Bauelemente

Die Erfindung betrifft ein organisches und photoaktives

Material zur Verwendung in optoelektronischen Bauelementen.

Optoelektronische Bauelemente basieren auf den optischen und elektronischen Eigenschaften von Materialien und finden heute breite Anwendung im alltäglichen Leben, wie etwa Solarzellen, LED's, TFT's. Im Allgemeinen umfassen sie alle Produkte und Verfahren, die die Umwandlung von elektronisch erzeugten Daten und Energien in Lichtemission ermöglichen oder Lichtemissionen in Energien umwandeln.

Optoelektronische Bauelemente, die Lichtemission in Energien umwandeln umfassen Photodioden, die als Photovoltaikanlagen betrieben werden oder als lichtsensitive Sensoren oder

Belichtungsmessern in verschiedenen Produkten wie

Digitalkameras, CD-Abspielgeräte, Lichtschranken eingesetzt werden .

Optoelektronische Bauelemente aus größtenteils organischen Materialien sind für die Anwendung als LEDs (OLED) und

Photovoltaikanlagen (OPV) bekannt. Die verwendeten organischen Materialien erfüllen in diesen optoelektronischen Bauelementen unterschiedliche Aufgaben wie z.B. den Ladungstransport, die Lichtemssion oder Lichtabsorption. Organische Materialien in optoelektronischen Bauelementen können dabei Polymere oder kleine Moleküle sein und in Lösung oder Emulsion durch nasschemische Prozesse wie Coaten oder Drucken oder im Vakuum durch z.B. Sublimation zu dünnen Schichten verarbeitet werden.

Eine Solarzelle wandelt Lichtenergie in elektrische Energie um. In diesem Sinne wird der Begriff "photoaktiv" als

Umwandlung von Lichtenergie in elektrische Energie verstanden. Im Gegensatz zu anorganischen Solarzellen werden bei organischen Solarzellen durch das Licht nicht direkt freie Ladungsträger erzeugt, sondern es bilden sich zunächst

Exzitonen, also elektrisch neutrale Anregungszustände

(gebundene Elektron-Loch-Paare) .

Daher spielt die rekombinationsarme Diffusion von Exzitonen an die aktive Grenzfläche eine kritische Rolle bei organischen Solarzellen. Um einen Beitrag zum Photostrom zu leisten, muss daher in einer guten organischen Solarzelle die

Exzitonendiffusionslänge die typische Eindringtiefe des

Lichts deutlich übersteigen, damit der überwiegende Teil des Lichts genutzt werden kann.

Falls es sich bei der Absorberschicht um eine Mischschicht handelt, so übernimmt die Aufgabe der Lichtabsorption entweder nur eine der Komponenten oder auch beide. Der Vorteil von Mischschichten ist, dass die erzeugten Exzitonen nur einen sehr kurzen Weg zurücklegen müssen bis sie an eine

Domänengrenze gelangen, wo sie getrennt werden. Der

Abtransport der Elektronen bzw. Löcher erfolgt getrennt in den jeweiligen Materialien. Da in der Mischschicht die Materialien überall miteinander im Kontakt sind, ist bei diesem Konzept entscheidend, dass die getrennten Ladungen eine lange

Lebensdauer auf dem jeweiligen Material besitzen und von jedem Ort aus geschlossene Perkolationspfade für beide

Ladungsträgersorten zum jeweiligen Kontakt hin vorhanden sind.

Ein wichtiger Faktor in der Verbesserung der oben genannten Solarzellen liegt in der Weiterentwicklung der organischen Schichten. Für die Absorberschichten, speziell auf dem Gebiet kleiner Moleküle, sind in den letzten 5 Jahren wenige neue Materialien bekannt geworden. In der WO2006092134A1 werden Verbindungen offenbart, die über einen Akzeptor-Donor- Akzeptor-Aufbau verfügen, wobei der Donorblock ein

ausgedehntes π-System besitzt. In der DE60205824T2 werden Thienothiophenderivate offenbart, die mit weiteren Aromaten ein π-System bilden und an beiden Seiten von Alkylgruppen eingerahmt sind, und deren Verwendung in organischen Halbleitern.

In der WO2009051390 werden Thiophen basierte Akzeptor-Donator Farbstoffe für den Einsatz in farbstoffsensitiven Solarzellen offenbart .

In der WO 002008145172A1 werden neuartige Phthalocyanine zur Verwendung in Solarzellen vorgestellt.

In der US7655809B2 werden Verbindungen aus kondensierten

Kohlenstoffzyklen in Reihe und deren Verwendung als organische Halbleiter offenbart.

In der WO 2006111511A1 und WO2007116001A2 werden

Rylentetracarbonsäurederivate zur Verwendung als aktive

Schicht in Photovoltaik offenbart.

Dagegen sind verschiedene Polymere zur Verwendung als aktive Schichten in organischer Photovoltaik bekannt, beispielweise offenbart in WO 2008088595A2, EP2072557A1 oder

US20070112171A1. Diese sind im Allgemeinen nicht verdampfbar, sondern werden in flüssiger Form zu dünnen Schichten

verarbeitet .

Um weitere Effizenzsteigerungen bei organischen Solarzellen zu erzielen, ist es nötig, in einem größeren Spektrum des

Sonnenlichtes zu absorbieren. Dafür ist eine Kombination verschiedener Absorbermaterialien notwendig.

Aufgabe dieser Erfindung ist es also Materialien

bereitzustellen, welche als aktive Schichten in

optoelektronischen Bauelementen eingesetzt werden können und die Nachteile des Standes der Technik überwinden. Die Aufgabe wird durch die unabhängigen Ansprüche 1 und 7 der vorliegenden Anmeldung gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Erfindungsgemäß wird eine Verbindung der allgemeinen Formel (I)

mit R3 und R4 unabhängig ausgesucht aus H, Alkyl, Aryl oder substituiertem Alkyl mit 1-26 C-Atomen, wobei maximal 2 C- Atome ersetzt sind durch N, 0 oder S oder maximal 5 H-Atome ersetzt sind durch F, Cl, Br oder CN, Rl, R2, R5 und R6 unabhängig voneinander ausgesucht aus H, Alkyl oder OAlkyl, wobei Rl und R2 und/oder R5 und R6 einen Ring bilden

können, und wobei Akzeptor A eine gegenüber dem Mittelblock D

elektronenziehende Eigenschaft besitzt und der Mittelblock D eine linear durchkonjugierte Kohlenwasserstoffeinheit ist mit ein oder mehreren Heteroatomen .

Dabei kann A beidseitig gleich oder unterschiedlich sein, bevorzugt besitzt A beidseitig eine ähnliche Akzeptorstärke. Besonders bevorzugt ist A beidseitig gleich.

In einer Ausführungsform der Erfindung ist die Akzeptorgruppe A ausgesucht aus:

In einer Ausführungsform der Erfindung ist A ausgesucht aus

Wobei n eine ganze Zahl von 1 bis 5 sein kann

In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung sind R3 und R4 der allgemeinen Formel I H und die Akzeptorgruppen A sind so ausgesucht, dass sie in einer Wasserstoffbrückenbindung zum Pyrrol-NH einen 5-Ring, 6-Ring oder 7-Ring bilden. Mögliche Akzeptorgruppen sind folgende:

In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung sind R3 und R4 der allgemeinen Formel I unabhängig voneinander Alkyl, Aryl oder substituiertem Alkyl mit 1-26 C-Atomen, wobei maximal 2 C- Atome ersetzt sind durch N, 0 oder S oder maximal 5 H-Atome ersetzt sind durch F, Cl, Br oder CN, Rl, R2, R5 und R6 unabhängig voneinander ausgesucht aus H, Alkyl oder OAlkyl, wobei Rl und R2 und/oder R5 und R6 einen Ring bilden können, und die Akzeptorgruppen A sind so ausgesucht, dass eine sterische Hinderung zum Substituenten des Pyrrol-Stickstoffes minimiert wird. Mögliche Akzeptorgruppen sind folgende:

Alkyl Alkyl ^ΑΙ Μ ^Alk y'

In einer Ausführungsform der Erfindung sind die

Akzeptorgruppen A jeweils gleich und ausgesucht aus cis- CH=CHCN, trans-CH=CHCN oder CH=C(CN) ₂ .

In einer Ausführungsform der Erfindung ist D eine Einheit aus linear konjugierten aromatischen 5- und/oder 6-Ringen, die anneliert sein können. In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist D ausgesucht aus:

wobei Yi und Zi unabhängig ausgewählt sind aus: 0, S, Se,

Si (RR' ) , C (RR' ) und (R) , mit R und R' unabhängig voneinander ausgewählt aus H, Alkyl oder Aryl und

Wi und Vi unabhängig ausgewählt ist aus: N und C-R mit R ^x unabhängig voneinander ausgewählt aus H, Alkyl, OAlkyl, SAlkyl oder Aryl

W ₂ jeweils unabhängig ausgewählt ist aus: N und C-R9 mit R9 = H, Halogen, Alkyl, Alkenyl, Alkinyl, jeweils linear oder verzweigt, OR ^λ , SR SiR'3, NR ^X 2 mit R ^x ausgesucht aus Alkyl oder Aryl,

W3 jeweils unabhängig ausgewählt ist aus: N und C-R10 mit RIO = H, Halogen, Alkyl, Alkenyl, Alkinyl, jeweils linear oder verzweigt, OR ^λ , SR SiR'3, NR ^X 2 mit R' ausgesucht aus Alkyl oder Aryl, wobei R9 und RIO einen Ring bilden können, und n = 1, 2 oder 3 und m = 1 oder 2 ist.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist D

ausgesucht aus:

wobei Yi und Zi unabhängig ausgewählt sind aus: 0, S, Se,

Si (RR' ) , C (RR' ) und (R) , mit R und R' unabhängig voneinander ausgewählt aus H, Alkyl oder Aryl und

Wi und Vi unabhängig ausgewählt ist aus: N und C-R mit R ^x unabhängig voneinander ausgewählt aus H, Alkyl, OAlkyl, SAlkyl oder Aryl

W ₂ jeweils unabhängig ausgewählt ist aus: N und C-R9 mit R9 = H, Halogen, Alkyl, Alkenyl, Alkinyl, jeweils linear oder verzweigt, OR ^λ , SR SiR'3, NR ^X 2 mit R ^x ausgesucht aus Alkyl oder Aryl,

W3 jeweils unabhängig ausgewählt ist aus: N und C-R10 mit RIO = H, Halogen, Alkyl, Alkenyl, Alkinyl, jeweils linear oder verzweigt, OR ^λ , SR SiR'3, NR ^X 2 mit R' ausgesucht aus Alkyl oder Aryl, wobei R9 und RIO einen Ring bilden können, und n = 1, 2 oder 3 ist.

Für eine Verarbeitung der erfindungsgemäßen Materialien mit lösungsmittelbasierten Methoden, wie Drucken, Coaten,

Aufschleudern oder ähnliches ist es sinnvoll die

Akzeptorgruppe A und etwaige Seitenketten R so zu wählen, dass eine ausreichende Löslichkeit gegeben ist.

Für eine Verarbeitung der erfindungsgemäßen Materialien durch Verdampfen, z.B. im Vakuum mit oder ohne Trägergas, ist es sinnvoll, dass die Moleküle eine Molmasse von maximal 1000 g/mol besitzt.

In einer Ausführungsform der Erfindung wird eine Verbindung der allgemeinen Formel (I)

mit R3 und R4 unabhängig ausgesucht aus H, Alkyl, Aryl oder substituiertem Alkyl mit 1-26 C-Atomen, wobei maximal 2 C- Atome ersetzt sind durch N, 0 oder S oder maximal 5 H-Atome ersetzt sind durch F, Cl, Br oder CN, Rl, R2, R5 und R6 unabhängig voneinander ausgesucht aus H, Alkyl oder OAlkyl, wobei Rl und R2 und/oder R5 und R6 einen Ring bilden können, und wobei A ausgesucht ist aus:

wobei n eine ganze Zahl von 1 bis 5 sein kann, und D ausgesucht ist aus:

wobei Yi und Zi unabhängig ausgewählt sind aus: 0, S, Se,

Si (RR' ) , C (RR' ) und (R) , mit R und R' unabhängig voneinander ausgewählt aus H, Alkyl oder Aryl und

Wi und Vi unabhängig ausgewählt ist aus: N und C-R mit R ^x unabhängig voneinander ausgewählt aus H, Alkyl, OAlkyl, SAlkyl oder Aryl W2 jeweils unabhängig ausgewählt ist aus: N und C-R9 mit R9 = H, Halogen, Alkyl, Alkenyl, Alkinyl, jeweils linear oder verzweigt, OR ^λ , SR SiR'3, NR ^X 2 mit R ^x ausgesucht aus Alkyl oder Aryl,

W3 jeweils unabhängig ausgewählt ist aus: N und C-R10 mit RIO = H, Halogen, Alkyl, Alkenyl, Alkinyl, jeweils linear oder verzweigt, OR ^λ , SR SiR'3, NR ^X 2 mit R' ausgesucht aus Alkyl oder Aryl, wobei R9 und RIO einen Ring bilden können, und n = 1, 2 oder 3 und m = 1 oder 2 ist.

einer Ausführungsform der Erfindung wird eine Verbindung allgemeinen Formel (I)

mit R3 und R4 unabhängig ausgesucht aus H, Alkyl, Aryl oder substituiertem Alkyl mit 1-26 C-Atomen, wobei maximal 2 C- Atome ersetzt sind durch N, 0 oder S oder maximal 5 H-Atome ersetzt sind durch F, Cl, Br oder CN, Rl, R2, R5 und R6 unabhängig voneinander ausgesucht aus H, Alkyl oder OAlkyl, wobei Rl und R2 und/oder R5 und R6 einen Ring bilden können, und A ist jeweils gleich und ausgesucht aus cis-CH=CHCN, trans-CH=CHCN oder CH=C(CN) ₂ , vorgeschlagen, wobei die Gruppe D ausgesucht ist aus:

wobei Yi und Zi unabhängig ausgewählt sind aus: 0, S, Se,

Si (RR' ) , C (RR' ) und (R) , mit R und R' unabhängig voneinander ausgewählt aus H, Alkyl oder Aryl und

Wi und Vi unabhängig ausgewählt ist aus: N und C-R mit R ^x unabhängig voneinander ausgewählt aus H, Alkyl, OAlkyl, SAlkyl oder Aryl

W ₂ jeweils unabhängig ausgewählt ist aus: N und C-R9 mit R9 = H, Halogen, Alkyl, Alkenyl, Alkinyl, jeweils linear oder verzweigt, OR ^λ , SR SiR'3, NR ^X 2 mit R ^x ausgesucht aus Alkyl oder Aryl,

W3 jeweils unabhängig ausgewählt ist aus: N und C-R10 mit RIO = H, Halogen, Alkyl, Alkenyl, Alkinyl, jeweils linear oder verzweigt, OR ^λ , SR SiR'3, NR ^X 2 mit R' ausgesucht aus Alkyl oder Aryl, wobei R9 und RIO einen Ring bilden können, und n = 1, 2 oder 3 ist.

Für die Gruppe D ausgewählt aus gilt, dass R3 und R4 nicht H sind. Für die Gruppe D ausgewählt aus gilt, dass für n > 1, die Substituenten W2 und W3 jeweils gleich oder verschieden sein können, so dass folgende

Kombinationen für die Gruppe D realisierbar sind:

Mit W2a, W2b und W2c jeweils unabhängig voneinander ausgesucht aus N und C-R9 mit R9 = H, Halogen, Alkyl, Alkenyl, Alkinyl, jeweils linear oder verzweigt, OR ^λ , SR SiR'3, NR ^X 2 mit R' ausgesucht aus Alkyl oder Aryl, und W3a, W3b und W3c jeweils unabhängig voneinander ausgesucht aus N und C-R10 mit RIO = H, Halogen, Alkyl, Alkenyl, Alkinyl, jeweils linear oder verzweigt, OR ^λ , SR SiR'3, NR ^X 2 mit R' ausgesucht aus Alkyl oder Aryl, wobei R9 und RIO einen Ring bilden können.

Die mit dem Stern* gekennzeichneten Bindungen, deuten die Bindungen zu weiteren Gruppen in den Verbindungen an.

In einer Ausführungsform der Erfindung weisen die

erfindungsgemäßen Verbindungen nach der Formel (I) zwei

Elektronenakzeptorgruppen A auf, die gleich sind und cis- Monocyanovinyl , trans-Monocyanovinyl oder Dicyanovinyl sein können, und den ausgedehnten Elektronendonorblock flankieren.

In einer Ausführunsgform der Erfindung besitzen die

erfindungsgemäßen Verbindungen einen Elektronendonorblock, der mindestens 6 und maximal 12, bevorzugt maximal 10 linear konjugierte Doppelbindungen besitzt.

Unter einem „Elektronendonorblock" soll in vorliegender

Anmeldung der ganze Mittelblock zwischen den Akzeptoren A nach der allgemeinen Formel (I) zählen, einschließlich der beiden außenständigen Pyrrolringe. Der Elektronendonorblock besitzt ein vollständig linear durchkonjugiertes n-System.

Unter „Alkyl" soll in vorliegender Anmeldung Alkylketten verstanden werden mit einer Länge von 1 bis 26 C-Atomen (Cl- C26-Alkyl), wobei diese Ketten sowohl geradlinig, n-Alkyl, als auch verzweigt, iso-Alkyl, sein können. Bevorzugt soll unter „Alkyl" in vorliegender Anmeldung eine Alkylkette mit einer Länge von 1 bis 10 C-Atomen (Cl-C10-Alkyl) , wobei diese Ketten sowohl geradlinig, n-Alkyl, als auch verzweigt, iso-Alkyl, sein können, verstanden werden.

Ebenso sollen unter „SAlkyl" in vorliegender Arbeit

Thioalkylether verstanden werden, wobei der Schwefel S immer an Position 1 ist und Alkyl mit einer Länge von 1 bis 26 C- Atomen (Cl-C26-SAlkyl) vorhanden ist, wobei diese Ketten sowohl geradlinig, n-SAlkyl, als auch verzweigt, iso-SAlkyl, sein können. Bevorzugt soll dabei die Alkylkette des „SAlkyl" in vorliegender Anmeldung eine Länge von 1 bis 10 C-Atomen (Cl-C10-SAlkyl) haben, wobei diese Ketten sowohl geradlinig, n-SAlkyl, als auch verzweigt, iso-SAlkyl, sein können.

Ebenso sollen unter „OAlkyl" in vorliegender Arbeit Alkylether verstanden werden, wobei der Sauerstoff 0 immer an Position 1 ist und Alkyl mit einer Länge von 1 bis 26 C-Atomen (C1-C26- OAlkyl) vorhanden ist, wobei diese Ketten sowohl geradlinig, n-OAlkyl, als auch verzweigt, iso-OAlkyl, sein können.

Bevorzugt soll dabei die Alkylkette des „OAlkyl" in vorliegender Anmeldung eine Länge von 1 bis 10 C-Atomen (Cl- C10-OAlkyl) haben, wobei diese Ketten sowohl geradlinig, n- OAlkyl, als auch verzweigt, iso-OAlkyl, sein können.

Unter „Alkenyl" soll in vorliegender Anmeldung Alkenylketten verstanden werden mit einer Länge von 2 bis 26 C-Atomen (C2- C26-Alkenyl ) , wobei mindestens eine C-C-Doppelbindung in der Kette vorhanden ist und die Ketten sowohl geradlinig, n- Alkenyl, als auch verzweigt, iso-Alkenyl, sein können.

Bevorzugt soll unter „Alkenyl" in vorliegender Anmeldung

Alkenylketten verstanden werden mit einer Länge von 2 bis 10 C-Atomen (C2-C10-Alkenyl) , wobei mindestens eine C-C- Doppelbindung in der Kette vorhanden ist und die Ketten sowohl geradlinig, n-Alkenyl, als auch verzweigt, iso-Alkenyl, sein können, verstanden werden.

Unter „Alkinyl" soll in vorliegender Anmeldung Alkinylketten verstanden werden mit einer Länge von 2 bis 26 C-Atomen (C2- C26-Alkinyl ) , wobei mindestens eine C-C-Dreifachbindung in der Kette vorhanden ist und die Ketten sowohl geradlinig, n- Alkinyl, als auch verzweigt, iso-Alkinyl, sein können.

Bevorzugt soll unter „Alkinyl" vorliegender Anmeldung

Alkinylketten verstanden werden mit einer Länge von 2 bis 10 C-Atomen (C2-C10-Alkinyl) , wobei mindestens eine C-C- Dreifachbindung in der Kette vorhanden ist und die Ketten sowohl geradlinig, n-Alkinyl, als auch verzweigt, iso-Alkinyl, sein können, verstanden werden.

Unter „Aryl" werden Arylreste verstanden mit 5-20 aromatischen Ringatomen, die mit einem oder mehreren Resten R substituiert sein können, wobei R gleich oder verschieden ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus H, D, F, Cl, Br, I, CN, N02, einer geradkettigen Alkyl-, Alkoxy-, Thioalkylgruppe mit 1-26 C-Atomen oder einer verzweigten oder cyclischen Alkyl-,

Alkoxy-, Thioalkylgruppe mit 3-10 C-Atomen oder einer Alkenyl- oder einer Alkinylgruppe mit 2-26 C-Atomen, wobei ein oder mehrere H-Atome durch D, F, Cl, Br, I oder CN ersetzt sein können. Die Summe aller Substituenten ist dabei bevorzugt nicht mehr als 26 Atome außer H.

In einer Ausführungsform der Erfindung sind Rl, R2, R5 und R6 H.

In einer Ausführungsform der Erfindung ist in der Verbindung der allgemeinen Formel (I) D ausgesucht aus

wobei Yi unabhängig ausgewählt ist aus: 0, S, Se und (R) , mit R ausgewählt aus Alkyl oder Aryl,

Zi unabhängig ausgewählt ist aus: S, Se, Si (RR' ) , C (RR' ) und (R) , mit R und R' unabhängig voneinander ausgewählt aus Alkyl oder Aryl,

Wi und Vi unabhängig ausgewählt ist aus: C-R, mit R unabhängig ausgewählt aus H, Alkyl oder Aryl,

W2 ausgewählt ist aus: N und C-R9 mit R9 = H, Halogen, Alkyl, Alkenyl, Alkinyl, jeweils linear oder verzweigt, OR ^λ , SR

SiR'3, R ^X 2 mit R' ausgesucht aus Alkyl oder Aryl,

W3 ausgewählt ist aus: N und C-R10 mit RIO = H, Halogen, Alkyl, Alkenyl, Alkinyl, jeweils linear oder verzweigt, OR ^λ , SR

SiR'3, NR ^X 2 mit R' ausgesucht aus Alkyl oder Aryl, wobei R9 und RIO einen Ring bilden können, und n = 1, 2 oder 3 ist. In einer Ausführungsform der Erfindung ist in der Verbindung der allgemeinen Formel (I) R3 und R4 ausgesucht aus H, eine Alkylkette mit 1-10 C-Atomen, geradlinig oder verzweigt, wobei ein C-Atom durch ein 0, S oder CN ersetzt sein kann oder

Phenyl und D ausgesucht aus

wobei Yi und Zi unabhängig ausgewählt ist aus: 0, S, Se,

Si (RR' ) , C (RR' ) und (R) , mit R und R' unabhängig voneinander ausgewählt aus H, Alkyl oder Aryl und

Wi und Vi unabhängig ausgewählt ist aus: N und C-R mit R ^x unabhängig voneinander ausgewählt aus H, Alkyl, OAlkyl, SAlkyl oder Aryl oder

R3 und R4 ausgesucht aus einer Alkylkette mit 1-10 C-Atomen, geradlinig oder verzweigt, wobei ein C-Atom durch ein 0, S oder CN ersetzt sein kann oder Phenyl und D ausgesucht aus

mit W ₂ jeweils unabhängig ausgewählt ist aus: N und C-R9 mit = H, Halogen, Alkyl, Alkenyl, Alkinyl, jeweils linear oder verzweigt, OR ^λ , SR SiR'3, NR ^X 2 mit R' ausgesucht aus Alkyl oder Aryl, W3 jeweils unabhängig ausgewählt ist aus: N und C-R10 mit RIO = = H, Halogen, Alkyl, Alkenyl, Alkinyl, jeweils linear oder verzweigt, OR ^λ , SR SiR'3, NR ^X 2 mit R' ausgesucht aus Alkyl oder Aryl, wobei R9 und RIO einen Ring bilden können, und n = 1, 2 oder 3 ist.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist R3 = R4.

Bevorzugte erfindungsgemäße Verbindungen der allgemeinen

Formel (I) sind nachfolgend dargestellt:

In einer Ausführungsform der Erfindung werden die

erfindungsgemäßen Verbindungen der allgemeinen Formel (I) als Lichtabsorber in einer Solarzelle verwendet. Besonders bevorzugt werden die erfindungsgemäßen Verbindungen der allgemeinen Formel (I) in einer Tandem- oder

Mehrfachsolarzelle verwendet, wobei mindestens ein weiteres Absorbermaterial, welches in einem anderen spektralen Bereichs des Lichtes absorbiert, vorhanden ist.

In einer Ausführungsform der Erfindung werden die Verbindungen der allgemeinen Formel (I) als Donatoren in einem photoaktiven HeteroÜbergang eingesetzt mit einem Akzeptor wie z.B. aus der Gruppe der Fullerene.

In einer Ausführungsform der Erfindung sind in einem

photoaktiven HeteroÜbergang entweder 2 Donatoren und ein

Akzeptor oder 2 Akzeptoren und ein Donator vorhanden, wobei mindestens eine Donator und/oder Akzeptor eine

erfindungsgemäße Verbindung enthält.

Unter „photoaktiven HeteroÜbergang" wird in vorliegender

Erfindung die Grenzschicht zwischen zwei unterschiedlichen Materialien verstanden, wobei das eine Material als

Elektronenakzeptor fungiert und ein anderes Material als

Elektronendonator fungiert. Dies beinhaltet die Grenzschicht zwischen zwei angrenzenden Schichten (flacher HeteroÜbergang) und die Grenzschichten in einer Mischschicht (Volumen- HeteroÜbergang) oder eine Kombination aus beiden.

Erstaunlicherweise wurde gefunden, dass durch das Einfügen von Pyrrolen in Moleküle der Bauweise Akzeptor-Donor-Akzeptor an den beiden äußeren Positionen des Donorblocks eine

Blauverschiebung der Absorption in Lösung als auch im

aufgedampften Film vorhanden ist verglichen zu baugleichen Molekülen mit Thiophenen, Selenophenen, Furanen oder Phenylen in dieser Position. Dieser unvorhersehbare Effekt führt zu einer Verbindungsklasse, deren Absorptionsmaximum im

spektralen Bereich von 400 bis 600 nm liegt und über

ausreichende Leitfähigkeit für die Verwendung in

optoelektronischen Bauelementen verfügt. Die Absorption wird in Lösung nach folgender Methode ermittelt :

Von der zu untersuchenden Substanz werden vier unterschiedlich konzentrierte molare Lösungen in einem geeignetem Lösemittel, typischerweise in Dichlormethan (DCM) , hergestellt und in einem UV-VIS-Spektrometer gemessen. Die Konzentration der Lösungen befindet sich normaler weise in einem Bereich von 10 ^{~ 7} -10 ^~5 mol/L. Aus den vier unabhängig gemessenen molaren

Extinktionskoeffizienten wird der durchschnittliche molare Extinktionskoeffizient bestimmt.

Die Absorption wird im Film nach folgender Methode ermittelt: Von der zu untersuchenden Substanz wird ein Film von 30nm auf Quarz in einer Vakuumkammer mittels Verdampfung/Sublimation des Materials abgeschieden und die Absorption des Films in einem UV-VIS-Spektrometer gemessen.

In vorliegender Anmeldung sollen die Absorptionsdaten der Materialien in Lösung relevant sein.

Absobermaterialien für Solarzellen müssen Licht in der richtigen Wellenlänge absorbieren, energetisch in einem photoaktiven HeteroÜbergang an einen Donator angepasst sein und über ausreichende Leitfähigkeit verfügen.

Ein Problem der Position von Pyrrol an den äußeren Seiten des Donorblocks und in direkter Nachbarschaft zum Akzeptor verglichen mit z.B. Thiophen wie im Stand der Technik üblich, liegt in der Dreibindigkeit vom Stickstoff. So kann es zwischen dem Substituenten am Stickstoff des Pyrrols und der Akzeptorgruppe zu sterischen Hinderungen kommen, die dazu führen, dass das komplette Molekül nicht mehr planar ist. Durch die Wahl der Akzeptorgruppen in Abhängigkeit zu dem Substituenten am Pyrrol-Stickstoff werden planare Moleküle erhalten .

Mit Wasserstoff an den äußeren Pyrrolen sind Akzeptorgruppen sinnvoll, die Wasserstoffbrückenbindungen eingehen können, wie z.B.

Kalkulationen mit PM3 zeigen eine planare Struktur:

wobei X und Y unabhängig voneinander ausgesucht sind aus 0, S, N-H und N-Alkyl und n eine ganze Zahl von 1 bis 5.

Eine weitere Kalkulation mit PM3 zeigt folgende Verbindung als planares Molekül:

Ist eine Alkylgruppe am Stickstoff der äußeren Pyrrole ist die Verwendung von Akzeptorgruppen mit einer sterisch nicht anspruchsvollen Position benachbart zur verbindenden

Doppelbindung der Akzeptorgruppe, wie z.B.:

Kalkulationen mit PM3 zeigen ein planares Molekül, wobei die Alkylgruppe des Pyrrolstickstoffes und die verbindende

Doppelbindung der Akzeptorgruppe in die gleiche Richtung zeigen.

Dies gilt für alle Akzeptorgruppen der folgenden Formel:

wobei X ausgewählt ist aus 0, S, N-H und N-Alkyl und Y

ausgesucht ist aus 0 und S.

Eine planare Ausrichtung mit entgegengesetzter Richtung der Alkylgruppe des Pyrrol-Stickstoffs und der verbindenden

Doppelbindung der Akzeptorgruppe ist aus den Kalkulationen mit PM3 für folgende Verbindungen zu sehen:

Die Herstellung der erfindungsgemäßen Verbindungen der allgemeinen Formel (I) lässt über vielfältige, dem Fachmann bekannte Reaktionsschritte realisieren. Ein kondensierter Baustein D aus drei aromatischen 5-Ringen und Y1=S, W1=C und Z1=NR lässt sich beispielsweise Zotti (Zotti et al, Makromol. Chem. 1992, 193, 399)

Oder nach Rasmussen (Rasmussen et al, Org. Chem. 2001, 66, 9067)

Oder nach Barlow (Barlow et al, Chem. Eur. J. 2007, 13, 9637)

herstellen .

Ein kondensierter Baustein D aus drei aromatischen 5-Ringen und Y1=S und Zl=Si(RR ^x ) lässt sich beispielsweise nach Hakan Usta, Gang Lu, Antonio Facchetti, Tobin J. Marks, J. Am. Chem. Soc. 2006 (128) 9034-9035 herstellen:

Die Herstellung der DCV-Pyrrol-Kopplungspartner erfolgt nach Literaturbekannten Methoden, z.B. Joshua A. Davies et al . , J. Am. Chem. Soc. 2008 (130) 10565-10575 bis zur Aldehydstufe. Die Knoevenagelreaktion mit Malodinitril erfolgt nach der Vorschrift von M. Manuela M. Raposo et al . , Org. Lett. 2006 (8) 3681-3684:

Eine inverse Reaktionsführung ist ebenfalls möglich, die

Herstellung der benötigten Bausteine erfolgt nach der

Literatur von Franck Denat, Hafida Gaspard-Iloughmane, Jacques Dubac, J. Organomet. Chem. 1992 (423) 173-182. Auch in diesem Fall wird die Knoevenagelreaktion nach der Vorschrift von M. Manuela M. Raposo et al . durchgeführt:

1. Li-NMP

Die Kopplung des Bausteins D mit den beiden flankierenden Pyrrolen lässt sich über eine der üblichen Methoden zur unsymmetrischen Verknüpfung zweier (hetero- ) Aromaten (Stille oder Negishi) durchführen. Dabei sind drei mögliche Varianten bevorzugt. 1. Variante, Stille-Reaktion:

Ein Distannylierter Mittelblock D, wie in dem Reaktionsschema das abgebildete 4-Propyl-2 , 6-bis-trimethylstannyl-4H- dithieno [3, 2-b; 2 ' , 3 ' -d] pyrrol, wird mit dem bromierten Pyrrol- Baustein mittels Palladium-Katalyse gekoppelt.

2. Variante, inverse Stille-Reaktion:

Ein Dibromierter Mittelblock D, wie in dem Reaktionsschema das abgebildete 5 , 5 ' -Dibrom- [ 2 , 2 ' ] bithiophenyl , wird mit dem stannylierten Pyrrol-Baustein mittels Palladium-Katalyse gekoppelt .

3. Variante, Negishi-Reaktion :

Ein Dizinkchlorid Mittelblock D, wie in dem Reaktionsschema das abgebildete 2, 5-Dizinkchlorid-thieno [3, 2-b] thiophen, wird mit dem bromierten Pyrrol-Baustein mittels Palladium-Katalyse gekoppelt .

Ebenso Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung einer erfindungsgemäßen Verbindung nach der allgemeinen Formel (I) in einem optoelektronischen Bauelement. Ebenso Gegenstand der Erfindung ist ein optoelektronisches Bauelement umfassend eine Elektrode und eine Gegenelektrode und zumindestens eine organische Schicht zwischen Elektrode und Gegenelektrode enthaltend eine Verbindung der allgemeinen Formel ( I ) .

In einer Ausführungsform der Erfindung ist das

optoelektronische Bauelement eine Solarzelle, eine

lichtemittierende Diode (LED) , ein Feldeffekttransistor (FET) oder Fotodetektor, wobei zumindestens eine Schicht eine erfindungsgemäße Verbindung nach allgemeiner Formel (I) umfasst .

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist das optoelektronische Bauelement eine organische Solarzelle oder eine Hybrid-Solarzelle aus organischen und anorganischen

Materialien, wobei zumindestens eine erfindungsgemäße

Verbindung nach allgemeiner Formel (I) vorhanden ist.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist das optoelektronische Bauelement auf einem flexibel ausgeführten Substrat ausgeführt.

Unter einem flexiblen Substrat wird im Sinne der vorliegenden Erfindung ein Substrat verstanden, welches eine Verformbarkeit infolge äußerer Krafteinwirkung gewährleistet. Dadurch sind solche flexiblen Substrate zur Anordnung auf gekrümmten

Oberflächen geeignet. Flexible Substrate sind beispielsweise Folien, textile Membrane oder Metallbänder.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist das optoelektronische Bauelement als organische pin-Solarzelle bzw. organische pin-Tandemsolarzelle oder Mehrfachsolarzelle ausgeführt .

Als Tandemsolarzelle wird dabei eine Solarzelle bezeichnet, die aus einem vertikalen Stapel zweier in Serie verschalteter Solarzellen besteht. Als Mehrfachsolarzelle wird dabei eine Solarzelle bezeichnet, die aus einem vertikalen Stapel mehrerer in Serie verschalteter Solarzellen besteht, wobei maximal 10 Solarzellen in einem Stapel verschaltet sind.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist das optoelektronische Bauelement eine Solarzelle, wobei das

Absorbersystem eine erfindungsgemäße Verbindung der

allgemeinen Formel (I) sowie einen weiteren Absorber, der bei Licht >600nm absorbiert, umfasst.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist das optoelektronische Bauelement eine Tandemzelle mit zwei

Absorbersystemen, wobei das eine Absorbersystem eine

erfindungsgemäße Verbindung der allgemeinen Formel (I) umfasst und das andere Absorbersystem ein Absorbermaterial umfasst, dessen Absorptionsmaximum bei einer Wellenlänge > 600nm liegt.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind in dem Bauelement noch eine oder mehrere undotierte, teilweise dotierte oder ganz dotierte Transportschichten vorhanden.

Bevorzugt haben diese Transportschichten ein Maximum der

Absorption bei < 450nm, besonders bevorzugt < 400nm.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind die

Schichten des Schichtsystems des Bauelements als eine den optischen Weg des einfallenden Lichts verlängernde Lichtfalle ausgebildet .

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung enthält mindestens eine der photoaktiven Mischschichten als Akzeptor ein Material aus der Gruppe der Fullerene bzw.

Fullerenderivate (C60, C70, etc.), Subphthalocyanine, Rylene, Fluorene, Carbazole, Benzothiadiazole, Diketopyrrolopyrrole oder Vinazene.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung bestehen die Kontakte aus Metall, einem leitfähigen Oxid, insbesondere ITO, ZnO:Al oder anderen TCOs, aus einer gestapelten Elektrode umfassend mehrere Schichten aus dünnem Metall oder dotierten oder undotierten Halbleitermaterialien, sogenannte DMD's, aus einer Elektrode umfassend Silber-Nanodrähte oder

Kohlenstoffröhren oder andere Nanopartikel , die eine

leitfähige Elektrodenschicht bilden oder einem leitfähigen Polymer, insbesondere PEDOT:PSS oder PA I .

In einer weiteren Ausführungsform ist zwischen der ersten elektronenleitenden Schicht (n-Schicht) und der auf dem

Substrat befindlichen Elektrode noch eine p-dotierte Schicht vorhanden, so dass es sich um eine pnip oder pni-Struktur handelt, wobei vorzugsweise die Dotierung so hoch gewählt ist, dass der direkte pn-Kontakt keine sperrende Wirkung hat, sondern es zu verlustarmer Rekombination, bevorzugt durch einen Tunnelprozess kommt.

In einer weiteren Ausführungsform der oben beschriebenen

Strukturen sind diese als organische Tandemsolarzelle oder Mehrfachsolarzelle ausgeführt. So kann es sich bei dem

Bauelement um eine Tandemzelle aus einer Kombination aus nip, ni, ip, pnip, pni, pip, nipn, nin, ipn, pnipn, pnin oder pipn- Strukturen handeln, bei der mehrere unabhängige Kombinationen, die mindestens eine i-Schicht enthalten, übereinander

gestapelt sind (Kreuzkombinationen) .

In einer weiteren Ausführungsform der oben beschriebenen

Strukturen ist diese als eine pnipnipn-Tandemzelle ausgeführt.

In einer Ausführungsform der Erfindung ist das Bauelement mit mindestens einer anorganischen Schicht beinhaltend eine oder mehrere anorganische Materialien aufgebaut.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird das

Bauelement auf ebenen, gekrümmten oder flexiblen Trägerflächen verwendet. Bevorzugt sind diese Trägerflächen Plastikfolien oder Metallfolien (z.B. Aluminium, Stahl), etc. Nachfolgend soll die Erfindung anhand einiger

Ausführungsbeispiele und dazugehöriger Figuren eingehender erläutert werden. Es zeigen die

Fig.l eine Reaktionsschema zur Herstellung der

erfindungsgemäßen Verbindung 1, in

Fig.2 eine schematische Darstellung des Absorptionsspektrums von Verbindung 1 im Vergleich zu bauähnlichen nicht

erfindungsgemäßen Verbindungen, in

Fig.3 eine schematische Darstellung des Absorptionsspektrums von Verbindung 2 im Vergleich zu bauähnlichen nicht

erfindungsgemäßen Verbindungen, in

Fig.4 eine schematische Darstellung des Absorptionsspektrums von Verbindung 3 im Vergleich zu bauähnlichen nicht

erfindungsgemäßen Verbindungen, in

Fig.5 eine schematische Darstellung einer Strom-Spannungs- Kurve einer ΜΙΡ-Zelle mit Schicht von Verbindung 1, in

Fig.6 eine schematische Darstellung einer Strom-Spannungs- Kurve einer ΜΙΡ-Zelle mit Schicht von Verbindung 2, in

Fig.7 eine schematische Darstellung einer Strom-Spannungs- Kurve einer ΜΙΡ-Zelle mit Schicht von Verbindung 3, in

Fig.8 eine schematische Darstellung einer Strom-Spannungs- Kurve einer ΜΙΡ-Zelle mit Schicht von Verbindung 4, in

Figur 9 die schematische Darstellung einer Struktur eines beispielhaften photoaktiven Bauelements, wobei 1 das Substrat ist, 2 eine erste Elektrode z.B. ITO, 3 eine dotierte oder undotierte Ladungstransportschicht, z.B. eine

Elektronentransportschicht (ETL) , 4 eine organische

photoaktive Schicht, 5 eine dotierte oder undotierte

Ladungstransportschicht, z.B. eine Löchertransportschicht (HTL) und 6 eine zweite Elektrode, z.B. aus Gold ist. In den aufgeführten Ausführungsbeispielen sind beispielhaft einige erfindungsgemäßen Bauelemente aufgezeigt. Zur

Charakterisierung wichtige Kennzahlen sind der Füllfaktor, die LeerlaufSpannung und Kurzschlussstrom aufgelistet, die aus der Strom-Spannungs-Kennlinie entnommen werden. Die

Ausführungsbeispiele sollen die Erfindung beschreiben ohne sich auf diese zu beschränken.

Ausführungsbeispiel 1: Herstellung von Verbindung 1

In einem ersten Ausführungsbeispiel ist in Fig. 1 schematisch die Darstellung der Verbindungen 1 gezeigt

Die Synthesen werden in der Regel nach der allgemeinen

Arbeitsvorschrift 1 (AAV 1) durchgeführt:

Die Bisstannyl-Verbindung und 2,5 bis 3,0 äquivalente der Brom-Pyrrol-Verbindung werden in trockenem THF oder Toluol gelöst, bei inverser Reaktionsführung verwendet man die entsprechende Dibrom-Verbindung und 2,5 bis 3,0 äquivalente der Stannyl-Pyrrol-Verbindung . Pd(PPh3) ₄ oder Pd ( ert-Bu) ₂ wird hinzugegeben und die Reaktionsmischung wird erhitzt. Nach dem Abkühlen auf Raumtemperatur wird filtriert und der Rückstand wird mit Methanol gewaschen. Das Rohprodukt wird durch

Umkristallisieren gereinigt.

Nach AAV1, 2- (5-Brom-l-propyl-lH-pyrrol-2-ylmethylene) - malonitril (1030 mg, 3,90 mmol) und 4-Propyl-2 , 6- bistrimethylstannyl-4H-dithieno [3, 2-b; 2 ' , 3 ' -d] pyrrol (822 mg, 1,50 mmol) werden in 10 ml THF gelöst, Pd(PPh ₃ ) ₄ (18 mg, 0,02 mmol) wird hinzugegeben und die Mischung wird für 48 h auf 70 °C erhitzt. Nach der Aufarbeitung wird das Rohprodukt aus Chlorbenzol umkristallisiert und man erhält 530 mg (60%) Produkt. ¹ H-NMR (TCE-d2, 375 K) : 7,71 ppm (d, 2H) , 7,39 (s, 2H) , 7,10 (s, 2H) , 6,65 (d, 2H) , 4,16 (m, 6H) , 1,92 (m, 2H) , 1,76 (m, 4H) , 0,97 (t, 3H) , 0,93 (t, 6H) . UV (Film): 576 nm. Fig. 2 zeigt einen Vergleich der Absorptionsmaxima der erfindungsgemäßen Verbindung 1 im Vergleich zu Verbindungen bei denen die Pyrrolringe durch andere heterocyclische 5-Ringe wie Furan, Thiophen oder Selenophen ersetzt sind. Man sieht für die erfindungsgemäße Verbindung 1 eine deutliche

Verschiebung des Absorptionsmaximum zu kürzeren Wellenlängen.

Ausführungsbeispiel 2: Herstellung von Verbindung 2

Nach AAV1, 2- (5-Brom-l-propyl-lH-pyrrol-2-ylmethylene) - malonitril (687 mg, 2,60 mmol) und 5 , 5 ' -Bis-trimethylstannyl-

[ 2 , 2 ' ] bithiophenyl (492 mg, 1,00 mmol) werden in 7 ml THF gelöst, Pd(PPh ₃ ) ₄ (12 mg, 0,01 mmol) wird hinzugegeben und die Mischung wird für 48 h auf 70°C erhitzt. Nach der Aufarbeitung wird das Rohprodukt aus Chlorbenzol umkristallisiert und man erhält 170 mg (32%) Produkt. ¹ H-NMR (TCE-d2, 375 K) : 7,69 ppm

(d, 2H) , 7,39 (s, 2H) , 7,23 (d, 2H) , 7,11 (d, 2H) , 6,61 (d, 2H) 4,10 (dd, 2H) , 1,73 (m, 4H) , 0,92 (t, 6H) . UV (Film): 506 nm.

Fig 3 zeigt einen Vergleich der Absorptionsmaxima der

erfindungsgemäßen Verbindung 2 im Vergleich zu Verbindungen bei denen die Pyrrolringe durch andere heterocyclische 5-Ringe wie Furan oder Thiophen ersetzt sind. Man sieht für die erfindungsgemäße Verbindung 2 eine deutliche Verschiebung des Absorptionsmaximum zu kürzeren Wellenlängen.

Ausführungsbeispiel 3: Herstellung von Verbindung 3

Herstellung von Sn-TPhT

In einem mit Argon belüfteten 100 ml 3-Halsrundkolben wird benzo [1, 2-b; 4, 5-b ^λ ] dithiophen (TPhT) (400 mg, 2.1 mmol) in 50 ml THF (abs.) gelöst und auf -78°C gekühlt. tBuLi (1.6 M in Hexan, 2.65 ml, 4.25 mmol) wird zugetropft, das

Reaktionsgemisch wird ca.1,5 Stunden bei -78°C gehalten .

MesSnCl (1.0 M in Hexan, 4.25 ml, 4.25 mmol) wird zugegeben und nach ca. 1 Stunde wird die Reaktionsmischung aufgetaut. Nach 2 Stunden wird Wasser (50 ml) zugegeben, die wässrige Phase wird mit 2X50 ml Et20 extrahiert. Die vereinigten organischen

Phasen werden getrocknet und eingeengt. Ausbeute 930 mg (86%) von (Sn-TPhT) . NMR ¹ R: (CDC1 ₃ ) 8.27 (s, 2H) , 7.43 (s, 2H) , 0.44 (s, 18H)

Herstellung von Verbindung 3

Nach allgemeine Arbeitsvorschrift 1 oder: In einem

Reaktionsgefäß werden unter Argon (Sn-TPhT) (890 mg, 1.72 mmol) , 2- (5-Brom-l-propyl-lH-pyrrol-2-ylmethylydene) - malononitril (1.09 g, 4.12 mmol) und 150 mg Pd[PPh ₃ ] ₄

vorgelegt, 35 ml Toluol zugegeben und 24 Stunden unter

Rückfluss erhitzt. Der Niederschlag wird getrennt und 2 mal kristallisiert (PhCl) . Ausbeute: 450 mg (47 %) von Verbindung 3.

Fig. 4 zeigt einen Vergleich der Absorptionsmaxima der

erfindungsgemäßen Verbindung 3 im Vergleich zu Verbindungen bei denen die Pyrrolringe durch Thiophene ersetzt sind. Man sieht für die erfindungsgemäße Verbindung 3 eine deutliche Verschiebung des Absorptionsmaximums zu kürzeren Wellenlängen.

Ausführungsbeispiel 4 : Herstellung von Verbindung 4

357 mg (2,55 mmol) Thienothiophen in 20 ml trock. THF lösen und auf -78 °C abkühlen. 3,2 ml (5,10 mmol) 1 , 6-M-Butyllithium langsam zu geben und 1 h bei -78 °C rühren. 5,1 ml (5,10 mmol) 1-M-Zinkchloridlösung zu geben und 2 h bei Raumtemperatur rühren. Anschließend, 1,35 g (5,10 mmol) 2- (5-Bromo-l-propyl- lH-pyrrol-2-ylmethylene) -malononitrile und 304 mg (0,26 mmol) Tetrakis (triphenylphosphine) palladium ( 0 ) dazu geben und das Reaktionsgemisch zum Sieden erhitzen. Nach 24h auf

Raumtemperatur kommen lassen. Das Gemisch filtrieren,

Rückstand mit THF und Methanol waschen. Das Rohprodukt aus Chlorbenzol Umkristallisieren. Weitere Aufreinigung erfolgt durch Sublimation. Man erhält 60 mg (5%) gewünschtes Produkt. Smp (DSC) 371 °C. ¹ H-NMR (TCE-d2, 80 °C) , ppm: 7,83 (d, 1H) , 7,54 (s, 1H) , 7,46 (s, 1H) , 6,77 (d, 1H) , 4,25 (t, 2H) , 1,87 (qa, 2H) , 1,03 (t, 3H) . UV (Film): 502 nm.

Das Absorptionsmaximum von erfindungsgemäßen Verbindung 4 in Lösung liegt bei 468 nm. Das Absorptionsmaximum der käuflichen Verbindung mit Thiophenen an Stelle der Pyrrole liegt in

Lösung bei 510nm

Ausführungsbeispiel 5: Bauelement mit der erfindungsgemäßen Verbindung 1 :

In einem weiteren Ausführungsbeispiel wird ein MIP-Bauelement bestehend aus einer Probe auf Glas mit transparentem

Deckkontakt ITO, einer Schicht Buckminster Fulleren Οεο, einer Schicht der erfindungsgemäßen Verbindung 1, einer dotierten Löchertransportschicht, und einer Schicht Gold hergestellt.

Fig. 5 zeigt die Strom-Spannungskurve dieser MlP-Zelle. Die gestrichelte Kurve zeigt die Dunkelkennlinie.

Die wichtigsten Kennzahlen wie der Füllfaktor FF mit 61.2%, die LeerlaufSpannung U ₀ c mit 0.81V und der Kurzschlussstrom Isc mit 6.6 mA zeigen eine gut funktionierende organische

Solarzelle .

Ausführungsbeispiel 6: Bauelement mit der erfindungsgemäßen Verbindung 2 :

In einem weiteren Ausführungsbeispiel wird ein MIP-Bauelement bestehend aus einer Probe auf Glas mit transparentem

Deckkontakt ITO, einer Schicht Buckminster Fulleren Οεο, einer Schicht der erfindungsgemäßen Verbindung 2, einer dotierten Löchertransportschicht, und einer Schicht Gold hergestellt.

Fig.6 zeigt die Strom-Spannungskurve dieser MlP-Zelle. Die gestrichelte Kurve zeigt die Dunkelkennlinie. Die wichtigsten Kennzahlen wie der Füllfaktor FF mit 64.9%, die LeerlaufSpannung U ₀ c mit 0.98V und der Kurzschlussstrom Isc mit 7.1 mA zeigen eine gut funktionierende organische

Solarzelle .

Ausführungsbeispiel 7 : Bauelement mit der erfindungsgemäßen Verbindung 3 :

In einem weiteren Ausführungsbeispiel wird ein MIP-Bauelement bestehend aus einer Probe auf Glas mit transparentem

Deckkontakt ITO, einer Schicht Buckminster Fulleren Οεο, einer Schicht der erfindungsgemäßen Verbindung 3, einer dotierten Löchertransportschicht, und einer Schicht Gold hergestellt.

Fig. 7 zeigt die Strom-Spannungskurve dieser MlP-Zelle. Die gestrichelte Kurve zeigt die Dunkelkennlinie.

Die wichtigsten Kennzahlen wie der Füllfaktor FF mit 65.1%, die LeerlaufSpannung U ₀ c mit 0.93V und der Kurzschlussstrom Isc mit 3.0 mA zeigen eine gut funktionierende organische

Solarzelle .

Ausführungsbeispiel 8: Bauelement mit der erfindungsgemäßen Verbindung 4 :

In einem weiteren Ausführungsbeispiel wird ein MIP-Bauelement bestehend aus einer Probe auf Glas mit transparentem

Deckkontakt ITO, einer Schicht Buckminster Fulleren Οεο, einer Schicht der erfindungsgemäßen Verbindung 4, einer dotierten Löchertransportschicht, und einer Schicht Gold hergestellt.

Fig.8 zeigt die Strom-Spannungskurve dieser MlP-Zelle. Die gestrichelte Kurve zeigt die Dunkelkennlinie.

Die wichtigsten Kennzahlen wie der Füllfaktor FF mit 68.2%, die LeerlaufSpannung U ₀ c mit 0.96V und der Kurzschlussstrom Isc mit 5.3 mA zeigen eine gut funktionierende organische

Solarzelle . Bezugs zeichenliste

1 Substrat

2 Elektrode

3 Transportschichtsystem (ETL bzw. HTL)

4 organisches lichtempfindliches Schichtsystem

5 Transportschichtsystem (ETL bzw. HTL

6 Gegenelektrode