示は、アルキル－１２，１３－ジヒドロ［１，２，５］チアジアゾロ［３，４ｅ］チエノ［２’’，３’’：４’，５’］チエノ［２’，３’：４，５］ピロロ［３，２－ｇ］チエノ［２’，３’：４，５］チエノ［３，２－ｂ］インドール－２，１０－ジイル）ビス（メタニリリデン））ビス（３－オキソ－２，３－ジヒドロ１Ｈ－インデン－２，１－ジイリデン）ジマロノニトリル）（ＢＴＰ）ベースの電子アクセプター材料、第２のアクセプター材料、及び電子ドナー材料を含む、三元ブレンドに関する。本開示の実施形態では、ドナー材料とアクセプター材料との質量比（ｗ／ｗ）は、約１：１．０～約１：２．０、例えば、約１：１．１～約１：１．９、例えば、約１：１．２～約１：１．８、例えば、約１：１．３～約１：１．７、例えば、約１：１．４～約１：１．６、又はその中で導出可能な任意の範囲であり得る。特定の実施形態では、三元ブレンドは、約１：１．５のドナー：アクセプター比（ｗ／ｗ）を含む。本開示の更なる実施形態では、三元ブレンドは、環境に優しい溶媒（例えば、ハロゲンフリー溶媒）からスロットダイコーティングされている。
【0015】
態様では、本開示は、アルキル－１２，１３－ジヒドロ［１，２，５］チアジアゾロ［３，４ｅ］チエノ［２’’，３’’：４’，５］チエノ［２’，３’：４，５］ピロロ［３，２－ｇ］チエノ［２’，３’：４，５］チエノ［３，２－ｂ］インドール－２，１０－ジイル）ビス（メタニリリデン））ビス（３－オキソ－２，３－ジヒドロ１Ｈ－インデン－２，１－ジイリデン）ジマロノニトリル）（ＢＴＰ）ベースの電子アクセプター材料、第２の電子アクセプター材料、及び電子ドナー材料を含む、三元ブレンドに関する。本開示の実施形態では、三元ブレンドは、ＦＢＴ：ＰＣ６１ＢＭ：ＢＴＰを含む。本開示の更なる実施形態では、三元ブレンドは、約１：１．３５：０．１５のＦＢＴ：ＰＣ６１ＢＭ：ＢＴＰの重量比を含む。本開示の更なる実施形態では、三元ブレンドは、約１：１．２：０．３のＦＢＴ：ＰＣ６１ＢＭ：ＢＴＰの重量比を含む。本開示の更なる実施形態では、三元ブレンドは、約１：１．０５：０．４５のＦＢＴ：ＰＣ６１ＢＭ：ＢＴＰの重量比を含む。本開示の更なる実施形態では、三元ブレンドは、約１：０．９：０．６のＦＢＴ：ＰＣ６１ＢＭ：ＰＤＩの重量比を含む。本開示の更なる実施形態では、三元ブレンドは、約１：０．７５：０．７５のＦＢＴ：ＰＣ６１ＢＭ：ＢＴＰの重量比を含む。本開示の態様では、三元ブレンドは、添加剤を更に含む。実施形態では、添加剤は、三元ブレンドの約０．１重量％～約５重量％を占める。更なる実施形態では、添加剤は、三元ブレンドの約１重量％を占める。更に別の実施形態では、添加剤は、ｐ－アニスアルデヒド（ＡＡ）又はジフェニルエーテル（ＤＰＥ）のうちの少なくとも１つを含む。本開示の更なる実施形態では、三元ブレンドは、環境に優しい溶媒（例えば、ハロゲンフリー溶媒）からスロットダイコーティングされている。
【0016】
態様では、本開示は、アルキル－１２，１３－ジヒドロ［１，２，５］チアジアゾロ［３，４ｅ］チエノ［２’’，３’’：４’，５］チエノ［２’，３’：４，５］ピロロ［３，２－ｇ］チエノ［２’，３’：４，５］チエノ［３，２－ｂ］インドール－２，１０－ジイル）ビス（メタニリリデン））ビス（３－オキソ－２，３－ジヒドロ１Ｈ－インデン－２，１－ジイリデン）ジマロノニトリル）（ＢＴＰ）ベースの電子アクセプター材料、第２の電子アクセプター材料、及び電子ドナー材料を含む、三元ブレンドに関する。本開示の実施形態では、三元ブレンドは、ＦＢＴ：ＰＣ６１ＢＭ：ＢＴＰを含む。本開示の更なる態様では、三元ブレンド材料は、完全な屋内ＬＥＤ発光スペクトルと十分に一致するバンドギャップを呈する。
【0017】
態様では、本開示は、高い熱安定性、厚さ公差、及び強い可視光吸収を有するｉＯＰＶ構築のための光活性層に関する。実施形態では、光活性層は、Ｎ－環状ペリレンジイミドベースの電子アクセプター材料、第２の電子アクセプター材料、及び電子ドナー材料を含む、三元ブレンドを含む。本開示の実施形態では、三元ブレンドは、ＦＢＴ：ＰＣ６１ＢＭ：ＰＤＩを含む。更なる実施形態では、光活性層は、アルキル－１２，１３－ジヒドロ［１，２，５］チアジアゾロ［３，４ｅ］チエノ［２’’，３’’：４’，５］チエノ［２’，３’：４，５］ピロロ［３，２－ｇ］チエノ［２’，３’：４，５］チエノ［３，２－ｂ］インドール－２，１０－ジイル）ビス（メタニリリデン））ビス（３－オキソ－２，３－ジヒドロ１Ｈ－インデン－２，１－ジイリデン）ジマロノニトリル）（ＢＴＰ）ベースの電子アクセプター材料、第２の電子アクセプター材料、及び電子ドナー材料を含む、三元ブレンドを含む。本開示の更なる実施形態では、三元ブレンドは、ＦＢＴ：ＰＣ６１ＢＭ：ＢＴＰを含む。本開示の更に別の実施形態では、三元ブレンドは、環境に優しい溶媒（例えば、ハロゲンフリー溶媒）からスロットダイコーティングされている。
【0018】
態様では、本開示は、デバイスの光電流生成を増強するための、Ｎ－環状ペリレンジイミドベースの電子アクセプター材料、第２の電子アクセプター材料、及び電子ドナー材料を含む、三元ブレンドの使用に関する。本開示の実施形態では、三元ブレンドは、ＦＢＴ：ＰＣ６１ＢＭ：ＰＤＩを含む。本開示の実施形態では、デバイスは、ｉＰＶである。実施形態では、ｉＰＶは、ＩｏＴベースのデバイスと効果的に統合することができる。
【0019】
態様では、本開示は、デバイスの光電流生成を増強するための、アルキル－１２，１３－ジヒドロ［１，２，５］チアジアゾロ［３，４ｅ］チエノ［２’，３’’：４’，５’］チエノ［２’，３’：４，５］ピロロ［３，２－ｇ］チエノ［２’，３’：４，５］チエノ［３，２－ｂ］インドール－２，１０－ジイル）ビス（メタニリリデン））ビス（３－オキソ－２，３－ジヒドロ１Ｈ－インデン－２，１－ジイリデン）ジマロノニトリル）（ＢＴＰ）ベースの電子アクセプター材料、第２の電子アクセプター材料、及び電子ドナー材料を含む、三元ブレンドの使用に関する。本開示の実施形態では、三元ブレンドは、ＦＢＴ：ＰＣ６１ＢＭ：ＢＴＰを含む。本開示の実施形態では、デバイスは、ｉＰＶである。実施形態では、ｉＰＶは、ＩｏＴベースのデバイスと効果的に統合することができる。
【0020】
態様では、本開示は、デバイスの光電流生成を増強するための、Ｎ－環状ペリレンジイミドベースの電子アクセプター材料、第２の電子アクセプター材料、及び電子ドナー材料を含む、三元ブレンドの使用に関する。本開示の実施形態では、三元ブレンドは、ＦＢＴ：ＰＣ６１ＢＭ：ＰＤＩを含む。本開示の実施形態では、デバイスは、屋内光リサイクルに使用されるＯＰＶである。
【0021】
態様では、本開示は、デバイスの光電流生成を増強するための、アルキル－１２，１３－ジヒドロ［１，２，５］チアジアゾロ［３，４ｅ］チエノ［２’，３’’：４’，５’］チエノ［２’，３’：４，５］ピロロ［３，２－ｇ］チエノ［２’，３’：４，５］チエノ［３，２－ｂ］インドール－２，１０－ジイル）ビス（メタニリリデン））ビス（３－オキソ－２，３－ジヒドロ１Ｈ－インデン－２，１－ジイリデン）ジマロノニトリル）（ＢＴＰ）ベースの電子アクセプター材料、第２の電子アクセプター材料、及び電子ドナー材料を含む、三元ブレンドの使用に関する。本開示の実施形態では、三元ブレンドは、ＦＢＴ：ＰＣ６１ＢＭ：ＢＴＰを含む。本開示の実施形態では、デバイスは、屋内光リサイクルに使用されるＯＰＶである。
【0022】
態様では、本開示は、有機半導体材料、層、又は構成要素としての、Ｎ－環状ペリレンジイミドベースの電子アクセプター材料、第２の電子アクセプター材料、及び電子ドナー材料を含む、三元ブレンドの使用に関する。
【0023】
態様では、本開示は、有機半導体材料、層、又は構成要素としての、アルキル－１２，１３－ジヒドロ［１，２，５］チアジアゾロ［３，４ｅ］チエノ［２’，３’’：４’，５’］チエノ［２’，３’：４，５］ピロロ［３，２－ｇ］チエノ［２’，３’：４，５］チエノ［３，２－ｂ］インドール－２，１０－ジイル）ビス（メタニリリデン））ビス（３－オキソ－２，３－ジヒドロ１Ｈ－インデン－２，１－ジイリデン）ジマロノニトリル）（ＢＴＰ）ベースの電子アクセプター材料、第２の電子アクセプター材料、及び電子ドナー材料を含む、三元ブレンドの使用に関する。
【0024】
態様では、本開示は、Ｎ－環状ペリレンジイミドベースの電子アクセプター材料、第２の電子アクセプター材料、及び電子ドナー材料を含む、三元ブレンドを含む、電子デバイスに関する。本開示の実施形態では、電子デバイスは、ＯＰＶデバイスである。本開示の更なる実施形態では、ＯＰＶは、屋内光収穫のために使用される。
【0025】
態様では、本開示は、アルキル－１２，１３－ジヒドロ［１，２，５］チアジアゾロ［３，４ｅ］チエノ［２’’，３’：４’，５’］チエノ［２’，３’：４，５］ピロロ［３，２－ｇ］チエノ［２’，３’：４，５］チエノ［３，２－ｂ］インドール－２，１０－ジイル）ビス（メタニリリデン））ビス（３－オキソ－２，３－ジヒドロ１Ｈ－インデン－２，１－ジイリデン）ジマロニトリル）（ＢＴＰ）ベースの電子アクセプター材料、第２の電子アクセプター材料、及び電子ドナー材料を含む、三元ブレンドを含む、電子デバイスに関する。本開示の実施形態では、電子デバイスは、ＯＰＶデバイスである。本開示の更なる実施形態では、ＯＰＶは、屋内光収穫のために使用される。
【0026】
本開示の文脈において開示されるのは、実施形態１～９０である。実施形態１は、少なくとも２つの電子アクセプター材料Ａ１及びＡ２と、少なくとも１つの電子ドナー材料Ｄ１とのブレンドを含む、組成物であって、電子アクセプター材料のうちの１つが、Ｎ－環状ペリレンジイミドベースの電子アクセプター材料である、組成物である。実施形態２は、少なくとも２つの電子アクセプター材料Ａ１及びＡ２と、少なくとも１つの電子ドナー材料Ｄ１とのブレンドを含む、組成物であって、少なくとも１つの電子ドナー材料Ｄ１が、ポリ［（２，５－ビス（２－ヘキシルデシルオキシ）フェニレン）－ａｌｔ－（５，６－ジフルオロ－４，７－ジ（チオフェン－２－イル）ベンゾ［ｃ］［１，２，５］チアジアゾール）］（ＰＰＤＴ２ＦＢＴ）］を含み、少なくとも２つの電子アクセプター材料Ａ１及びＡ２のうちの１つが、Ｎ－環状ペリレンジイミドベースの電子アクセプター材料、又はアルキル－１２，１３－ジヒドロ［１，２，５］チアジアゾロ［３，４ｅ］チエノ［２’’，３’’：４’，５’］チエノ［２’，３’：４，５］ピロロ［３，２－ｇ］チエノ［２’，３’：４，５］チエノ［３，２－ｂ］インドール－２，１０－ジイル）ビス（メタニリリデン））ビス（３－オキソ－２，３－ジヒドロ１Ｈ－インデン－２，１－ジイリデン））ジマロノニトリル）（ＢＴＰ）ベースの電子アクセプター材料を含む、組成物である。実施形態３は、ブレンドが、Ｎ－環状ペリレンジイミドベースの電子アクセプター材料、第２の電子アクセプター材料、及びＰＰＤＴ２ＦＢＴを含む電子ドナー材料を含む、三元ブレンドである、実施形態１又は２に記載の組成物である。実施形態４は、ブレンドが、ＢＴＰベースの電子アクセプター材料、第２の電子アクセプター材料、及びＰＰＤＴ２ＦＢＴを含む電子ドナー材料を含む、三元ブレンドである、実施形態１又は２に記載の組成物である。実施形態５は、ブレンドが、約１：１．０～約１：２．０の範囲のドナー材料対アクセプター材料の質量比（ｗ／ｗ）を含む、実施形態３又は４に記載の組成物である。実施形態６は、ドナー材料対アクセプター材料の質量比（ｗ／ｗ）が、約１：１．１～約１：１．９の範囲である、実施形態５に記載の組成物である。実施形態７は、ドナー材料対アクセプター材料の質量比（ｗ／ｗ）が、約１：１．２～約１：１．８の範囲である、実施形態６に記載の組成物である。実施形態８は、ドナー材料対アクセプター材料の質量比（ｗ／ｗ）が、約１：１．３～約１：１．７の範囲である、実施形態７に記載の組成物である。実施形態９は、ドナー材料対アクセプター材料の質量比（ｗ／ｗ）が、約１：１．４～約１：１．６の範囲である、実施形態８に記載の組成物である。実施形態１０は、ドナー材料対アクセプター材料の質量比（ｗ／ｗ）が、約１：１．５である、実施形態９に記載の組成物である。実施形態１１は、ブレンドが、ＦＢＴ：ＰＣ６１ＢＭ：ＰＤＩを含む、実施形態５～１０のいずれか１つに記載の組成物である。実施形態１２は、ＦＢＴ：ＰＣ６１ＢＭ：ＰＤＩの質量比（ｗ／ｗ）が、約１：１．３５：０．１５である、実施形態１１に記載の組成物である。実施形態１３は、ＦＢＴ：ＰＣ６１ＢＭ：ＰＤＩの質量比（ｗ／ｗ）が、約１：１．２：０．３である、実施形態１１に記載の組成物である。実施形態１４は、ＦＢＴ：ＰＣ６１ＢＭ：ＰＤＩの質量比（ｗ／ｗ）が、約１：１．０５：０．４５である、実施形態１１に記載の組成物である。実施形態１５は、ＦＢＴ：ＰＣ６１ＢＭ：ＰＤＩの質量比（ｗ／ｗ）が、約１：０．９：０．６である、実施形態１１に記載の組成物である。実施形態１６は、ＦＢＴ：ＰＣ６１ＢＭ：ＰＤＩの質量比（ｗ／ｗ）が、約１：０．７５：０．７５である、実施形態１１に記載の組成物である。実施形態１７は、ブレンドが、ＦＢＴ：ＰＣ６１ＢＭ：ＢＴＰを含む、実施形態５～１０のいずれか１つに記載の組成物である。実施形態１８は、ＦＢＴ：ＰＣ６１ＢＭ：ＢＴＰの質量比（ｗ／ｗ）が、約１：１．３５：０．１５である、実施形態１７に記載の組成物である。実施形態１９は、ＦＢＴ：ＰＣ６１ＢＭ：ＢＴＰの質量比（ｗ／ｗ）が、約１：１．２：０．３である、実施形態１７に記載の組成物である。実施形態２０は、ＦＢＴ：ＰＣ６１ＢＭ：ＢＴＰの質量比（ｗ／ｗ）が、約１：１．０５：０．４５である、実施形態１７に記載の組成物である。実施形態２１は、ＦＢＴ：ＰＣ６１ＢＭ：ＢＴＰの質量比（ｗ／ｗ）が、約１：０．９：０．６である、実施形態１７に記載の組成物である。実施形態２２は、ＦＢＴ：ＰＣ６１ＢＭ：ＢＴＰの質量比（ｗ／ｗ）が、約１：０．７５：０．７５である、実施形態１７に記載の組成物である。実施形態２３は、ブレンドが、添加剤を更に含む、実施形態１～２２のいずれか１つに記載の組成物である。実施形態２４は、添加剤が、ブレンドの約０．１重量％～約５．０重量％を占める、実施形態２３に記載の組成物。実施形態２５は、添加剤が、ブレンドの約１．０重量％を占める、実施形態２４に記載の組成物である。実施形態２６は、添加剤が、ｐ－アニスアルデヒド（ＡＡ）又はジフェニルエーテル（ＤＰＥ）のうちの少なくとも１つを含む、実施形態２３～２５のいずれか１つに記載の組成物である。実施形態２７は、ブレンドが、スロットダイコーティングされている、実施形態１～２６のいずれか１つに記載の組成物である。実施形態２８は、ブレンドが、スピンコーティングされている、実施形態１～２６のいずれか１つに記載の組成物である。実施形態２９は、ブレンドが、ハロゲンフリー溶媒からスロットダイコーティングされている、実施形態２７に記載の組成物である。実施形態３０は、ブレンドが、ハロゲンフリー溶媒からスピンコーティングされている、実施形態２８に記載の組成物である。実施形態３１は、ブレンドが、低強度光収穫に好適なバンドギャップを生成し、ブレンドが、低強度光収穫に好適な３８０ｎｍ～９４０ｎｍの可視光の有意な吸収を有し、ブレンドが、約９０ｎｍ～約５００ｎｍの範囲のフィルム厚さを有する約３８０ｎｍ～約９００ｎｍの少なくとも１０％のＥＱＥを有する、実施形態１～３０のいずれか１つに記載の組成物である。実施形態３２は、ブレンドが、バルク材料又はフィルムの形態で提供される、実施形態１～３１のいずれか１つに記載の組成物である。実施形態３３は、実施形態１～３２のいずれか１つに記載の組成物を含む、光学又は電子デバイスである。実施形態３４は、デバイスが、アノード及びカソードを更に備える、実施形態３３に記載のデバイスである。実施形態３５は、デバイスが、アノードとカソードとの間の活性層を備える、実施形態３４に記載のデバイスである。実施形態３６は、デバイスが、光起電力電池、有機トランジスタ、発光ダイオード、光検出器である、実施形態３３に記載の光学又は電子デバイスである。実施形態３７は、実施形態１～３２のいずれか１つに記載される組成物を含む、有機半導体材料、層、又は構成要素である。実施形態３８は、有機半導体材料、層、又は構成要素としての、実施形態１～３２のいずれか１つに記載される組成物の使用である。実施形態３９は、電子デバイスにおける、実施形態１～３２のいずれか１つに記載される組成物の使用である。実施形態４０は、電子デバイスが、光起電力電池、有機トランジスタ、発光ダイオード、光検出器である、実施形態３９に記載の使用である。実施形態４１は、インクジェット印刷のための、実施形態１～３２のいずれか１つに記載の組成物の使用である。実施形態４２は、スクリーン印刷のための、実施形態１～３２のいずれか１つに記載の組成物の使用である。実施形態４３は、フレキソ印刷のための、実施形態１～３２のいずれか１つに記載の組成物の使用である。実施形態４４は、オフセット印刷のための、実施形態１～３２のいずれか１つに記載の組成物の使用である。実施形態４５は、グラビア印刷のための、実施形態１～３２のいずれか１つに記載の組成物の使用である。
【0027】
実施形態４６は、少なくとも２つの電子アクセプター材料Ａ１及びＡ２と、少なくとも１つの電子ドナー材料Ｄ１と、を含む、ブレンドであって、電子アクセプター材料のうちの１つが、Ｎ－環状ペリレンジイミドベースの電子アクセプター材料である、ブレンドである。実施形態４７は、少なくとも２つの電子アクセプター材料Ａ１及びＡ２と、少なくとも１つの電子ドナー材料Ｄ１と、を含む、ブレンドであって、少なくとも１つの電子ドナー材料Ｄ１が、ポリ［（２，５－ビス（２－ヘキシルデシルオキシ）フェニレン）－ａｌｔ－（５，６－ジフルオロ－４，７－ジ（チオフェン－２－イル）ベンゾ［ｃ］［１，２，５］チアジアゾール）］（ＰＰＤＴ２ＦＢＴ）］を含み、少なくとも２つの電子アクセプター材料Ａ１及びＡ２のうちの１つが、Ｎ－環状ペリレンジイミドベースの電子アクセプター材料、又はアルキル－１２，１３－ジヒドロ［１，２，５］チアジアゾロ［３，４ｅ］チエノ［２’’，３’’：４’，５’］チエノ［２’，３’：４，５］ピロロ［３，２－ｇ］チエノ［２’，３’：４，５］チエノ［３，２－ｂ］インドール－２，１０－ジイル）ビス（メタニリリデン））ビス（３－オキソ－２，３－ジヒドロ１Ｈ－インデン－２，１－ジイリデン））ジマロノニトリル）（ＢＴＰ）ベースの電子アクセプター材料を含む、ブレンドである。実施形態４８は、ブレンドが、Ｎ－環状ペリレンジイミドベースの電子アクセプター材料、第２の電子アクセプター材料、及びＰＰＤＴ２ＦＢＴを含む電子ドナー材料を含む、三元ブレンドである、実施形態４６又は４７に記載のブレンドである。実施形態４９は、ブレンドが、ＢＴＰベースの電子アクセプター材料、第２の電子アクセプター材料、及びＰＰＤＴ２ＦＢＴを含む電子ドナー材料を含む、三元ブレンドである、実施形態４６又は４７に記載のブレンドである。実施形態５０は、ブレンドが、約１：１．０～約１：２．０の範囲のドナー材料対アクセプター材料の質量比（ｗ／ｗ）を含む、実施形態４８又は４９に記載のブレンドである。実施形態５１は、ドナー材料対アクセプター材料の質量比（ｗ／ｗ）が、約１：１．１～約１：１．９の範囲である、実施形態５０に記載のブレンドである。実施形態５２は、ドナー材料対アクセプター材料の質量比（ｗ／ｗ）が、約１：１．２～約１：１．８の範囲である、実施形態５１に記載のブレンドである。実施形態５３は、ドナー材料対アクセプター材料の質量比（ｗ／ｗ）が、約１：１．３～約１：１．７の範囲である、実施形態５２に記載のブレンドである。実施形態５４は、ドナー材料対アクセプター材料の質量比（ｗ／ｗ）が、約１：１．４～約１：１．６の範囲である、実施形態５３に記載のブレンドである。実施形態５５は、ドナー材料対アクセプター材料の質量比（ｗ／ｗ）が、約１：１．５である、実施形態５４に記載のブレンドである。実施形態５６は、ブレンドが、ＦＢＴ：ＰＣ６１ＢＭ：ＰＤＩを含む、実施形態５０～５５のいずれか１つに記載のブレンドである。実施形態５７は、ＦＢＴ：ＰＣ６１ＢＭ：ＰＤＩの質量比（ｗ／ｗ）が、約１：１．３５：０．１５である、実施形態５６に記載のブレンドである。実施形態５８は、ＦＢＴ：ＰＣ６１ＢＭ：ＰＤＩの質量比（ｗ／ｗ）が、約１：１．２：０．３である、実施形態５６に記載のブレンドである。実施形態５９は、ＦＢＴ：ＰＣ６１ＢＭ：ＰＤＩの質量比（ｗ／ｗ）が、約１：１．０５：０．４５である、実施形態５６に記載のブレンドである。実施形態６０は、ＦＢＴ：ＰＣ６１ＢＭ：ＰＤＩの質量比（ｗ／ｗ）が、約１：０．９：０．６である、実施形態５６に記載のブレンドである。実施形態６１は、ＦＢＴ：ＰＣ６１ＢＭ：ＰＤＩの質量比（ｗ／ｗ）が、約１：０．７５：０．７５である、実施形態５６に記載のブレンドである。実施形態６２は、ブレンドが、ＦＢＴ：ＰＣ６１ＢＭ：ＢＴＰを含む、実施形態５０～５５のいずれか１つに記載のブレンドである。実施形態６３は、ＦＢＴ：ＰＣ６１ＢＭ：ＢＴＰの質量比（ｗ／ｗ）が、約１：１．３５：０．１５である、実施形態６２に記載のブレンドである。実施形態６４は、ＦＢＴ：ＰＣ６１ＢＭ：ＢＴＰの質量比（ｗ／ｗ）が、約１：１．２：０．３である、実施形態６２に記載のブレンドである。実施形態６５は、ＦＢＴ：ＰＣ６１ＢＭ：ＢＴＰの質量比（ｗ／ｗ）が、約１：１．０５：０．４５である、実施形態６２に記載のブレンドである。実施形態６６は、ＦＢＴ：ＰＣ６１ＢＭ：ＢＴＰの質量比（ｗ／ｗ）が、約１：０．９：０．６である、実施形態６２に記載のブレンドである。実施形態６７は、ＦＢＴ：ＰＣ６１ＢＭ：ＢＴＰの質量比（ｗ／ｗ）が、約１：０．７５：０．７５である、実施形態６２に記載のブレンドである。実施形態６８は、ブレンドが、添加剤を更に含む、実施形態４６～６７のいずれか１つに記載のブレンドである。実施形態６９は、添加剤が、ブレンドの約０．１重量％～約５．０重量％を占める、実施形態６８に記載のブレンドである。実施形態７０は、添加剤が、ブレンドの約１．０重量％を占める、実施形態６９に記載のブレンドである。実施形態７１は、添加剤が、ｐ－アニスアルデヒド（ＡＡ）又はジフェニルエーテル（ＤＰＥ）のうちの少なくとも１つを含む、実施形態６８～７０のいずれか１つに記載のブレンドである。実施形態７２は、ブレンドが、スロットダイコーティングされている、実施形態４６～７１のいずれか１つに記載のブレンドである。実施形態７３は、ブレンドが、スピンコーティングされている、実施形態４６～７１のいずれか１つに記載のブレンドである。実施形態７４は、ブレンドが、ハロゲンフリー溶媒からスロットダイコーティングされている、実施形態７２に記載のブレンドである。実施形態７５は、ブレンドが、ハロゲンフリー溶媒からスピンコーティングされている、実施形態７３に記載のブレンドである。実施形態７６は、ブレンドが、低強度光収穫に好適なバンドギャップを生成し、ブレンドが、低強度光収穫に好適な３８０ｎｍ～９４０ｎｍの可視光の有意な吸収を有し、ブレンドが、約９０ｎｍ～約５００ｎｍの範囲のフィルム厚さを有する約３８０ｎｍ～約９００ｎｍの少なくとも１０％のＥＱＥを有する、実施形態４６～７５のいずれか１つに記載のブレンドである。実施形態７７は、ブレンドが、バルク材料又はフィルムの形態で提供される、実施形態４６～７６のいずれか１つに記載のブレンドである。実施形態７８は、実施形態４６～７７のいずれか１つに記載のブレンドを含む、光学又は電子デバイスである。実施形態７９は、デバイスが、アノード及びカソードを更に備える、実施形態７８に記載のデバイスである。実施形態８０は、デバイスが、アノードとカソードとの間の活性層を備える、実施形態７９に記載のデバイスである。実施形態８１は、デバイスが、光起電力電池、有機トランジスタ、発光ダイオード、光検出器である、実施形態７８に記載の光学又は電子デバイスである。実施形態８２は、実施形態４６～７７のいずれか１つに記載されるブレンドを含む、有機半導体材料、層、又は構成要素である。実施形態８３は、有機半導体材料、層、又は構成要素としての、実施形態４６～７７のいずれか１つに記載されるブレンドの使用である。実施形態８４は、電子デバイスにおける、実施形態４６～７７のいずれか１つに記載されるブレンドの使用である。実施形態８５は、電子デバイスが、光起電力電池、有機トランジスタ、発光ダイオード、光検出器である、実施形態８４に記載の使用である。実施形態８６は、インクジェット印刷のための、実施形態４６～７７のいずれか１つに記載されるブレンドの使用である。実施形態８７は、スクリーン印刷のための、実施形態４６～７７のいずれか１つに記載されるブレンドの使用である。実施形態８８は、フレキソ印刷のための、実施形態４６～７７のいずれか１つに記載されるブレンドの使用である。実施形態８９は、オフセット印刷のための、実施形態４６～７７のいずれか１つに記載されるブレンドの使用である。実施形態９０は、グラビア印刷のための、実施形態４６～７７のいずれか１つに記載されるブレンドの使用である。
【0028】
本開示の前述及び他の利点及び特徴は、添付の図面／図を参照するだけで例として与えられる、その例示的な実施形態の以下の非限定的な説明を読むと、より明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【0029】
添付の図面／図では、
【0030】
【図1】（ａ）ＰＣ６１ＢＭ、ＰＤＩ及びＦＢＴの化学構造、（ｂ）ＰＣ６１ＢＭ、ＰＤＩ及びＦＢＴの電子エネルギーレベル、（ｃ）ｏ－キシレン（１０ｍｇ／ｍＬ）からスピンコーティングされた、純粋なＰＣ６１ＢＭ、ＰＤＩ及びＦＢＴフィルムの光学吸収スペクトル、並びに（ｄ）２０００ルクスのＬＥＤ照明における２７００Ｋ（暖色）及び６５００Ｋ（寒色）の発光スペクトル、を示す図である。１％（ｖ／ｖ）のＡＡを含有する２０ｍｇ／ｍＬのｏ－キシレン溶液からのスピンコーティングされた三元ブレンドのＵＶ－Ｖｉｓ光学吸収プロファイル（ＦＢＴ：ＰＣ６１ＢＭ：ＰＤＩ（１：１．２：０．３））を重ね合わせ、ＬＥＤの発光スペクトルと三元ブレンドの吸収スペクトルとの一致を示す。
【0031】
【図2】溶液処理に使用される異なる添加剤ｐ－アニスアルデヒド（ＡＡ）及びジフェニルエーテル（ＤＰＥ）（ｏ－キシレン中の１％ｖ／ｖ）を有する二元系（ＦＢＴ：ＰＣ６１ＢＭ）及び（ＦＢＴ：ＰＤＩ）の電流密度電圧（Ｊ－Ｖ）曲線を示す図である。
【0032】
【0033】
【図4】異なるＰＤＩ％を更に含む（スピンコーティングされた）二元フィルム対三元フィルムの様々なＡＦＭ高さ画像を示す図である。
【0034】
【図5】異なるＰＤＩ％を更に含む（スピンコーティングされた）二元フィルム対三元フィルムの様々なＰＬスペクトルを示す図である。
【0035】
【0036】
【図7】異なる暖色の屋内光照明下でのスピンコーティングされた（ＳＣ）二元デバイス及び三元デバイスの電流密度電圧（Ｊ－Ｖ）曲線を示す図である。
【0037】
【図8】異なる暖色の屋内光照明下でのスピンコーティングされた（ＳＣ）二元デバイス及び三元デバイスの電流密度電圧（Ｊ－Ｖ）曲線を示す図である。
【0038】
【図9】異なる暖色の屋内光照明下でのスピンコーティングされた（ＳＣ）二元デバイス及び三元デバイスの電流密度電圧（Ｊ－Ｖ）曲線を示す図である。
【0039】
【図10】（ａ）ブレンドの２次元強度対ｑ空間画像、並びに（ｂ）相補的な一次元強度対ｑｚ空間（左）及びｑｘｙ空間（右）プロット、の微小角入射広角Ｘ線散乱（ＧＩＷＡＸＳ）画像を示す図である。
【0040】
【図11】ＦＢＴ、ＰＣ６１ＢＭ、及びＰＤＩのためのＧＩＷＡＸＳ ２Ｄ検出器画像を示す図である。
【0041】
【図12】二元（ＳＣ）、三元（ＳＤ）、及び三元（ＳＣ）ブレンドのためのｑｚ（平面外）及びｑｘｙ（平面内）方向にケーキスライスを有するＧＩＷＡＸＳ １－Ｄプロットを示す図である。
【0042】
【図13】ＦＢＴ、ＰＣ６１ＢＭ、及びＰＤＩのための顕著な１Ｄピークの強度対角度としてのＧＩＷＡＸＳカイプロットを示す図である。
【0043】
【図14】暖色の低光強度（２０００ルクス）下でのスピンコーティングされた三元デバイスの電流密度電圧（Ｊ－Ｖ）曲線に対する様々な条件下での光浸漬（ＬＳ）効果を示す図である。
【0044】
【図15】屋内の暖色光照明（２０００ルクス）下で異なる電子輸送層を使用するスロットダイ（ＳＤ）コーティングされた二元（ＦＢＴ：ＰＣ６１ＢＭ）及び三元（ＦＢＴ：ＰＣ６１ＢＭ：ＰＤＩ）デバイスの電流密度電圧（Ｊ－Ｖ）曲線に対する光浸漬（ＬＳ）効果を示す図である。
【0045】
【図16】（ａ）窒素充填グローブボックス中の不活性条件下での安定性試験、（ｂ）室温及び３０％相対湿度での周囲条件、並びに（ｃ）８０℃での連続加熱下での窒素充填グローブボックス中の熱応力に供した、スロットダイコーティングされ最適化された三元活性層（ＦＢＴ：ＰＣ６１ＢＭ：ＰＤＩ；１：１．２：０．３）に基づく非カプセル化された倒立デバイスの正規化された光起電力メトリックを示す図である。すべてのデバイスは、カプセル化されておらず、１太陽照明下の空気中で試験する。ＺｎＯ／ＰＥＩＥは、電子輸送層として使用した。
【0046】
【図17】１．５Ｇの光照明下でのスピンコーティングされた（ＳＣ）三元（ＦＢＴ：ＰＣ６１ＢＭ：ＢＴＰ）デバイスの電流密度電圧（Ｊ－Ｖ）曲線を示す図である。
【0047】
【図18】１．５Ｇの光照明下でのスピンコーティングされた（ＳＣ）四元（ＦＢＴ：ＰＣ６１ＢＭ：ＢＴＰ：ＰＤＩ）デバイスの電流密度電圧（Ｊ－Ｖ）曲線を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0048】
用語集
【0049】
本開示で使用される用語の明確かつ一貫した理解を提供するために、いくつかの定義が以下に提供される。更に、別途定義されない限り、本明細書で使用されるすべての技術用語及び科学用語は、本明細書が属する技術分野の当業者に一般に理解される意味と同じ意味を有する。
【0050】
特許請求の範囲及び／又は明細書中の「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という用語と併せて使用される場合、「ａ」又は「ａｎ」という単語は、「１つ」を意味し得るが、コンテンツが明確に別段の指示をしない限り、「１つ以上」、「少なくとも１つ」、及び「１つ又は２つ以上」の意味とも一致する。同様に、「別の」という単語は、コンテンツが明確にそうでないことを示さない限り、少なくとも１秒以上を意味し得る。
【0051】
本明細書及び特許請求の範囲で使用されるように、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」（及び「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」及び「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」などの任意の形態の含む）、「有する（ｈａｖｉｎｇ）」（及び「有する（ｈａｖｅ）」及び「有する（ｈａｓ）」などの任意の形態の有する）、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」（及び「含む（ｉｎｃｌｕｄｅ）」及び「含む（ｉｎｃｌｕｄｅｓ）」などの任意の形態の含む）、又は「含有する（ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ）」（及び「含有する（ｃｏｎｔａｉｎ）」及び「含有する（ｃｏｎｔａｉｎｓ）」などの任意の形態の含有する）は、包括的又はオープンエンドであり、追加の未列挙の要素又はプロセスステップを除外しない。
【0052】
本明細書及び特許請求の範囲で使用されるように、「からなる」という語及びその派生語は、記載された特徴、要素、構成要素、グループ、整数、及び／又はステップの存在を特定し、また、他の未記載の特徴、要素、構成要素、グループ、整数、及び／又はステップの存在を除外する、クローズエンドの用語であることが意図される。
【0053】
本明細書で使用される「から本質的になる」という用語は、記載された特徴、要素、構成要素、グループ、整数、及び／又はステップの存在、並びにこれらの特徴、要素、構成要素、グループ、整数、及び／又はステップの基本的及び新規の特性に実質的に影響を及ぼさないものを特定することを意図している。
【0054】
本明細書で使用される場合、「約」、「実質的に」、及び「およそ」という用語は、最終結果が著しく変化しないように、修飾された用語の合理的な量の偏差を意味する。これらの程度の用語は、この偏差がそれが修正する単語の意味を否定しない場合、修正された用語の少なくとも±１％の偏差を含むと解釈されるべきである。
【0055】
本明細書で使用される場合、「ポリマー」という用語は、一般に、限定されないが、ホモポリマー及びコポリマー、例えば、ブロック、ランダム及び交互のコポリマーなどを含む。
【0056】
本明細書で使用される場合、「ＢＴＰ」という用語は、縮合チエノチエノピロ－チエノチエノインドールコア及び２－（５，６－ジクロロ－３－オキソ－２，３－ジヒドロ－１Ｈ－インデン－１－イリデン）マロノニトリル末端単位を含む共役有機半導体材料（電子アクセプター材料）のクラスを指すことが意図される。ＢＴＰは、以下の構造によって示すことができる：
（式中、各Ｘは、独立して、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｆ、及びＨから選択され、各Ｒ１及びＲ２は、独立して、Ｃ１－Ｃ３０直鎖又は分岐鎖アルキル基である）。Ｃ１－Ｃ３０直鎖又は分岐鎖アルキル基は、Ｏ、Ｓ、ＮＨ、ＮＲ、ＳｉＲ’Ｒ’、ＣＯ、ＣＯ２－（Ｒ及びＲ’はＣ１－Ｃ１０直鎖又は分岐鎖アルキル基である）からなる群から選択されるヘテロ原子又は原子の基によって中断されてもよく、１つ以上の二重及び／又は三重結合を含んでもよく、１つ以上のアリール及び／又はヘテロアリール置換基を含んでもよい。本開示の実施形態では、Ｒ１基は、エチルヘキシル、ドデシル、及びブチルオクチルのうちの少なくとも１つであり、Ｒ２基は、ノニル及びウンデカニルのうちの少なくとも１つであり、Ｘは、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｆ及びＨのうちの少なくとも１つである。本開示の更なる実施形態では、Ｒ１基は、エチルヘキシル、ドデシル、及びブチルオクチルのうちの少なくとも１つであり、Ｒ２基は、ノニル及びウンデカニルの少なくとも１つであり、Ｘは、Ｈである。
【化1】
（式中、各Ｘは、独立して、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｆ、及びＨから選択され、各Ｒ１及びＲ２は、独立して、Ｃ１－Ｃ３０直鎖又は分岐鎖アルキル基である）。Ｃ１－Ｃ３０直鎖又は分岐鎖アルキル基は、Ｏ、Ｓ、ＮＨ、ＮＲ、ＳｉＲ’Ｒ’、ＣＯ、ＣＯ２－（Ｒ及びＲ’はＣ１－Ｃ１０直鎖又は分岐鎖アルキル基である）からなる群から選択されるヘテロ原子又は原子の基によって中断されてもよく、１つ以上の二重及び／又は三重結合を含んでもよく、１つ以上のアリール及び／又はヘテロアリール置換基を含んでもよい。本開示の実施形態では、Ｒ１基は、エチルヘキシル、ドデシル、及びブチルオクチルのうちの少なくとも１つであり、Ｒ２基は、ノニル及びウンデカニルのうちの少なくとも１つであり、Ｘは、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｆ及びＨのうちの少なくとも１つである。本開示の更なる実施形態では、Ｒ１基は、エチルヘキシル、ドデシル、及びブチルオクチルのうちの少なくとも１つであり、Ｒ２基は、ノニル及びウンデカニルの少なくとも１つであり、Ｘは、Ｈである。
【0057】
本明細書で使用される場合、「ドナー」又は「供与する」及び「アクセプター」又は「受容する」という用語は、それぞれ、電子ドナー又は電子アクセプターを意味すると理解される。「電子ドナー」は、別の化合物又は化合物の原子の別の群に電子を供与する化学物質を意味すると理解される。「電子アクセプター」は、別の化合物又は化合物の原子の別の群からそれに伝達される電子を受容する化学物質を意味すると理解される。
【0058】
本明細書で使用される場合、充填係数（ＦＦ）は、理論的（実際には得られない）電力（Ｊｓｅ＊Ｖｏｃ）に対する実際の最大取得可能電力（Ｐｍ又はＶｍｐ＊Ｊｍｐ）の比（パーセンテージとして与えられる）である。したがって、ＦＦは、式ＦＦ＝（Ｖｍｐ＊Ｊｍｐ）／（Ｊｓｅ＊Ｖｏｃ）を使用して決定することができ、式中、Ｊｍｐ及びＶｍｐは、それぞれ、最大電力点（Ｐｍ）における電流密度及び電圧を表し、この点は、Ｊ＊Ｖが最大値になるまで回路内の抵抗を変動させることによって得られ、Ｊｓｅ及びＶｏｃは、それぞれ、短絡電流及び開路電圧を表す。ＦＦは、太陽電池の性能を評価するための重要なパラメータである。
【0059】
本明細書で使用される場合、開路電圧（Ｖｏｃ）は、外部負荷が接続されていない場合のデバイスのアノードとカソードとの間の電位の差である。
【0060】
本明細書で使用される場合、太陽電池の電力変換効率（ＰＣＥ）は、吸収光から電気エネルギーに変換される電力のパーセンテージである。太陽電池のＰＣＥは、標準試験条件（ＳＴＣ）及び太陽電池の表面積（Ａｃ、ｍ２）における最大電力点（Ｐｍ）を入力光放射照度（Ｅ、Ｗ／ｍ２）で除して算出することができる。ＳＴＣは、典型的には、空気質量１．５（ＡＭ１．５）スペクトルを有する２５℃の温度及び１０００Ｗ／ｍ２の放射照度を指す。
【0061】
態様では、本開示は、デバイスの光電流生成を増強するための三元ブレンドの使用に関する。本開示の実施形態では、三元ブレンドは、ＦＢＴ：フラーレン系を含む。本開示の更なる実施形態では、三元ブレンドは、電子ドナーポリマーとしてのＦＢＴ、第１の電子アクセプター材料としてのＰＣ６１ＢＭ、及び第２の電子アクセプター材料としてのＰＤＩを含む。本開示の更なる実施形態では、三元ブレンドは、電子ドナーポリマーとしてのＦＢＴ、第１の電子アクセプター材料としてのＰＣ６１ＢＭ、及び第２の電子アクセプター材料としてのＢＴＰを含む。
【0062】
ＰＣ６１ＢＭ、ＰＤＩ、ＢＴＰ、及びＦＢＴのそれぞれのエネルギーレベルは、溶液ベースの環状電圧計のＥ１／２から決定され、ＰＣ６１ＢＭ、ＰＤＩ、ＢＴＰ、及びＦＢＴの間の相対的なエネルギーアライメントが図１ｂに示される。純粋な材料エネルギー学は、電子伝達を駆動するための最も低い非占有分子軌道（ＬＵＭＯ）におけるおよそ２００ｍＶのオフセットを有する、三元ブレンドのための好適なエネルギーカスケードを予測する。これら３つの化合物の純粋なフィルムの光学吸収スペクトルを図１ｃに示す。本開示の実施形態では、材料は、屋内ＬＥＤ発光スペクトルの広い領域をカバーするために部分的に選定した。そのため、ＰＤＩは、ＦＢＴ（４５０～７５０ｎｍ）の光吸収を補完する約４００～６５０ｎｍの強力な光吸収を呈する。ＦＢＴ及びＰＤＩの両方の光吸収スペクトルは、人工白色ＬＥＤの発光スペクトル（４００～６５０ｎｍ）と重複することが示された。したがって、三元ブレンドは、この範囲内の光子を効果的に吸収することができると推測された（図１ｄ）。二元ブレンドＦＢＴ：ＰＤＩ及びＦＢＴ：ＰＣ６１ＢＭに基づく対照のＯＰＶデバイスを製作した。これらの二元ブレンドに関する関連する光起電力メトリックを表１に示す。
【0063】
【表1】
【0064】
性能を向上させ、最適化するために、様々な三元ブレンドを調製した。図３ａは、二元ブレンド（ＦＢＴ：ＰＣ６１ＢＭ）を含む対照デバイスと比較して、異なるＰＤＩ％を含む活性三元ブレンド（ＦＢＴ：ＰＣ６１ＢＭ：ＰＤＩ）層を含むスピンコーティングされたデバイスの電流密度電圧（Ｊ－Ｖ）曲線を示す。倒立アーキテクチャ（ガラス／ＩＴＯ／ＺｎＯ／活性層／ＭｏＯｘ／Ａｇ）を、ハロゲンフリー溶媒混合物（ｏ－キシレン＋１％（ｖ／ｖ）のＡＡ）から全活性層を空気処理しながら、デバイス製作に使用した。添加剤を慎重に最適化した後、二元系のデバイス性能（図２及び表１）に基づいて、ジフェニルエーテル（ＤＰＥ）添加剤をｐ－アニスアルデヒド（ＡＡ）に置き換えた。その結果、ＡＡは、グリーンとみなされるだけでなく、ＰＣ６１ＢＭベースの活性層の形態を改善することも示されている。［１５］二元ブレンド（ＦＢＴ：ＰＣ６１ＢＭ）に基づく対照デバイスは、以下の太陽光発電パラメータ（Ｊｓｃ＝１２．５ｍＡ／ｃｍ２、Ｖｏｃ＝０．７６Ｖ、ＦＦ＝７３％）で最大ＰＣＥを７％達成した（表２）。その後、ＰＤＩをＦＢＴ：ＰＣ６１ＢＭブレンドに異なるパーセンテージ（１０～５０％）で添加し、すべてのブレンド溶液の総ドナー：アクセプター比が１：１．５（ｗ／ｗ）、総濃度が２０ｍｇ／ｍＬであることを維持した。三元ブレンド中のＰＤＩのパーセンテージを最大３０％（１：１．０５：０．４５）増加させ、同時にＪｓｃ及びＶｏｃ値の両方を増強した（表２及び図３ａ）。最適なＰＤＩ％は、２０％（１：１．２：０．３）であると決定され、以下の太陽光発電パラメータで最大ＰＣＥが７．９％であった：Ｊｓｃ＝１３．４ｍＡ／ｃｍ２；Ｖｏｃ＝０．８６Ｖ；及びＦＦ＝６８％、これは二元系と比較してＶｏｃの１００ｍＶの増加を示す。
【0065】
【表2】
【0066】
外部量子効率（ＥＱＥ）（図３ｂ）は、光吸収スペクトル（図３ｃ）と組み合わせて、観察された増強Ｊｓｃと一致する、４００～６５０ｎｍの吸収範囲にわたる三元デバイス内の光電流生成に対するＰＤＩの寄与を確認する。ＰＤＩを更に４０％（１：０．９：０．６）に増加させると、Ｖｏｃ（０．９０Ｖ）を依然として増加させながら、Ｊｓｃ（１１．４ｍＡ／ｃｍ２）及びＦＦ（５４％）に悪影響を及ぼし、全体的に５．６％の低いＰＣＥをもたらした。このデバイス性能の劣化は、ＰＣ６１ＢＭと比較してＰＤＩの電子移動度が低いために、三元ブレンドのＰＤＩ％が増加するとともに、表面形態又はフォトルミネッセンス（ＰＬ）クエンチに大きな変化が観察されていないことを考慮して予想される（図４及び５）。したがって、ＰＤＩの添加は、より高いＰＣＥを維持しながらＶｏｃを高めることができる。
【0067】
態様では、本開示は、２つの異なるコーティング技術（スピンコーティング及びスロットダイコーティング）を介して空気中のハロゲンフリー溶媒混合物（ｏ－キシレン及び１％（ｖ／ｖ）ｐ－アニスアルデヒド（ＡＡ））［１６］から処理される、ＦＢＴ：ＰＣ６１ＢＭ：ＰＤＩ活性層を備える倒立型三元ＯＰＶデバイスに関する。実施形態では、三元ブレンドを、１：１．５ｗ／ｗ、及び２０ｍｇ／ｍＬの総濃度のドナー：アクセプター比で製作した。三元ブレンド中のＰＤＩのパーセンテージを最大２０％（１：１．２：０．３）まで増加させることは、充填係数のわずかな減少が観察されたが、同時にデバイス短絡電流（Ｊｓｃ）及び開路電圧（Ｖｏｃ）の両方を増強することが発見された。特定の実施形態では、三元ブレンド中のＰＤＩ含有量は、約２０％である。更なる実施形態では、ＰＤＩ含有量は、約１％～約４０％、例えば約２％～約３９％、例えば約３％～約３８％、例えば約４％～約３７％、例えば約５％～約３６％、例えば約６％～約３５％、例えば約７％～約３４％、例えば約８％～約３３％、例えば約９％～約３２％、例えば約１０％～約３１％、例えば、約１１％～約３０％、例えば、約１２％～約２９％、例えば、約１３％～約２８％、例えば、約１４％～約２７％、例えば、約１５％～約２６％、例えば、約１６％～約２５％、例えば、約１７％～約２４％、例えば、約１８％～約２３％、例えば、約１９％～約２２％、例えば、約２０％～約２１％、又は任意の重量％若しくはその中で導出可能な任意の範囲を占めてもよい。
【0068】
態様では、本開示は、約１：１．０～約１：２．０、例えば約１：１．１～約１：１．９、例えば約１：１．２～約１：１．８、例えば約１：１．３～約１：１．７、例えば約１：１．４～約１：１．６の範囲のドナー：アクセプター比（ｗ／ｗ）、又はその中で導出可能な任意の範囲を含む、三元ブレンドに関する。特定の実施形態では、三元ブレンドは、約１：１．５のドナー：アクセプター比（ｗ／ｗ）を含む。
【0069】
本開示の特定の実施形態では、より具体的には、スピンコーティングされた活性層を参照して、二元ブレンドに対して三元ブレンドについて改善されたＰＣＥを得た（それぞれ７．９％対７％）。更に、スロットダイコーティングを使用して活性層処理を実施したときに、三元ブレンドで二元ブレンドより改善されたＰＣＥも得られた（それぞれ７．７％対６．８％）。本開示の特定の実施形態では、ＬＥＤ照明（２０００ルクス）を使用する低光強度下で、スロットダイコーティング三元デバイスは、二元デバイスの１２．０％と比較して、１４．０％のＰＣＥを示した。更に、ＦＢＴ最適化されたバッチから製作されたスピンコーティングされた三元デバイスは、同じ照明条件下での二元デバイスのＰＣＥ１３．１％と比較して、１５．５％のＰＣＥを示した。
【0070】
スロットダイコーティングされた三元デバイスは、周囲条件及び熱応力下で検査すると、安定したデバイス性能を示した。ＰＤＩ組み込みによるＶｏｃの増加、及び低光強度下でのＶｏｃ損失＜０．１７Ｖで、ＦＢＴ：ＰＣ６１ＢＭ：ＰＤＩ三元系は、スロットダイコーティングされたｉＯＰＶのための有用な系を表す。
【0071】
デバイスの性能だけではなく、再現性及び安定性を更に向上及び最適化するために、ＺｎＯ／ＰＥＩＥ二重層を電子輸送層（ＥＴＬ）として試験した。最適化された三元ブレンドを含むスピンコーティング活性層を使用して、ＰＥＩＥのデバイス性能への影響を決定した。ＺｎＯ／ＰＥＩＥ二重層は、ＺｎＯのみの層と比較して、より良好なデバイス性能及び一貫性を与えたことが決定された（表３）。
【0072】
【表3】
【0073】
最適化された三元ブレンド（２０重量％のＰＤＩ）及びＦＢＴ：ＰＣ６１ＢＭ二元ブレンドをスロットダイコーティングを使用して製作し、最適化されたＺｎＯ／ＰＥＩＥ二重層をＥＴＬとして試験した。１太陽照明下で、スロットダイコーティングされた三元デバイスは、７．７％のＰＣＥ及び以下の太陽光発電パラメータをもたらした：Ｊｓｃ＝１２．９ｍＡ／ｃｍ２；Ｖｏｃ＝０．８６Ｖ；及びＦＦ＝６９％。二元ブレンドは、６．８％のＰＣＥ及び以下の太陽光発電パラメータをもたらした：Ｊｓｃ＝１２．３ｍＡ／ｃｍ２；Ｖｏｃ＝０．７８Ｖ；及びＦＦ＝７１％）（表４）。最適化されたスピンコーティングされた三元及び二元デバイスも表４に示す。興味深いことに、スピンコーティングからスロットダイコーティングへの移行は、三元ブレンド系のデバイス性能の損失を示さなかった（スピンコーティングされたデバイスのＰＣＥは７．９％に対してスロットダイコーティングされたデバイスのＰＣＥは７．７％）。しかしながら、二元デバイスについては、スピンコーティングからスロットダイコーティングへの移行は、デバイス性能の損失をもたらし（スピンコーティングされたデバイスのＰＣＥは７．４％に対してスロットダイコーティングされたデバイスのＰＣＥは６．８％）、これは、三元ブレンドもスケーリングのためのより実行可能な系であることを示唆している。空気中でスロットダイコーティングされ、ハロゲンフリー溶媒から処理された活性層の場合、このデバイス性能は、ＦＢＴベースのＯＰＶではまだ最高である。
【0074】
【表4】
【0075】
続いて、スロットダイコーティングされた活性層（二元及び三元活性層）を有するデバイスを、様々なＬＥＤ照明（約１０００及び２０００ルクス（それぞれ２８８及び５６８μＷ／ｃｍ２））下で検査した（図３ｂ）。デバイスパラメータを表５に列挙する。低光強度下では、スロットダイコーティングされた三元活性層を有するデバイスは、１４％のＰＣＥ、１５３μＡ／ｃｍ２のＪｓｃ、及び７９μＷ／ｃｍ２の最大電力密度を呈した。予想されたように、より低い光強度で、Ｖｏｃは、１太陽照明下の値と比較して、二元（０．７８～０．６３Ｖ）及び三元（０．８６～０．７２Ｖ）ブレンドの両方に基づくデバイスで低下した（表４）。しかしながら、三元ブレンドに基づくデバイスのＶｏｃ低下は、ＰＤＩ寄与に起因するより高い初期Ｖｏｃ値によって補償され、これはまた、全体的なＰＣＥを、二元デバイスの１２．０％から三元デバイスの１４．０％に向上させた（表５）。
【0076】
【表5】
【0077】
２０００ルクス照明（約５６８μＷ／ｃｍ２）下で１５．５％のＰＣＥである三元デバイス（表３）におけるＦＢＴの最適化されたバッチを利用して、スピンコーティングされた二元系を使用するデバイスの１３．１％のＰＣＥに対して、スピンコーティングされた三元系を使用するデバイスで達成した（表５、図６ｃ）。最適化されたＦＢＴを使用して、スロットダイコーティング三元ブレンドに基づくデバイスは、それぞれ５６８及び２８８μＷ／ｃｍ２の入力電力で７９．０及び３７．５μＷ／ｃｍ２の出力電力（それぞれ約２０００及び１０００ルクスの暖色ＬＥＤ光；表５）を達成し、それぞれ１４％及び１３％のＰＣＥをもたらした。スピンコーティングされた三元ブレンドに基づくデバイスは、最適化されたＦＢＴを使用して、それぞれ５６８及び２８８μＷ／ｃｍ２の入力電力で８８．０及び４２．１μＷ／ｃｍ２の高い出力電力（それぞれ約２０００及び１０００ルクスの暖色ＬＥＤ光；表５）を達成し、それぞれ１５．５％及び１４．６％のＰＣＥをもたらした。表６及び７並びに図８及び９に示される関連するＪ－Ｖ曲線は、異なる低光強度下でのスピンコーティングフィルムの追加の太陽光発電パラメータを提供する。
【0078】
【表6】
【0079】
【表7】
【0080】
スロットダイコーティングを使用して処理されたＦＢＴ：ＰＣ６１ＢＭ二元系は、ＰＣＥが、約１４％（入力電力３１０μＷ／ｃｍ２で４１μＷ／ｃｍ２の出力電力；１０００ルクス）であることが最近報告されている。［１５］関連するＦＢＴ：ＰＣ７１ＢＭ二元系は、ハロゲン化溶媒（例えば、クロロベンゼン）を使用してスピンコーティングを介して処理され、ＰＣＥが１６％（入力電力２８０μＷ／ｃｍ２で４５μＷ／ｃｍ２の出力電力；１０００ルクス）であることも報告されている。［８］更に、ハロゲン化溶媒（クロロベンゼン＋３％１，８－ジヨードオクタン）から処理されたスピンコーティングされた活性層に対して、５００ルクス（約１７０μＷ／ｃｍ２）下のデバイスＰＣＥが１５．７％を達成する、第３の構成要素［ＰＴＢ７：ＰＣ７１ＢＭ：ＥＰ－ＰＤＩ］としてＥＰ－ＰＤＩを含む関連する三元系も報告されている。［１７］本開示に記載されるように、三元系のＰＣＥは、空気中及び非ハロゲン化溶媒中のスロットダイコーティングの両方を使用して１４％に達するだけでなく、前述の研究によって報告された０．６２、０．５９、及び０．６５ＶのＶｏｃ値に対して、低光強度下で低Ｖｏｃ損失（＜０．１７Ｖ）でより高いＶｏｃ値（０．７２Ｖ）にも達することが発見されている。［８、１５、１７］
【0081】
純粋なドナー及びアクセプター材料の半結晶領域の分子間隔、並びにブレンドフィルムを、微小角入射広角Ｘ線散乱（ＧＩＷＡＸＳ）を使用して調査した。図１０ａは、スピンコーティングされた及びスロットダイコーティングされた二元及び三元ブレンドの２Ｄ検出器画像を示す。ＦＢＴ、ＰＣ６１ＢＭ、及びＰＤＩの２Ｄ検出器画像をそれぞれ図１１、１２、及び１３に示す。図１０ｂは、ｑｚ（平面外）及びｑｘｙ（平面内）方向にケーキスライスを有する相補的な一次元ＧＩＷＡＸＳプロットを示す。ピーク割り当てを含む、図１０ｂから算出された相対ｄ空間を表８に示す。図１０ｂを参照すると、純粋なＦＢＴポリマー（青色の曲線）は、２０．２７のｄ間隔に対応する平面外ｑｚ（１００）において、（２００）及び（３００）平面に関連付けられた２つの高次回折ピークを有する薄板分子間隔を呈する。π－πの積み重ね方向（ｄ間隔３．６１）に関連する（０１０）平面に起因する平面外方向のピークも観測された。すべてのピークは、より低い強度ではあるが、平面内方向にも観察することができた。ＰＣ６１ＢＭは、以前の報告と一致して、それぞれ８．７３（ｎ＝１）及び４．５２（ｎ＝２）のｄ間隔に対応する特徴的等方性ピークを示した。ＰＤＩは、主に１４．９６Åの強い分子間間隔を示し、これは平面外方向で支配的であり、また等方性挙動を示した。
【0082】
【表8】
【0083】
ＦＢＴ：ＰＣ６１ＢＭの二元ブレンドは、スロットダイコーティング及びスピンコーティングの両方で、ＦＢＴに関連する（１００）、（２００）、（３００）、及び（０１０）ピーク、並びにＰＣ６１ＢＭの２つの（ｎ＝１，２）等方性ピークを示す。表８に列挙されるように、ＦＢＴにおけるラメラスタッキング方向に関連する分子間間隔は、純粋なＦＢＴから二元ブレンドにわずかに減少する。二元ブレンドは、効果的にＦＢＴとＰＣ６１ＢＭとの分子間隔の線形組み合わせであり、両方の材料の結晶の存在を示唆しているが、より密接に詰まったラメラＦＢＴを有する。
【0084】
スロットダイコーティングされた三元ブレンドはまた、ＦＢＴ及びＰＣ６１ＢＭに関連する同じピークを示すが、ＰＤＩの等方性１５．３１の間隔の証拠はない。しかしながら、スピンコーティングされた三元ブレンドは、弱いＦＢＴ以外に顕著な分子間間隔を有するようには見えない（２００）。これらの三元結果の含意は、ｉ）スロットダイコーティングは、材料が結晶化するのに十分な弛緩時間を可能にする、ｉｉ）ＰＤＩは、ＦＢＴ及びＰＣ６１ＢＭにインターカレートし、スピンコーティングされたときに結晶化を防止する、ｉｉｉ）再編成及び形成ドメインに十分な時間を有するＰＤＩからのスロットダイコーティング、ＦＢＴ及びＰＣ６１ＢＭセグラゲート中であるが、ＰＤＩは非晶質のままである、ということである。ＧＩＷＡＸＳデータは、異なる組成及び処理方法のために、わずかに異なる活性層形態を明らかにするが、すべてのＰＣＥは、同様のままであり、これはアップスケールに有利である、いくぶん無感受性のＢＨＪ活性層を暗示している。これは、厚さに依存しない性能を有するＦＢＴポリマーについての以前の報告と一致している（５００ｎｍの厚さのスピンコーティングされた活性層に対して１０００ルクス下で得られた１５．１％のＰＣＥ）。［８］
【0085】
光浸漬効果は、ＺｎＯ及びＴｉＯ２などの金属酸化物を電子輸送層として有する倒立ＯＰＶで一般的に観察される。デバイス性能（特にＦＦ）は、飽和最大値に達するまで、光の露光時間（１太陽照明又は紫外線下）が増加するにつれて徐々に向上することが観察された。この光浸漬効果の起源は、まだ明らかではない。しかしながら、それは、概して、ＩＴＯ／金属酸化物界面における電位障壁につながる金属酸化物表面におけるトラップ部位の存在、及びデバイス性能に悪影響を及ぼす金属酸化物／活性層界面におけるエネルギーレベルの不一致に起因する。この効果は、本開示のデバイスにおいて、１太陽照明では観察されなかったが、低光ＬＥＤ照明下では観察された（表９及び図１４）。
【0086】
【表9】
【0087】
光浸漬を伴わない三元ブレンド活性層に基づく最適化されたデバイスは、光浸漬を伴うデバイス（ＦＦ＝７０％）と比較して、低光強度（２０００ルクス）下でＦＦ（４０％）で劇的な損失を示した。この効果は、デバイスが正常に動作するために必要なＬＥＤソース中のＵＶ部分の欠如に起因していた。この仮説を確認するために、４００ｎｍのＵＶフィルター（ＴｈｏｒＬａｂｓ－ＦＧＬ４００Ｓ２ Ｓｑｕａｒｅ ＧＧ４００色ガラスフィルター、４００ｎｍのＬｏｎｇｐａｓｓ）を光浸漬ステップ中に使用して、１太陽光源からＵＶ部分を切断した。ＵＶフィルターによる光浸漬は、光浸漬を伴わないデバイスＦＦと同様に、低ＦＦ（４４％）をもたらした。この効果は、ＺｎＯ電子輸送層を有するすべてのデバイスにおいて観察された（表１０及び図１５）。電子輸送層（ＩＴＯ／ＰＥＩＥ／二元活性層／ＭｏＯｘ／Ａｇ）としてのＰＥＩＥの使用は、光浸漬ステップを必要としなかったが、ＺｎＯ及びＺｎＯ／ＰＥＩＥ中間層（ＰＣＥ＝１２％）と比較した場合、より低い性能（ＰＣＥ＝１０．３％）を示した。
【0088】
【表10】
【0089】
ＯＰＶの安定性は、ラボからファブへの移行に向けた重要な問題である。異なる条件下でスロットダイコーティングされた三元ブレンド活性層を有するデバイスの安定性を調査した。３つの同様のセットのデバイスを調製し、３つの異なる条件下：（１）窒素充填グローブボックス中の不活性雰囲気下で、（２）室温及び３０％相対湿度での周囲条件下で、及び（３）８０℃での連続加熱下での窒素充填グローブボックス内の熱応力下で、検査した（図１６）。すべてのデバイスは、カプセル化されず、暗い条件下で保管した。安定性試験は、５００時間にわたって定期的に行った。ＯＰＶデバイスは、バーンイン劣化期間後にＰＣＥがその値の８０％に低下する時点から抽出される寿命パラメータＴｓ８０を特徴とする。［１８］窒素充填グローブボックス中に保管されたデバイスの５００時間後、バーンイン劣化期間後、パフォーマンスは、その初期値の８０％に低下した（図１６ａ）。周囲条件下で保管されたデバイスは、３００時間のＴｓ８０を有することが決定された（図１６ｂ）。しかしながら、熱応力に供したデバイスは、わずか３０分の加熱後に、バーンイン劣化期間後にＰＣＥがその初期値の７８％に低下して急速に劣化すると決定された（図１６ｃ）。興味深いことに、ＰＣＥは、３００時間の熱応力後、その初期値の７１％にしか低下せず、良好な安定性を示した（図１６ｃ）。本開示の三元ブレンドは、ＦＢＴ：ＰＣ６１ＢＭ：ＰＤＩブレンドによって例示されるように、二元ＦＢＴ：ＰＣ７１ＢＭブレンドに関する以前の安定性研究と比較した場合、より高い安定性を呈することが示された。更に、以前の研究と一致して、本開示の三元ブレンドは、ＦＢＴ：ＰＣ６１ＢＭ：ＰＤＩブレンドによって例示されるように、熱応力下での形態学的安定性にプラスの影響を有し、全体的なデバイス安定性を向上させる。
【0090】
【表11】
【0091】
実験的
【0092】
本開示の様々な実施形態による、二元及び三元ブレンド、並びにそれらを含むデバイスの調製を示す、いくつかの非限定的な例が、以下のセクションで提供される。以下の非限定的な実施例は、本開示の例示である。
【0093】
材料及び溶液の調製
【0094】
ポリマーＰＰＤＴ２ＦＢＴ（ＦＢＴ）は、ケベックシティのＢｒｉｌｌｉａｎｔ Ｍａｔｔｅｒｓによって提供された。ＰＣ６１ＢＭは、Ｏｓｓｉｌａから購入した。ｔＰＤＩ２Ｎ－ＥＨ（ＰＤＩ）は、公開された手順に従って合成した。［１５］ＦＢＴ及びＰＣ６１ＢＭ（１：１．５ｗ／ｗ及び総濃度２０ｍｇ／ｍＬ）を含むブレンドを、溶媒添加剤として１％（ｖ／ｖ）のｐ－アニスアルデヒド（ＡＡ）を含むｏ－キシレンに溶解した。ＰＤＩを第３の構成要素として添加し、（１：１．３５：０．１５）、（１：１．２：０．３）、（１：１．０５：０．４５）、（１：０．９：０．６）、（１：０．７５：０．７５）の重量比を有する三元ブレンド（ＦＢＴ：ＰＣ６１ＢＭ：ＰＤＩ）を形成した。すべての溶液を６０℃で加熱し、デバイス製作前に一晩空気中で連続撹拌した。ＺｎＯ前駆体溶液を、ゾルゲル法に従って調製した。［４３］ポリエチレンイミンエトキシル化（ＰＥＩＥ；水中３５～４０重量％）を、２－メトキシエタノール中０．１重量％の最終濃度で調製した。
【0095】
デバイス製作
【0096】
ガラス／ＩＴＯ／ＺｎＯ又は（ＺｎＯ／ＰＥＩＥ）／活性層／ＭｏＯｘ／Ａｇの倒立型デバイス構造を使用した。デバイスは、洗剤及び脱イオン水、アセトン、並びにイソプロパノールで連続的に超音波処理することによって洗浄されたＩＴＯコーティングされたガラス基板を使用して製作し、続いて約３０分間のＵＶ／オゾン洗浄を行った。室温のＺｎＯ溶液を約４５００ｒｐｍでスピンコーティングし、次いで約２００℃でパージボックス内で約３０分間アニールした。０．１重量％のＰＥＩＥの２－メトキシエタノール中溶液を、約５０００ｒｐｍでＺｎＯ層上にスピンコーティングし、続いて約１１０℃で約１０分間基板をアニーリングした。スピンコーティングされたデバイスの場合、活性層溶液を、異なるスピン速度で約６０秒間室温でコーティングした。スロットダイコーティングされたデバイスの場合、活性層溶液は、２５μＬ／分の溶液分配速度及び２０ｃｍ／分の基板運動速度を使用して、１３ｍｍ幅のスロットダイヘッドを装備したＦＯＭ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓのコンパクトシートコーターを使用して、ＺｎＯ／ＰＥＩＥ二重層の上にコーティングした。鋳造活性層を有する基板を、１×１０－５トル下で１０ｎｍのＭｏＯｘ及び１００ｎｍのＡｇを蒸発させる前に、窒素充填グローブボックスに一晩保管した。デバイスの有効面積は、シャドウマスク（０．１４ｃｍ２）によって定義された。
【0097】
デバイスの特性評価
【0098】
ＵＶ－Ｖｉｓ吸収スペクトルを、室温でのＡｇｉｌｅｎｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ Ｃａｒｙ ６０ ＵＶ－ｖｉｓ分光計を使用して記録した。原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）画像は、タッピングモードのＴＴ－２ＡＦＭ（ＡＦＭワークショップ、ＵＳＡ）及び反射性の裏側アルミニウムコーティングを有する０．０１～０．０２５Ω／ｃｍＳｂ（ｎ）ドープＳｉプローブを有するＷＳｘＭソフトウェアを使用して取得した。フォトルミネッセンス（ＰＬ）スペクトルを、室温のＡｇｉｌｅｎｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ Ｃａｒｙ Ｅｃｌｉｐｓｅ蛍光分光光度計を使用して記録した。電流密度電圧（Ｊ－Ｖ）曲線を、Ｋｅｉｔｈｌｅｙ ２４２０ソース測定ユニットを使用して測定した。１００ｍＷ／ｃｍ２（Ｎｅｗｐｏｒｔ ９２２５１Ａ－１０００Ｓｏｌａｒ Ｓｉｍｕｌａｔｏｒ）でＡＭ１．５照明下で光電流を測定した。標準的なシリコン太陽電池（Ｎｅｗｐｏｒｔ ９１１５０Ｖ）を光強度を較正するために使用した。外部量子効率（ＥＱＥ）を、光学レンズを用いたＱＥＸ７太陽電池スペクトル応答／ＱＥ／ＩＰＣＥ測定システム（ＰＶ測定、モデルＱＥＸ７、ＵＳＡ）で測定し、光をドットセルより約０．０４ｃｍ２小さい領域に集束した。シリコン基準セルを使用して、３００～１１００ｎｍの波長範囲内のＥＱＥ測定システムを較正した。屋内試験では、照明源として ａ Ｃｏｉｄａｋ電球を使用した。光浸漬ステップでは、デバイスを１００ｍＷ／ｃｍ２（Ｎｅｗｐｏｒｔ ９２２５１Ａ－１０００Ｓｏｌａｒ Ｓｉｍｕｌａｔｏｒ）のＡＭ１．５照明下で３０秒間保管し、次いで、異なる屋内光強度（２０００、１０００、及び４００ルクス）で直接測定した。１太陽光及び低光の両方の電力及び光強度を、標準的なモノシリコン太陽電池（Ｏｒｉｅｌ、モデル９１１５０Ｖ、Ｎｅｗｐｏｒｔ）を使用して較正した。
【0099】
微小角入射広角Ｘ線散乱（ＧＩＷＡＸＳ）
【0100】
ＧＩＷＡＸＳ実験は、２次元Ｒａｙｏｎｉｘ ＭＸ２２５ ＣＣＤエリア検出器を装備した、スタンフォードシンクロトロン放射光源（ＳＳＲＬ）でビームライン１１－３上で実施した。測定の入射角は、約０．１１～０．１２°であり、ビームエネルギーは、１２．７ｋｅＶに保持した。ＬａＢ６標準試料を使用して、波長及び試料検出器距離を較正した。得られた２次元画像を、Ｉｇｏｒ ６．３７のＷＡＸＳツール及びＮＩＫＡマクロを使用して、強度対画素位置から強度対相互空間（ｑ空間）に変換した。２次元画像は、それぞれ０～１５°及び７３～８８°のカイから採取したケーキセグメントを積分することによって、ｑｚ空間及びｑｘｙ空間に対して一次元強度に減少させた。
【0101】
本開示は、特定の例を参照して説明されてきたが、本開示は、開示された例に限定されないことを理解されたい。それどころか、本開示は、添付の特許請求の範囲の主旨及び範囲内に含まれる様々な修正及び同等の構成を網羅することを意図する。
【0102】
本開示で引用されているすべての刊行物、特許及び特許出願は、各々の個々の刊行物、特許又は特許出願が、その全体が参照により組み込まれることが具体的かつ個別に示されているかのように、それらの全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【0103】
参考文献
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３．Ｃｈｅｎ，Ｃ．－Ｙ．；Ｌｅｅ，Ｗ．－Ｈ．；Ｈｓｉａｏ，Ｓ．－Ｙ．；Ｔｓａｉ，Ｗ．－Ｌ．；Ｙａｎｇ，Ｌ．；Ｌｉｎ，Ｈ．－Ｌ．；Ｃｈｏｕ，Ｈ．－Ｊ．；Ｌｉｎ，Ｈ．－Ｗ．Ｖａｃｕｕｍ－Ｄｅｐｏｓｉｔｅｄ Ｐｅｒｏｖｓｋｉｔｅ Ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃｓ ｆｏｒ Ｈｉｇｈｌｙ Ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｌｉｇｈｔ Ｅｎｅｒｇｙ Ｈａｒｖｅｓｔｉｎｇ．Ｊ．Ｍａｔｅｒ．Ｃｈｅｍ．Ａ ２０１９，７（８），３６１２－３６１７．
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６．Ｆａｒａｈａｔ，Ｍ．Ｅ．；Ｐｅｒｕｍａｌ，Ｐ．；Ｂｕｄｉａｗａｎ，Ｗ．；Ｃｈｅｎ，Ｙ．－Ｆ．；Ｌｅｅ，Ｃ．－Ｈ．；Ｃｈｕ，Ｃ．－Ｗ．Ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｓｏｌａｒ Ｃｅｌｌｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｅｄ ｆｒｏｍ Ｇｒｅｅｎ Ｓｏｌｖｅｎｔ Ｍｉｘｔｕｒｅｓ．Ｊ．Ｍａｔｅｒ．Ｃｈｅｍ．Ａ ２０１７，５（２），５７１－５８２．
７．Ｗａｉ Ｈｏ，Ｊ．Ｋ．；Ｙｉｎ，Ｈ．；Ｋｏｎｇ Ｓｏ，Ｓ．Ｆｒｏｍ ３３％ ｔｏ ５７％－ａｎ Ｅｌｅｖａｔｅｄ Ｐｏｔｅｎｔｉａｌ ｏｆ Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ Ｌｉｍｉｔ ｆｏｒ Ｉｎｄｏｏｒ Ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃｓ．Ｊ．Ｍａｔｅｒ．Ｃｈｅｍ．Ａ ２０２０，８（４），１７１７－１７２３．
８．Ｓｈｉｎ，Ｓ．－Ｃ．；Ｋｏｈ，Ｃ．Ｗ．；Ｖｉｎｃｅｎｔ，Ｐ．；Ｇｏｏ，Ｊ．Ｓ．；Ｂａｅ，Ｊ．－Ｈ．；Ｌｅｅ，Ｊ．－Ｊ．；Ｓｈｉｎ，Ｃ．；Ｋｉｍ，Ｈ．；Ｗｏｏ，Ｈ．Ｙ．；Ｓｈｉｍ，Ｊ．Ｗ．Ｕｌｔｒａ－Ｔｈｉｃｋ Ｓｅｍｉ－Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ Ｐｈｏｔｏａｃｔｉｖｅ Ｄｏｎｏｒ Ｐｏｌｙｍｅｒ ｆｏｒ Ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ Ｉｎｄｏｏｒ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃｓ．Ｎａｎｏ Ｅｎｅｒｇｙ ２０１９，５８，４６６－４７５．
９．Ｄａｙｎｅｋｏ，Ｓ．Ｖ．；Ｈｅｎｄｓｂｅｅ，Ａ．Ｄ．；Ｗｅｌｃｈ，Ｇ．Ｃ．Ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ Ｆａｃｉｌｅ Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ Ｍｅｔｈｏｄｓ ｗｉｔｈ Ｇｒｅｅｎｅｒ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｆｏｒ Ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ Ｐｏｌｙｍｅｒ－Ｐｅｒｙｌｅｎｅ Ｄｉｉｍｉｄｅ Ｂａｓｅｄ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｓｏｌａｒ Ｃｅｌｌｓ．Ｓｍａｌｌ Ｍｅｔｈｏｄｓ ２０１８，２（６），１８０００８１．
１０．Ｔｉｎｔｏｒｉ，Ｆ．；Ｌａｖｅｎｔｕｒｅ，Ａ．；Ｗｅｌｃｈ，Ｇ．Ｃ．Ｐｅｒｙｌｅｎｅ Ｄｉｉｍｉｄｅ Ｂａｓｅｄ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃｓ ｗｉｔｈ Ｓｌｏｔ－Ｄｉｅ Ｃｏａｔｅｄ Ａｃｔｉｖｅ Ｌａｙｅｒｓ ｆｒｏｍ Ｈａｌｏｇｅｎ－Ｆｒｅｅ Ｓｏｌｖｅｎｔｓ ｉｎ Ａｉｒ ａｔ Ｒｏｏｍ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ．ＡＣＳ Ａｐｐｌ．Ｍａｔｅｒ．Ｉｎｔｅｒｆａｃｅｓ ２０１９，１１（４２），３９０１０－３９０１７．
１１．Ｌａｖｅｎｔｕｒｅ，Ａ．；Ｈａｒｄｉｎｇ，Ｃ．Ｒ．；Ｃｉｅｐｌｅｃｈｏｗｉｃｚ，Ｅ．；Ｌｉ，Ｚ．；Ｗａｎｇ，Ｊ．；Ｚｏｕ，Ｙ．；Ｗｅｌｃｈ，Ｇ．Ｃ．Ｓｃｒｅｅｎｉｎｇ Ｑｕｉｎｏｘａｌｉｎｅ－Ｔｙｐｅ Ｄｏｎｏｒ Ｐｏｌｙｍｅｒｓ ｆｏｒ Ｒｏｌｌ－ｔｏ－Ｒｏｌｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｃｏｍｐａｔｉｂｌｅ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃｓ．ＡＣＳ Ａｐｐｌ．Ｐｏｌｙｍ．Ｍａｔｅｒ．２０１９，１（８），２１６８－２１７６．
１２．Ａｂｄ－Ｅｌｌａｈ，Ｍ．；Ｃａｎｎ，Ｊ．；Ｄａｙｎｅｋｏ，Ｓ．Ｖ．；Ｌａｖｅｎｔｕｒｅ，Ａ．；Ｃｉｅｐｌｅｃｈｏｗｉｃｚ，Ｅ．；Ｗｅｌｃｈ，Ｇ．Ｃ．Ｉｎｔｅｒｆａｃｉａｌ ＺｎＯ Ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ Ｕｓｉｎｇ ａ Ｃａｒｂｏｘｙｌｉｃ Ａｃｉｄ Ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｉｚｅｄ Ｎ－Ａｎｎｕｌａｔｅｄ Ｐｅｒｙｌｅｎｅ Ｄｉｉｍｉｄｅ ｆｏｒ Ｉｎｖｅｒｔｅｄ Ｔｙｐｅ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃｓ．ＡＣＳ Ａｐｐｌ．Ｅｌｅｃｔｒｏｎ．Ｍａｔｅｒ．２０１９，１（８），１５９０－１５９６．
１３．Ｄａｙｎｅｋｏ，Ｓ．Ｖ．；Ｈｅｎｄｓｂｅｅ，Ａ．Ｄ．；Ｃａｎｎ，Ｊ．；Ｃａｂａｎｅｔｏｓ，Ｃ．；Ｗｅｌｃｈ，Ｇ．Ｃ．Ｔｅｒｎａｒｙ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｓｏｌａｒ Ｃｅｌｌｓ：Ｕｓｉｎｇ Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｄｏｎｏｒ ｏｒ Ａｃｃｅｐｔｏｒ Ｔｈｉｒｄ Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ ｔｏ Ｉｎｃｒｅａｓｅ Ｏｐｅｎ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｖｏｌｔａｇｅ．Ｎｅｗ Ｊ．Ｃｈｅｍ．２０１９，４３（２６），１０４４２－１０４４８．
１４．Ｄａｙｎｅｋｏ，Ｓ．Ｖ．；Ｐａｈｌｅｖａｎｉ，Ｍ．；Ｗｅｌｃｈ，Ｇ．Ｃ．Ｉｎｄｏｏｒ Ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃｓ：Ｐｈｏｔｏａｃｔｉｖｅ Ｍａｔｅｒｉａｌ Ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ，Ｇｒｅｅｎｅｒ Ｉｎｋ Ｆｏｒｍｕｌａｔｉｏｎｓ，ａｎｄ Ｓｌｏｔ－Ｄｉｅ Ｃｏａｔｅｄ Ａｃｔｉｖｅ Ｌａｙｅｒｓ．ＡＣＳ Ａｐｐｌ．Ｍａｔｅｒ．Ｉｎｔｅｒｆａｃｅｓ ２０１９．
１５．Ｄａｙｎｅｋｏ，Ｓ．Ｖ．；Ｐａｈｌｅｖａｎｉ，Ｍ．；Ｗｅｌｃｈ，Ｇ．Ｃ．Ｉｎｄｏｏｒ Ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃｓ：Ｐｈｏｔｏａｃｔｉｖｅ Ｍａｔｅｒｉａｌ Ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ，Ｇｒｅｅｎｅｒ Ｉｎｋ Ｆｏｒｍｕｌａｔｉｏｎｓ，ａｎｄ Ｓｌｏｔ－Ｄｉｅ Ｃｏａｔｅｄ Ａｃｔｉｖｅ Ｌａｙｅｒｓ．ＡＣＳ Ａｐｐｌ．Ｍａｔｅｒ．Ｉｎｔｅｒｆａｃｅｓ ２０１９，１１（４９），４６０１７－４６０２５．
１６．Ｈｅｎｄｓｂｅｅ，Ａ．Ｄ．；Ｓｕｎ，Ｊ．－Ｐ．；Ｌａｗ，Ｗ．Ｋ．；Ｙａｎ，Ｈ．；Ｈｉｌｌ，Ｉ．Ｇ．；Ｓｐａｓｙｕｋ，Ｄ．Ｍ．；Ｗｅｌｃｈ，Ｇ．Ｃ．Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ，Ｓｅｌｆ－Ａｓｓｅｍｂｌｙ，ａｎｄ Ｓｏｌａｒ Ｃｅｌｌ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ Ｎ－Ａｎｎｕｌａｔｅｄ Ｐｅｒｙｌｅｎｅ Ｄｉｉｍｉｄｅ Ｎｏｎ－Ｆｕｌｌｅｒｅｎｅ Ａｃｃｅｐｔｏｒｓ．Ｃｈｅｍ．Ｍａｔｅｒ．２０１６，２８（１９），７０９８－７１０９．
１７．Ｓｉｎｇｈ，Ｒ．；Ｓｈｉｎ，Ｓ．－Ｃ．；Ｌｅｅ，Ｈ．；Ｋｉｍ，Ｍ．；Ｓｈｉｍ，Ｊ．Ｗ．；Ｃｈｏ，Ｋ．；Ｌｅｅ，Ｊ．－Ｊ．Ｔｅｒｎａｒｙ Ｂｌｅｎｄ Ｓｔｒａｔｅｇｙ ｆｏｒ Ａｃｈｉｅｖｉｎｇ Ｈｉｇｈ－Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ Ｄｅｖｉｃｅｓ ｆｏｒ Ｉｎｄｏｏｒ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ．Ｃｈｅｍ．Ｅｕｒｏ．Ｊ．２０１９，２５（２４），６１５４－６１６１．
１８．Ｚｈａｎｇ，Ｙ．；Ｓａｍｕｅｌ，Ｉ．Ｄ．Ｗ．；Ｗａｎｇ，Ｔ．；Ｌｉｄｚｅｙ，Ｄ．Ｇ．Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｓｔａｔｕｓ ｏｆ Ｏｕｔｄｏｏｒ Ｌｉｆｅｔｉｍｅ Ｔｅｓｔｉｎｇ ｏｆ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃｓ．Ａｄｖ．Ｓｃｉ．２０１８，５，１８００４３４．
１．Ｓｔｅｉｍ，Ｒ．；Ａｍｅｒｉ，Ｔ．；Ｓｃｈｉｌｉｎｓｋｙ，Ｐ．；Ｗａｌｄａｕｆ，Ｃ．；Ｄｅｎｎｌｅｒ，Ｇ．；Ｓｃｈａｒｂｅｒ，Ｍ．；Ｂｒａｂｅｃ，Ｃ．Ｊ．Ｏｒｇａｎｉｃ Ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃｓ ｆｏｒ Ｌｏｗ Ｌｉｇｈｔ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ．Ｓｏｌ．Ｅｎｅｒｇｙ Ｍａｔｅｒ．Ｓｏｌ．Ｃｅｌｌｓ ２０１１，９５（１２），３２５６－３２６１．
２．Ｆｒｅｉｔａｇ，Ｍ．；Ｔｅｕｓｃｈｅｒ，Ｊ．；Ｓａｙｇｉｌｉ，Ｙ．；Ｚｈａｎｇ，Ｘ．；Ｇｉｏｒｄａｎｏ，Ｆ．；Ｌｉｓｋａ，Ｐ．；Ｈｕａ，Ｊ．；Ｚａｋｅｅｒｕｄｄｉｎ，Ｓ．Ｍ．；Ｍｏｓｅｒ，Ｊ．－Ｅ．；Ｇｒａｔｚｅｌ，Ｍ．；Ｈａｇｆｅｌｄｔ，Ａ．Ｄｙｅ－Ｓｅｎｓｉｔｉｚｅｄ Ｓｏｌａｒ Ｃｅｌｌｓ ｆｏｒ Ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ Ｐｏｗｅｒ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ｕｎｄｅｒ Ａｍｂｉｅｎｔ Ｌｉｇｈｔｉｎｇ．Ｎａｔ．Ｐｈｏｔｏｎｉｃｓ ２０１７，１１（６），３７２－３７８．
３．Ｃｈｅｎ，Ｃ．－Ｙ．；Ｌｅｅ，Ｗ．－Ｈ．；Ｈｓｉａｏ，Ｓ．－Ｙ．；Ｔｓａｉ，Ｗ．－Ｌ．；Ｙａｎｇ，Ｌ．；Ｌｉｎ，Ｈ．－Ｌ．；Ｃｈｏｕ，Ｈ．－Ｊ．；Ｌｉｎ，Ｈ．－Ｗ．Ｖａｃｕｕｍ－Ｄｅｐｏｓｉｔｅｄ Ｐｅｒｏｖｓｋｉｔｅ Ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃｓ ｆｏｒ Ｈｉｇｈｌｙ Ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｌｉｇｈｔ Ｅｎｅｒｇｙ Ｈａｒｖｅｓｔｉｎｇ．Ｊ．Ｍａｔｅｒ．Ｃｈｅｍ．Ａ ２０１９，７（８），３６１２－３６１７．
４．Ｄｉｎｇ，Ｚ．；Ｚｈａｏ，Ｒ．；Ｙｕ，Ｙ．；Ｌｉｕ，Ｊ．Ａｌｌ－Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｉｎｄｏｏｒ Ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃｓ ｗｉｔｈ Ｈｉｇｈ Ｏｐｅｎ－Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｖｏｌｔａｇｅ．Ｊ．Ｍａｔｅｒ．Ｃｈｅｍ．Ａ ２０１９．
５．Ｃｕｉ，Ｙ．；Ｙａｏ，Ｈ．；Ｚｈａｎｇ，Ｊ．；Ｘｉａｎ，Ｋ．；Ｚｈａｎｇ，Ｔ．；Ｈｏｎｇ，Ｌ．；Ｗａｎｇ，Ｙ．；Ｘｕ，Ｙ．；Ｍａ，Ｋ．；Ａｎ，Ｃ．；Ｈｅ，Ｃ．；Ｗｅｉ，Ｚ．；Ｇａｏ，Ｆ．；Ｈｏｕ，Ｊ．Ｓｉｎｇｌｅ－Ｊｕｎｃｔｉｏｎ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ Ｃｅｌｌｓ ｗｉｔｈ Ａｐｐｒｏａｃｈｉｎｇ １８％ Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ．Ａｄｖ．Ｍａｔｅｒ．２０２０，３２，１９０８２０５．
６．Ｆａｒａｈａｔ，Ｍ．Ｅ．；Ｐｅｒｕｍａｌ，Ｐ．；Ｂｕｄｉａｗａｎ，Ｗ．；Ｃｈｅｎ，Ｙ．－Ｆ．；Ｌｅｅ，Ｃ．－Ｈ．；Ｃｈｕ，Ｃ．－Ｗ．Ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｓｏｌａｒ Ｃｅｌｌｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｅｄ ｆｒｏｍ Ｇｒｅｅｎ Ｓｏｌｖｅｎｔ Ｍｉｘｔｕｒｅｓ．Ｊ．Ｍａｔｅｒ．Ｃｈｅｍ．Ａ ２０１７，５（２），５７１－５８２．
７．Ｗａｉ Ｈｏ，Ｊ．Ｋ．；Ｙｉｎ，Ｈ．；Ｋｏｎｇ Ｓｏ，Ｓ．Ｆｒｏｍ ３３％ ｔｏ ５７％－ａｎ Ｅｌｅｖａｔｅｄ Ｐｏｔｅｎｔｉａｌ ｏｆ Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ Ｌｉｍｉｔ ｆｏｒ Ｉｎｄｏｏｒ Ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃｓ．Ｊ．Ｍａｔｅｒ．Ｃｈｅｍ．Ａ ２０２０，８（４），１７１７－１７２３．
８．Ｓｈｉｎ，Ｓ．－Ｃ．；Ｋｏｈ，Ｃ．Ｗ．；Ｖｉｎｃｅｎｔ，Ｐ．；Ｇｏｏ，Ｊ．Ｓ．；Ｂａｅ，Ｊ．－Ｈ．；Ｌｅｅ，Ｊ．－Ｊ．；Ｓｈｉｎ，Ｃ．；Ｋｉｍ，Ｈ．；Ｗｏｏ，Ｈ．Ｙ．；Ｓｈｉｍ，Ｊ．Ｗ．Ｕｌｔｒａ－Ｔｈｉｃｋ Ｓｅｍｉ－Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ Ｐｈｏｔｏａｃｔｉｖｅ Ｄｏｎｏｒ Ｐｏｌｙｍｅｒ ｆｏｒ Ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ Ｉｎｄｏｏｒ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃｓ．Ｎａｎｏ Ｅｎｅｒｇｙ ２０１９，５８，４６６－４７５．
９．Ｄａｙｎｅｋｏ，Ｓ．Ｖ．；Ｈｅｎｄｓｂｅｅ，Ａ．Ｄ．；Ｗｅｌｃｈ，Ｇ．Ｃ．Ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ Ｆａｃｉｌｅ Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ Ｍｅｔｈｏｄｓ ｗｉｔｈ Ｇｒｅｅｎｅｒ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｆｏｒ Ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ Ｐｏｌｙｍｅｒ－Ｐｅｒｙｌｅｎｅ Ｄｉｉｍｉｄｅ Ｂａｓｅｄ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｓｏｌａｒ Ｃｅｌｌｓ．Ｓｍａｌｌ Ｍｅｔｈｏｄｓ ２０１８，２（６），１８０００８１．
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１２．Ａｂｄ－Ｅｌｌａｈ，Ｍ．；Ｃａｎｎ，Ｊ．；Ｄａｙｎｅｋｏ，Ｓ．Ｖ．；Ｌａｖｅｎｔｕｒｅ，Ａ．；Ｃｉｅｐｌｅｃｈｏｗｉｃｚ，Ｅ．；Ｗｅｌｃｈ，Ｇ．Ｃ．Ｉｎｔｅｒｆａｃｉａｌ ＺｎＯ Ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ Ｕｓｉｎｇ ａ Ｃａｒｂｏｘｙｌｉｃ Ａｃｉｄ Ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｉｚｅｄ Ｎ－Ａｎｎｕｌａｔｅｄ Ｐｅｒｙｌｅｎｅ Ｄｉｉｍｉｄｅ ｆｏｒ Ｉｎｖｅｒｔｅｄ Ｔｙｐｅ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃｓ．ＡＣＳ Ａｐｐｌ．Ｅｌｅｃｔｒｏｎ．Ｍａｔｅｒ．２０１９，１（８），１５９０－１５９６．
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１６．Ｈｅｎｄｓｂｅｅ，Ａ．Ｄ．；Ｓｕｎ，Ｊ．－Ｐ．；Ｌａｗ，Ｗ．Ｋ．；Ｙａｎ，Ｈ．；Ｈｉｌｌ，Ｉ．Ｇ．；Ｓｐａｓｙｕｋ，Ｄ．Ｍ．；Ｗｅｌｃｈ，Ｇ．Ｃ．Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ，Ｓｅｌｆ－Ａｓｓｅｍｂｌｙ，ａｎｄ Ｓｏｌａｒ Ｃｅｌｌ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ Ｎ－Ａｎｎｕｌａｔｅｄ Ｐｅｒｙｌｅｎｅ Ｄｉｉｍｉｄｅ Ｎｏｎ－Ｆｕｌｌｅｒｅｎｅ Ａｃｃｅｐｔｏｒｓ．Ｃｈｅｍ．Ｍａｔｅｒ．２０１６，２８（１９），７０９８－７１０９．
１７．Ｓｉｎｇｈ，Ｒ．；Ｓｈｉｎ，Ｓ．－Ｃ．；Ｌｅｅ，Ｈ．；Ｋｉｍ，Ｍ．；Ｓｈｉｍ，Ｊ．Ｗ．；Ｃｈｏ，Ｋ．；Ｌｅｅ，Ｊ．－Ｊ．Ｔｅｒｎａｒｙ Ｂｌｅｎｄ Ｓｔｒａｔｅｇｙ ｆｏｒ Ａｃｈｉｅｖｉｎｇ Ｈｉｇｈ－Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ Ｄｅｖｉｃｅｓ ｆｏｒ Ｉｎｄｏｏｒ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ．Ｃｈｅｍ．Ｅｕｒｏ．Ｊ．２０１９，２５（２４），６１５４－６１６１．
１８．Ｚｈａｎｇ，Ｙ．；Ｓａｍｕｅｌ，Ｉ．Ｄ．Ｗ．；Ｗａｎｇ，Ｔ．；Ｌｉｄｚｅｙ，Ｄ．Ｇ．Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｓｔａｔｕｓ ｏｆ Ｏｕｔｄｏｏｒ Ｌｉｆｅｔｉｍｅ Ｔｅｓｔｉｎｇ ｏｆ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃｓ．Ａｄｖ．Ｓｃｉ．２０１８，５，１８００４３４．
【図1-1】
【図1-2】
【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】
【国際調査報告】