Dispositivos fotosensibles orgánicos con filtros portadores de carga de bloqueo de excitones

Un dispositivo optoelectrónico fotosensible que comprende: una primera subcélula que comprende una primera región fotoactiva que comprende al menos un material donante y al menos un material aceptor, en donde el al menos un material aceptor tiene un nivel de energía de orbital molecular más bajo des...

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Hauptverfasser: BERGEMANN, Kevin, ZIMMERMAN, Jeramy D, CHE, Xiaozhou, FORREST, Stephen R, LASSITER, Brian E, BARTYNSKI, Andrew N, TRIHN, Cong, THOMPSON, Mark E, PANDA, Anurag, XIAO, Xin
Format: Patent
Sprache:spa
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Beschreibung
Zusammenfassung:Un dispositivo optoelectrónico fotosensible que comprende: una primera subcélula que comprende una primera región fotoactiva que comprende al menos un material donante y al menos un material aceptor, en donde el al menos un material aceptor tiene un nivel de energía de orbital molecular más bajo desocupado (LUMOAcc) y un nivel de energía de orbital molecular más alto ocupado (HOMOAcc); una segunda subcélula que comprende una segunda región fotoactiva; y un filtro de electrones de bloqueo de excitones dispuesto entre la primera subcélula y la segunda subcélula, en donde el filtro de electrones de bloqueo de excitones es una capa mixta que comprende una mezcla de: un material de brecha de energía grande; y un material conductor de electrones; en donde el material de brecha de energía grande tiene - un nivel de energía de orbital molecular más bajo desocupado (LUMOCS-WG) menor o igual que LUMOAcc; - un nivel de energía de orbital molecular más alto ocupado (HOMOCS-WG) mayor, igual o menor en el ámbito de 0,3 eV que HOMOAcc; y - una brecha de energía HOMOCS-WG-LUMOCS-WG más grande que la brecha de energía HOMOAcc-LUMOAcc; y en donde el al menos un material conductor de electrones tiene un nivel de energía de orbital molecular más bajo desocupado (LUMOCE) más grande que, igual o menor en el ámbito de 0,3 eV que el LUMOAcc; en donde un primer nivel de energía HOMO o LUMO es "menor que" un segundo nivel de energía HOMO o LUMO si el primer nivel de energía HOMO o LUMO está más cerca del nivel de vacío que el segundo nivel de energía HOMO o LUMO y un primer nivel de energía HOMO o LUMO es "mayor que" un segundo nivel de energía HOMO o LUMO si el primer nivel de energía HOMO o LUMO está más alejado del nivel de vacío que el segundo nivel de energía HOMO o LUMO; y en donde el dispositivo comprende, además, una capa de recombinación de carga dispuesta entre la primera subcélula y la segunda subcélula; y en donde la mezcla comprende el material de brecha de energía grande y el material conductor de electrones en una relación que varía de 10:1 a 1:10 en volumen. Disclosed herein are organic photosensitive devices including a first subcell and a second subcell and having at least one exciton-blocking charge carrier filter disposed between the subcells. The filters comprise a mixture of at least one wide energy gap material and at least one electron or hole conducting material. As described herein, the filters simultaneously block excitons and conduct the desired charge c