DE102010046040A1 - Preparing fullerene derivatives useful e.g. as organic semiconductor layers of organic diodes and photo detectors, comprises reacting fullerene with halogen atom in reactor, where an additional chemical element is added to reactor - Google Patents

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Abstract

Preparing fullerene derivatives, comprises reacting fullerene with at least one halogen atom in a reactor, where at least one additional chemical element is added to the reactor. Independent claims are also included for: (1) an organic semiconductor layer comprising the fullerene derivatives prepared by the above method; (2) a doped organic semiconductor layer comprising an organic hole-transporting semiconductor material and the fullerene derivative prepared by the above method; (3) an organic diode, organic photoactive component, preferably solar cell, photo detector or light emitting diode, which are constructed of several layers, where at least one of the layers comprises the fullerene derivative prepared by the above method; and (4) a battery comprising the fullerene derivative prepared by the above method.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Fulleren-Derivaten nach den Merkmalen des Anspruchs 1.The invention relates to a process for the preparation of fullerene derivatives according to the features of claim 1.

Stand der TechnikState of the art

Die Leistung und Lebensdauer von organischen halbleitenden Bauelementen, wie Organische Leuchtdioden (OLED) und Organische Solarzellen (OSZ) sind in den letzten Jahren deutlich verbessert worden. Ein entscheidendes Kriterium ist die Erhöhung der Leitfähigkeit ladungstransportierender Schichten, die aus organischen Materialien bestehen [ K. Walzer, B. Maennig, M. Pfeiffer, K. Leo, Chem. Rev. 107, 1233 (2007) ]. Hierzu wird das Konzept der p- und n-Dotierung der Ladungstransportschichten verwendend. Durch die molekulare Dotierung wird eine Erhöhung der Ladungsträgerdichte in der Matrix erreicht, welche die schlechte intrinsische Ladungsträgerbeweglichkeit der Matrix kompensiert. Durch das Konzept des molekularen Dotierens kann die Leitfähigkeit der Transportschichten um mehrere Größenordnungen erhöht werden [ M. Pfeiffer, K. Leo, X. Zhou, J. S. Huang, M. Hofmann, A. Werner, J. Blochwitz-Nimoth, Org. Electron. 4, 89 (2003) ]. Dadurch wird eine deutliche Leistungssteigerung erreicht, da die Betriebsspannung in OLED reduziert bzw. der Reihenwiderstand in OSZ gesenkt wird. Die Injektionsbarriere für Ladungsträger wird erniedrigt und es bildet sich eine Verarmungszone, die leicht von Ladungsträgern durch einen Tunnelprozess überwunden werden kann [ J. Blochwitz, T. Fritz, M. Pfeiffer, K. Leo, D. M. Alloway, P. A. Lee, N. R. Amstrong, Org. Electron. 2, 97 (2001) ]. Die zur Zeit effizientesten einfarbigen [ R. Meerheim, R. Nitsche, K. Leo, Appl. Phys. Lett. 93, 043310 (2008) ] und weißen [ S. Reineke, F. Lindner, G. Schwartz, N. Seidler, K. Walzer, B. Lüssem, K. Leo, Nature 459, 234 (2009) ] OLED, sowie OSZ [ Pressemitteilung Heliatek GmbH: http://heliatek.de/, April 2010 ], nutzen solche dotierten Schichten. Eine Dotierung kann durch simultanes Verdampfen zweier Materialien erreicht werden. Der Dotand wird in einem geringen Verhältnis mit der Matrix in der Gasphase vermischt und auf einer Oberfläche abgeschieden. Im Fall einer p-Dotierung (Lochtransport) kann eine solche Matrix beispielsweise N,N,N',N'-Tetrakis-(4-methoxyphenyl)benzidin (MeO-TPD) beinhalten. Voraussetzung für die Dotierbarkeit ist ein gleiches (+/–0.3 eV) oder geringeres Ionisationspotential der Matrix im Verhältnis zur Elektronenaffinität des Dotanden. Der p-Dotand (Fulleren Derivat) soll ein Reduktionspotential aufweisen, welches gegenüber Ferrocen (Fe/Fc+) größer oder gleich etwa –0,3 V, vorzugsweise größer oder gleich etwa 0,0 V, weiter bevorzugt größer oder gleich etwa 0,24 V ist. Die dotierenden Moleküle sollten gleichmäßig in der Matrix einzubringen sein und eine geringe Neigung zur Diffusion aufweisen. Einige p-dotierende Moleküle mit einer hohen Elektronenaffinität (EA) sind bekannt, wie z. B. der relativ schwache Elektronen-Akzeptor Tetracyanochinodimethan (TCNQ) [ M. Maitrot, G. Guillaud, B. Boudjema, J. J. André, J. Simon, J. Appl. Phys. 60, 2396 (1986) ; R. C. Wheland, J. L. Gillson, J. Am. Chem. Soc. 98, 3916 (1976) ] oder die fluorierte Modifikation 3,6-Difluor-2,5,7,7,8,8-hexacyanoquinodimethan (F2-HCNQ) [ Z. Q. Gao, B. X. Mi, G. Z. Xu, Y. Q. Wan, M. L. Gong, K. W. Cheah, C. H. Chen, Chem. Commun., 117 (2008) ] und das häufig verwendete 2,3,5,6-Tetrafluor-7,7,8,8-tetracyanoquinodimethan (F4-TCNQ) [ J. Blochwitz, M. Pfeiffer, T. Fritz, K. Leo, Appl. Phys. Lett. 73, 729 (1998) ; W. Y. Gao and A. Kahn, Appl. Phys. Lett. 79, 4040 (2001) ]. Diese Materialklasse hat aufgrund der geringen molekularen Masse einen hohen Dampfdruck und neigt zur unkontrollierten Kontamination der Aufdampfkammer und damit der nachfolgend aufgedampften Schichten. Hier kann die Kontamination der Schichten im Bauteil zu einer Auslöschung von Exzitonen führen, was eine Minderung der Leistungsfähigkeit der Bauteile zur Folge hat [ B. X. Mi, Z. Q. Gao, K. W. Cheah, C. H. Chen, Appl. Phys. Lett. 94, 073507 (2009) ]. Weiterhin weisen die mit dieser Materialklasse dotierten Schichten eine geringe thermische Stabilität auf [ P. Wellmann, M. Hofmann, O. Zeika, A. Werner, J. Birnstock, R. Meerheim, G. He, K. Walzer, M. Pfeiffer, K. Leo, J. Soc. Inf. Disp. 13, 393 (2005) ]. Die Folge ist eine verkürzte Betriebsdauer des Bauteils.The performance and lifetime of organic semiconducting devices such as organic light emitting diodes (OLEDs) and organic solar cells (OSZs) have improved significantly in recent years. A key criterion is the increase in the conductivity of charge-transporting layers consisting of organic materials [ K. Walzer, B. Maennig, M. Pfeiffer, K. Leo, Chem. Rev. 107, 1233 (2007) ]. To this end, the concept of p- and n-doping of the charge transport layers is used. The molecular doping achieves an increase in the charge carrier density in the matrix, which compensates for the poor intrinsic charge carrier mobility of the matrix. Due to the concept of molecular doping, the conductivity of the transport layers can be increased by several orders of magnitude [ M. Pfeiffer, K. Leo, X. Zhou, JS Huang, M. Hofmann, A. Werner, J. Blochwitz-Nimoth, Org. Electron. 4, 89 (2003) ]. This achieves a significant increase in performance, since the operating voltage in OLED is reduced or the series resistance in OSZ is lowered. The injection barrier for charge carriers is lowered and a depletion zone is formed, which can easily be overcome by charge carriers through a tunneling process [ J. Blochwitz, T. Fritz, M. Pfeiffer, K. Leo, DM Alloway, PA Lee, NR Amstrong, Org. Electron. 2, 97 (2001) ]. The most efficient monochrome [ R. Meerheim, R. Nitsche, K. Leo, Appl. Phys. Lett. 93, 043310 (2008) ] and white [ Reineke, F. Lindner, G. Schwartz, N. Seidler, K. Walzer, B. Lüssem, K. Leo, Nature 459, 234 (2009) ] OLED, as well as OSZ [ Press release Heliatek GmbH: http://heliatek.de/, April 2010 ], use such doped layers. Doping can be achieved by simultaneously evaporating two materials. The dopant is mixed in a low ratio with the matrix in the gas phase and deposited on a surface. In the case of p-type doping (hole transport), such a matrix may include, for example, N, N, N ', N'-tetrakis (4-methoxyphenyl) benzidine (MeO-TPD). Prerequisite for the dopability is an equal (+/- 0.3 eV) or lower ionization potential of the matrix in relation to the electron affinity of the dopant. The p-dopant (fullerene derivative) should have a reduction potential which is greater than or equal to about -0.3 V, preferably greater than or equal to about 0.0 V, more preferably greater than or equal to about 0, compared to ferrocene (Fe / Fc + ). 24V is. The doping molecules should be uniform in the matrix and have a low tendency to diffuse. Some high electron affinity (E A ) p-doping molecules are known, such as. B. the relatively weak electron acceptor tetracyanoquinodimethane (TCNQ) [ M. Maitrot, G. Guillaud, B. Boudjema, JJ André, J. Simon, J. Appl. Phys. 60, 2396 (1986) ; RC Wheland, JL Gillson, J. Am. Chem. Soc. 98, 3916 (1976) ] or the fluorinated modification 3,6-difluoro-2,5,7,7,8,8-hexacyanoquinodimethane (F 2 -HCNQ) [ ZQ Gao, BX Mi, GZ Xu, YQ Wan, ML Gong, CH Cheah, CH Chen, Chem. Commun., 117 (2008) ] and the commonly used 2,3,5,6-tetrafluoro-7,7,8,8-tetracyanoquinodimethane (F 4 -TCNQ) [ J. Blochwitz, M. Pfeiffer, T. Fritz, K. Leo, Appl. Phys. Lett. 73, 729 (1998) ; WY Gao and A. Kahn, Appl. Phys. Lett. 79, 4040 (2001) ]. This class of materials has a high vapor pressure due to the low molecular weight and tends to uncontrolled contamination of the vapor deposition chamber and thus the subsequent vapor deposited layers. Here, the contamination of the layers in the component can lead to an extinction of excitons, resulting in a reduction in the performance of the components [ BX Mi, ZQ Gao, KW Cheah, CH Chen, Appl. Phys. Lett. 94, 073507 (2009) ]. Furthermore, the layers doped with this material class have a low thermal stability [ Wellmann, M. Hofmann, O. Zeika, A. Werner, J. Birnstock, R. Meerheim, G. He, K. Walzer, M. Pfeiffer, K. Leo, J. Soc. Inf. Disp. 13, 393 (2005) ]. The consequence is a shortened service life of the component.

Perfluorierte Fullerene besitzen ebenfalls eine vergleichbare Elektronenaffinität von etwa 5 eV [ N. Liu, Y. Morio, F. Okino, H. Touhara, O. V. Boltalina, V. K. Pavlovich, Synth. Metals 86, 2289 (1997) ]. In Polymerschichten, die durch lösungsbasierte Prozesse aufgebracht wurden, ist das perfluorierte Fulleren C60F36 bereits als p-Dotand untersucht worden [ O. Solomeshch, Y. J. Yu, A. A. Goryunkov, L. N. Sidorov, R. F. Tuktarov, D. H. Choi, J.-Il Jin, N. Tessler, Adv. Mater. 21, 4456 (2009) ].Perfluorinated fullerenes also have a comparable electron affinity of about 5 eV [ N. Liu, Y. Morio, F. Okino, H. Touhara, OV Boltalina, VK Pavlovich, Synth. Metals 86, 2289 (1997) ]. In polymer layers, which were applied by solution-based processes, the perfluorinated fullerene C 60 F 36 has already been investigated as a p-dopant [ O. Solomeshch, YJ Yu, AA Goryunkov, LN Sidorov, RF Tuktarov, DH Choi, J.-Il Jin, N. Tessler, Adv. Mater. 21, 4456 (2009) ].

In der Literatur finden sich wenige veröffentlichte Berichte über die Herstellung von fluorierten Fullerenen. Boltalina et al. synthetisierten fluorierte Fullerene mit Hilfe von verschiedenen Fluoroplumbaten [ P. A. Troshin, O. V. Boltalina, N. V. Polykova, Z. E. Klinkina, J. Fluor. Chem. 110, 157, (2001) ], Fluoriden der Lanthanoid-Reihe [ A. A. Goryunkov, Z. Mazej, B. Žemva, S. H. Strauss, O. V. Boltalina, Mendeleev Commun. 16, 159 (2006) ] oder Übergangsmetallfluoriden in Verbindung mit Fluorgas [ N. S. Chilingarov, A. V. Nikitin, J. V. Rau, I. V. Golyshevsky, A. V. Kepman, F. M. Spiridonov, L. N. Sidorov, J. Fluor. Chem. 113, 219 (2002) ]. Alle zuvor genannten Verfahren basieren auf der Verwendung von molekularem Fluorgas während der Fluorierung oder bei der Synthese zur Fluorierung geeigneter Reagenzien. Fluor ist als hochgiftig eingestuft und wirkt auf sehr viele, im Apparatebau üblichen, Materialien korrosiv. Die erforderlichen Arbeitsschutzmaßnahmen lassen diese Herstellungsbeispiele sehr unpraktikabel und kostenintensiv werden. Die Methoden zeigten dabei nur mäßige gute Selektivität bezüglich C60F36 bei sehr geringen bis moderaten Ausbeuten von unter 30%. Boltalina et al. publizierten eine Fluorgas-freie Variante zur Synthese von C60F36, in der eine Verreibung aus Mangan(III)fluorid und C60 in ein Nickelrohr gefüllt wurde, das an einem Ende verschlossen war [ O. Boltalina, A. Borschevskii, L. Sidrov, J. Street, R. Taylor, Chem. Comm., 529 (1996) ]. Das befüllte Nickelrohr wurde in einem Sublimationsrohr aus Glas platziert. Bei einem Druck von 10–2 mbar wurde das Glasrohr in einem Röhrenofen innerhalb von 30 min auf 330°C erhitzt und 24 h bei dieser Temperatur gehalten. Während dieser Zeit schied sich ein Gemisch aus verschiedenen fluorierten Fullerenen an der kalten Glaswand ab. Dieses Gemisch bestand nach massenspektrometrischer Analyse aus 51% C60F36, 33 C60% (nicht umgesetztes Fulleren), 8% C60F34 und 15% C60F32. Alle zitierten Verfahren haben den Nachteil, nicht auf einen millimolaren Maßstab skalierbar zu sein.Few published reports on the production of fluorinated fullerenes are found in the literature. Boltalina et al. Synthesized Fluorinated Fullerenes Using Different Fluoroplants [ PA Troshin, OV Boltalina, NV Polykova, ZE Klinkina, J. Fluor. Chem. 110, 157, (2001) ], Lanthanide-series fluorides [ AA Goryunkov, Z. Mazej, B. Žemva, SH Strauss, OV Boltalina, Mendeleev Commun. 16, 159 (2006) ] or transition metal fluorides in combination with fluorine gas [ NS Chilingarov, AV Nikitin, JV Rau, IV Golyshevsky, AV Kepman, FM Spiridonov, LN Sidorov, J. Fluor. Chem. 113, 219 (2002) ]. All of the above methods are based on the use of molecular fluorine gas during fluorination or in the synthesis for fluorination of suitable reagents. Fluorine is classified as highly toxic and affects many materials commonly used in apparatus engineering corrosive. The required occupational safety measures make these production examples very impractical and cost-intensive. The methods showed only moderate good selectivity with respect to C 60 F 36 at very low to moderate yields of less than 30%. Boltalina et al. published a fluorine gas-free variant for the synthesis of C 60 F 36 in which a trituration of manganese (III) fluoride and C 60 was filled into a nickel tube sealed at one end [ O. Boltalina, A. Borschevskii, L. Sidrov, J. Street, R. Taylor, Chem. Comm., 529 (1996) ]. The filled nickel tube was placed in a glass sublimation tube. At a pressure of 10 -2 mbar, the glass tube was heated in a tube furnace within 30 min at 330 ° C and held for 24 h at this temperature. During this time, a mixture of different fluorinated fullerenes separated on the cold glass wall. This mixture consisted by mass spectrometric analysis of 51% C 60 F 36 , 33 C 60 % (unreacted fullerene), 8% C 60 F 34 and 15% C 60 F 32 . All of the cited methods have the disadvantage of not being scalable to a millimolar scale.

Daher liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren zur Herstellung eines Fulleren-Derivates darzustellen. Die Aufgabe wird durch das Verfahren zur Herstellung nach Anspruch 1, und entsprechende abhängige Ansprüche gelöst.It is therefore an object of the present invention to provide an improved process for producing a fullerene derivative. The object is solved by the method for the production according to claim 1 and corresponding dependent claims.

In dem Verfahren zur Herstellung von Fulleren-Derivaten, wird Fulleren in einem Reaktor mit mindestens einem Halogen zur Reaktion gebracht, wobei mindestens ein zusätzliches chemisches Element dem Reaktor hinzugefügt wird.In the process for producing fullerene derivatives, fullerene is reacted in a reactor with at least one halogen, with at least one additional chemical element being added to the reactor.

Vorteile dieses Verfahrens ist die Fluorgas-freie Herstellung, die höhere Ausbeute und eine größere Reinheit der erzeugten Materialien.Advantages of this process is the fluorine gas-free production, the higher yield and greater purity of the materials produced.

Das Fulleren wird bevorzugt aus der Formel Cm gewählt, wobei m ausgewählt wird aus 36, 60, 70, 76, 78, 80, 82, 84, 86, 90, 94 oder jede andere natürliche Zahl, die geeignet ist, ein solch sphärisches Molekül zu bilden. Bevorzugt ist m = 60, 70, 76, 80, 82, 84, 86, 90, oder 94.The fullerene is preferably selected from the formula C m , where m is selected from 36, 60, 70, 76, 78, 80, 82, 84, 86, 90, 94 or any other natural number suitable for such a spherical one Molecule to form. Preferably m = 60, 70, 76, 80, 82, 84, 86, 90, or 94.

Das Halogen wird ausgewählt aus F, Cl, Br, wobei F bevorzugt ist. Es wird bevorzugt, dass das Halogen in Form einer Halogen-Metallion-Salzverbindung (hier Halogen Verbindung genannt) verwendet wird. Das Metallion kann ausgewählt werden aus: Chrom (Cr), Mangan (Mn), Ruthenium (Ru), Molybdän (Mo), Eisen (Fe), Wolfram (W), Kobalt (Co), Rhodium (Rh), Iridium (Ir), Nickel (Ni), Palladium (Pd), Platin (Pt), Kupfer (Cu), Silber (Ag), Gold (Au), Thallium (Tl), Zinn (Sn), Antimon (Sb), Tellur (Te), Blei (Pb), Bismut (Bi), Lanthan (La), Cer (Ce), Praseodym (Pr), Neodym (Nd), Samarium (Sm), Europium (Eu), Gadolinium (Gd), Terbium (Tb), Dysprosium (Dy), Holmium (Ho), Erbium (Er), Thulium (Tm), Ytterbium (Yb), Lutetium (Lu). Bevorzugte Verbindung ist MnF3.The halogen is selected from F, Cl, Br, with F being preferred. It is preferred that the halogen be used in the form of a halometalionic salt compound (referred to herein as a halogen compound). The metal ion can be selected from: chromium (Cr), manganese (Mn), ruthenium (Ru), molybdenum (Mo), iron (Fe), tungsten (W), cobalt (Co), rhodium (Rh), iridium (Ir ), Nickel (Ni), palladium (Pd), platinum (Pt), copper (Cu), silver (Ag), gold (Au), thallium (Tl), tin (Sn), antimony (Sb), tellurium (Te ), Lead (Pb), bismuth (Bi), lanthanum (La), cerium (Ce), praseodymium (Pr), neodymium (Nd), samarium (Sm), europium (Eu), gadolinium (Gd), terbium (Tb ), Dysprosium (Dy), holmium (Ho), erbium (Er), thulium (Tm), ytterbium (Yb), lutetium (Lu). Preferred compound is MnF 3 .

Das zusätzliche, chemische Element wird in Form von Draht, Spänen oder Pulver beliebiger Größe verwendet. Es kann in purer Form, als Legierung oder als Gemisch eingesetzt werden.The additional chemical element is used in the form of wire, chips or powder of any size. It can be used in pure form, as an alloy or as a mixture.

Das zusätzlich zugegebene chemische Element wird bevorzugt ausgewählt aus Titan (Ti), Zirkonium (Zr), Vanadium (V), Niob (Nb), Tantal (Ta), Chrom (Cr), Molybdän (Mo), Wolfram (W), Mangan (Mn), Rhenium (Re), Eisen (Fe), Ruthenium (Ru), Osmium (Os), Kobalt (Co), Rhodium (Rh), Iridium (Ir), Nickel (Ni), Palladium (Pd), Platin (Pt), Kupfer (Cu), Silber (Ag), Gold (Au), Zink (Zn), Kadmium (Cd), Aluminium (Al), Gallium (Ga), Indium (In), Thallium (Ti), Germanium (Ge), Zinn (Sn), Blei (Pb), Arsen (As), Antimon (Sb), Bismut (Bi), Selen (Se), Tellur (Te), Lanthan (La), Cer (Ce), Praseodym (Pr), Neodym (Nd), Samarium (Sm), Europium (Eu), Gadolinium (Gd), Terbium (Tb), Dysprosium (Dy), Holmium (Ho), Erbium (Er), Thulium (Tm), Ytterbium (Yb), Lutetium (Lu). Weiter bevorzugt ist Nickel (Ni).The additionally added chemical element is preferably selected from titanium (Ti), zirconium (Zr), vanadium (V), niobium (Nb), tantalum (Ta), chromium (Cr), molybdenum (Mo), tungsten (W), manganese (Mn), rhenium (Re), iron (Fe), ruthenium (Ru), osmium (Os), cobalt (Co), rhodium (Rh), iridium (Ir), nickel (Ni), palladium (Pd), platinum (Pt), copper (Cu), silver (Ag), gold (Au), zinc (Zn), cadmium (Cd), aluminum (Al), gallium (Ga), indium (In), thallium (Ti), germanium (Ge), tin (Sn), lead (Pb), arsenic (As), antimony (Sb), bismuth (Bi), selenium (Se), tellurium (Te), lanthanum (La), cerium (Ce), praseodymium (Pr), Neodymium (Nd), Samarium (Sm), Europium (Eu), Gadolinium (Gd), Terbium (Tb), Dysprosium (Dy), Holmium (Ho), Erbium (Er), Thulium (Tm), Ytterbium (Yb), lutetium (Lu). More preferred is nickel (Ni).

Das Fulleren-Halogen-Derivat hat bevorzugt die Formel CmFn, wobei n = 1 bis m sein kann. Besonders bevorzugt werden C60F36 (m = 60 mit n = 36) und C60F34 bis 48 (m = 60 mit n = 34).The fullerene-halogen derivative preferably has the formula C m F n , where n = 1 to m. Particularly preferred are C 60 F 36 (m = 60 with n = 36) and C 60 F 34 to 48 (m = 60 with n = 34).

In einer Ausgestaltung der Erfindung wird das Fulleren vor der Reaktion mit mindestes einem zusätzlichen chemischen Element gemischt. Bevorzugt wird das Fulleren, mindestes ein zusätzliches chemisches Element und die Halogen-Verbindung vor der Reaktion gemischt.In one embodiment of the invention, the fullerene is mixed before the reaction with at least one additional chemical element. Preferably, the fullerene, at least one additional chemical element and the halogen compound is mixed prior to the reaction.

Der Reaktor ist ein chemischer Reaktor der während der Reaktion von der Umgebung (z. b. Luft) getrennt ist. Der chemische Reaktor kann z. B. ein Kessel sein, ein Rohr, oder ein anderes Gefäß. Auch mehrere verknüpfte Gefäße können verwendet werden.The reactor is a chemical reactor which is separated from the environment (e.g., air) during the reaction. The chemical reactor can, for. As a boiler, a pipe, or another vessel. Several linked vessels can also be used.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Reaktor ein längliches Gefäß, wie z. B. ein Sublimationsrohr, wobei die Herstellung bei gleichzeitiger Isolierung durch Sublimation stattfindet.In an advantageous embodiment of the invention, the reactor is an elongated vessel, such. B. a sublimation tube, wherein the production takes place with simultaneous isolation by sublimation.

Es ist vorgesehen, dass das Fulleren-Derivat in einer organischen Halbleiterschicht verwendet wird. Das Fulleren-Derivat kann eine organische Halbleiterschicht bilden.It is envisaged that the fullerene derivative is used in an organic semiconductor layer. The fullerene derivative may form an organic semiconductor layer.

Es ist auch im Sinne der Erfindung, dass die organische Halbleiterschicht eine dotierte Schicht ist, welche ein organisches Löcher-transportierendes Halbleitermaterial, als Matrix, und das Fulleren Derivat, als p-Dotand, umfasst. Durch ein erfindungsgemäßes Verfahren ist ein dotiertes organisches Halbleitermaterial mit erhöhter Ladungsträgerdichte und effektiver Ladungsträgerbeweglichkeit herstellbar.It is also within the meaning of the invention that the organic semiconductor layer is a doped layer comprising an organic hole-transporting semiconductor material, as a matrix, and the fullerene Derivative, as p-dopant. By a method according to the invention, a doped organic semiconductor material with increased charge carrier density and effective charge carrier mobility can be produced.

Zweckmäßig ist das Fulleren-Derivat Bestandteil einer organischen Diode, ein organisches photoaktives Bauelement, insbesondere Solarzelle, Photodetektor oder Leuchtdiode.Suitably, the fullerene derivative is part of an organic diode, an organic photoactive component, in particular solar cell, photodetector or light emitting diode.

Als organische Bauelemente gelten Bauelemente, die mindestens eine organische Halbleiterschicht enthalten. Fullerene und deren Derivaten sind hier auch unter dem Begriff organisch zu verstehen. Die organischen Halbleiterschichten enthalten unter anderem organische Moleküle, so genannte „kleine Moleküle”, oder auch organische Polymere, wobei die organischen Moleküle und die organischen Polymere als Einzelschicht oder als Mischung mit anderen organischen (z. B. in US2005 0110009 beschrieben) oder anorganischen Materialien halbleiter- oder metallähnliche Eigenschaften besitzen. Organische lichtemittierende Dioden bestehen in der Regel aus verschiedenen Schichten organischer Materialien, wobei mindestens eine Schicht (Emissionsschicht) eine elektrolumineszente Substanz enthält, die durch Anlegung einer Spannung zur Emission von Licht gebracht werden kann (Tang, US 4,769,292 ). Hocheffiziente OLED sind z. B. in US 7,074,500 beschrieben. Der Aufbau von organischen Solarzellen ist dem Fachmann bekannt, siehe EP1861886 und EP1859494 . Besonders bevorzugte Bauelemente sind dotierte Bauelemente nach Walzer et al. [Chem. Rev. 107, 1233 (2007)] .As organic components are components that contain at least one organic semiconductor layer. Fullerenes and their derivatives are also to be understood here as organic. The organic semiconductor layers contain, inter alia, organic molecules, so-called "small molecules", or else organic polymers, the organic molecules and the organic polymers being used as a single layer or as a mixture with other organic (eg US2005 0110009 described) or inorganic materials have semiconductor or metal-like properties. Organic light-emitting diodes typically consist of various layers of organic materials, wherein at least one layer (emission layer) contains an electroluminescent substance which can be brought to emit light by applying a voltage (Tang, US 4,769,292 ). Highly efficient OLEDs are z. In US 7,074,500 described. The structure of organic solar cells is known to the person skilled in the art, see EP1861886 and EP1859494 , Particularly preferred components are doped components according to Walzer et al. [Chem. Rev. 107, 1233 (2007)] ,

Zweckmäßig ist das Fulleren-Derivat Bestandteil einer Batterie, bevorzugt als Kathode [ N. Liu, H. Touhara, F. Okino, S. Kawasaki, Y. Nakacho, J. Electrochem. Soc. 143, 2267 (1996) ]Suitably, the fullerene derivative is part of a battery, preferably as a cathode [ N. Liu, H. Touhara, F. Okino, S. Kawasaki, Y. Nakacho, J. Electrochem. Soc. 143, 2267 (1996) ]

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:The invention will be explained in more detail with reference to exemplary embodiments. Show it:

eine schematische Darstellung der Apparatur zur Herstellung von C60F36 im millimolarem Maßstab a schematic representation of the apparatus for the production of C 60 F 36 in the millimolar scale

eine massenspektrometrische Untersuchung des Reaktionsproduktes a mass spectrometric study of the reaction product

eine Molekülstruktur der p-Dotanden F4-TCNQ und C60F36, sowie Struktur von MeO-TPD a molecular structure of p-dopants F 4 -TCNQ and C 60 F 36 , as well as structure of MeO-TPD

Messungen zum Kontaminationsverhalten der p-Dotanden F4-TCNQ und C60F36 mittels UPS und XPS. Measurements of the contamination behavior of p-dopants F 4 -TCNQ and C 60 F 36 using UPS and XPS.

eine Struktur von BF-DPB. a structure of BF-DPB.

eine Darstellung der thermische Stabilität der F4-TCNQ bzw. C60F36 enthaltenden Lochtransportschichten a representation of the thermal stability of the F 4 -TCNQ or C 60 F 36- containing hole transport layers

Schichtaufbau und Zusammensetzung der OLED, sowie Strukturen von Bphen, Spiro-TAD, α-NPD und Ir(MDQ)2acac Layer structure and composition of the OLED, as well as structures of Bphen, Spiro-TAD, α-NPD and Ir (MDQ) 2 acac

einen Vergleich der Elektro-Lumineszenz-Spektren der OLED. a comparison of the electro-luminescence spectra of the OLED.

einen Vergleich der charakteristischen I(V)-Kennlinen und der Lumineszenz beider OLED. a comparison of the characteristic I (V) characteristics and the luminescence of both OLEDs.

einen Vergleich der Energieausbeute und der externen Quanteneffizienz der OLED a comparison of the energy yield and the external quantum efficiency of the OLED

Schicht-Aufbau und Zusammensetzung der OSZ, sowie Struktur von ZnPc. Layer structure and composition of the OSZ, as well as structure of ZnPc.

einen Vergleich der charakteristischen I(V)-Kennlinen beider OSZ unter Beleuchtung mit einem Sonnensimulator (AM1.5) und im Dunkeln, sowie aller charakteristischen Leistungsparameter. a comparison of the characteristic I (V) curves of both OSZs under illumination with a solar simulator (AM1.5) and in the dark, as well as all characteristic performance parameters.

einen Vergleich der charakteristischen Parameter im zeitlichen Verlauf der Alterung. a comparison of the characteristic parameters over the course of aging.

Synthesebeispiel C60F36 Synthesis Example C 60 F 36

Dem zur Synthese eingesetzten MnF3 (ABCR, 98%) wurde innerhalb von 24 h bei einem Druck von 10–3 mbar und bei einer Temperatur von 200°C Spuren von Wasser und Sauerstoff entzogen. Fulleren C60 wurde von einem Chemikalien-Lieferanten (z. B. American Dye Source) bezogen und durch dreimalige Sublimation gereinigt. Das Fulleren C60 (1,00 g; 1,388 mmol) und MnF3 (5,59 g; 60,15 mmol) wurden in Stickstoff-Atmosphäre in einer Reibschale gut verrieben. Dem Gemisch wurde in einem Nickeltiegel Nickelpulver beigemischt (6,6 g; 10%) und der befüllte Nickeltiegel wurde entsprechend in die Sublimationsapparatur eingesetzt. Das Sublimationsrohr wurde bei einem Druck von 4·10–4 mbar 24 h auf eine Temperatur von 330°C erhitzt, wobei die fluorierten Reaktionsprodukte an den kälteren Teilen des Sublimationsrohres in Form eines weiß-gelblichen Feststoffes kondensierten (0,76 g). Die mit dem Kondensat belegten Ringe wurden einer weiteren Sublimation unterzogen, zu deren Abschluss 0,75 g (0,534 mmol, 38% der theoretischen Ausbeute) des Produktes isoliert werden konnten. Zur Analyse des zusätzlich sublimierten Produktes wurde eine Probe vollständig in Toluol gelöst und in einem Massenspektrometer vollständig verdampft. Der gesamte Totalionenstrom wurde gemessen und ist in dargestellt. Die Verhältnisse der Intensitäten aller in der Probe enthaltenen Verbindungen entspricht der Zusammensetzung 84% C60F36, 14% C60F34 und 2% C60.The MnF 3 used for the synthesis (ABCR, 98%) was removed within 24 h at a pressure of 10 -3 mbar and at a temperature of 200 ° C traces of water and oxygen. Fullerene C 60 was purchased from a chemical supplier (eg, American Dye Source) and purified by sublimation three times. The fullerene C 60 (1.00 g, 1.388 mmol) and MnF 3 (5.59 g, 60.15 mmol) were well triturated in a nitrogen atmosphere in a mortar. Nickel powder was added to the mixture in a nickel crucible (6.6 g, 10%) and the filled nickel crucible became corresponding used in the sublimation apparatus. The sublimation tube was heated at a pressure of 4 × 10 -4 mbar for 24 h to a temperature of 330 ° C, wherein the fluorinated reaction products condensed on the colder parts of the sublimation tube in the form of a white-yellowish solid (0.76 g). The rings coated with the condensate were subjected to further sublimation to complete 0.75 g (0.534 mmol, 38% of the theoretical yield) of the product could be isolated. For analysis of the additionally sublimed product, a sample was completely dissolved in toluene and completely evaporated in a mass spectrometer. The total ion flow was measured and is in shown. The ratios of the intensities of all compounds contained in the sample corresponds to the Composition 84% C 60 F 36 , 14% C 60 F 34 and 2% C 60 .

Ausführungsbeispiel 1Embodiment 1

Dokumentation des Kontaminations-Verhaltens des Dotanden C60F36 im Vergleich zu F4-TCNQ. Ziel hierbei ist es, die Flüchtigkeit des Dotanden F4-TCNQ und C60F36 zu untersuchen, sowie den Nachweis zu führen, dass C60F36 im Gegensatz zu F4-TCNQ keine Kammerkontamination zeigt.Documentation of the contamination behavior of the dopant C 60 F 36 compared to F 4 -TCNQ. The aim here is to investigate the volatility of the dopant F 4 -TCNQ and C 60 F 36 and to demonstrate that C 60 F 36, in contrast to F 4 -TCNQ, shows no chamber contamination.

Die Flüchtigkeit der Dotanden F4-TCNQ und C60F36 wurde anhand ihrer Fluor-Signale in undotierten MeO-TPD-Schichten mit Röntgen-Photoelektronenspektroskopie (XPS) untersucht. zeigt den Vergleich der 1s-Fluor-Kernsignale der XPS-Messung an 10 nm dicken intrinsischen MeO-TPD-Schichten. Diese wurden in Kammern hergestellt, in denen sich entweder keiner der Dotanden befand, oder einer von beiden in einer ungeheizten Quelle. Ein signifikantes Fluor-Signal bei einer Bindungsenergie von 689,5 eV ist ausschließlich bei der Schicht zu beobachten, welche unter Anwesenheit von F4-TCNQ in der Kammer verdampft wurde. Weiterhin zeigt sich bei dieser Schicht in der Ultraviolett-Photoelektronenspektroskopie (UPS) ein Dotierungseffekt in Form einer deutlichen Verschiebung von 0,53 eV des höchsten besetzten Molekülorbitales (HOMO) des MeO-TPD in Richtung der Fermi-Energie (EB = 0 eV). Diese Kontamination beweist Kontaminationspotenzial von F4-TCNQ-Molekülen, im Gegensatz zu einer Probe, die in Gegenwart von C60F36 gedampft wurde. Bei Proben aus der Kammer mit C60F36 wird kein Fluor-Signal im XPS oder eine HOMO-Verschiebung im UPS, d. h. keine Kontamination der MeO-TPD-Schichten beobachtet. Die sehr niedrige Flüchtigkeit von C60F36 im Vergleich mit F4-TCNQ bedeutet einen starken Vorteil in Fragen der Prozessierung von Lochtransportschichten.The volatility of the dopants F 4 -TCNQ and C 60 F 36 was investigated by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) based on their fluorine signals in undoped MeO-TPD layers. Figure 1 shows the comparison of XPS measurement 1s fluorine core signals to 10 nm intrinsic MeO-TPD layers. These were made in chambers in which either none of the dopants was, or either in an unheated source. A significant fluorine signal at a binding energy of 689.5 eV is observed only in the layer that was vaporized in the chamber in the presence of F 4 -TCNQ. Furthermore, this layer exhibits a doping effect in ultraviolet photoelectron spectroscopy (UPS) in the form of a significant shift of 0.53 eV of the highest occupied molecular orbital (HOMO) of the MeO-TPD in the direction of the Fermi energy (E B = 0 eV). , This contamination demonstrates the contamination potential of F 4 -TCNQ molecules, as opposed to a sample that was vaporized in the presence of C 60 F 36 . For samples from the chamber with C 60 F 36 , no fluorine signal in the XPS or a HOMO shift in the UPS, ie no contamination of the MeO-TPD layers is observed. The very low volatility of C 60 F 36 in comparison with F 4 -TCNQ represents a major advantage in the processing of hole transport layers.

Ausführungsbeispiel 2Embodiment 2

Dokumentation der Temperaturstabilität mit C60F36 dotierter Lochtransportschichten im Vergleich zu F4-TCNQ. Die Temperaturstabilität von Lochtransportschichten, dotiert mit C60F36, soll dargelegt werden.Documentation of the temperature stability with C 60 F 36 doped hole transport layers in comparison to F 4 -TCNQ. The temperature stability of hole transport layers doped with C 60 F 36 should be demonstrated.

Um die Temperaturstabilität zu untersuchen, wurde das Matrixmaterial N,N'-((Diphenyl-N,N'-bis)9,9,-dimethyl-fluoren-2-yl)-benzidin (BF-DPB) aufgrund der hohen Glasübergangstemperatur (TG = 160°C) gewählt ( US20020171358 A1 ). Das Verhalten der Leitfähigkeit in Abhängigkeit von der Temperatur bis zur TG ist daher auf die Dotanden zurückzuführen. Bei Verhältnissen von 26 mol% für F4-TCNQ und 21 mol% für C60F36 zeigen beide Schichten eine vergleichbare Leitfähigkeit von 3·10–6 S cm–1 bei Raumtemperatur ( ). Dabei zeigt die niedrigere Dotierung mit C60F36 die höhere Dotierungseffizienz des Dotanden. Da das LUMO von F4-TCNQ energetisch etwa gleich wie das mittels UPS bestimmte HOMO-Niveau von BF-DPB (–5,23 eV) liegt, ergibt sich in diesem System ein ineffizienter Ladungstransfer. Daher ist anzunehmen, dass C60F36 eine höhere Elektronenaffinität verglichen mit F4-TCNQ hat. Mit steigernder Temperatur steigt die Leitfähigkeit beider Schichten mit Aktivierungsenergien von 265 meV and 692 meV für F4-TCNQ und C60F36 bis zum Maximum, mit weiterer Temperaturerhöhung bricht die Leitfähigkeit zusammen. Bei der BF-DPB/F4-TCNQ Schicht wird mit dem Leitfähigkeitsabfall bei 145°C eine niedrigere Stabilität beobachtet. Bei der BF-DPB/C60F36-Schicht erfolgt der Zusammenbruch erst bei 180°C und liegt damit höher als die TG des Matrixmaterials. Der Leitfähigkeitsabfall kann daher nicht unmittelbar dem Dotanden C60F36 zugeordnet werden.In order to investigate the temperature stability, the matrix material N, N '- ((diphenyl-N, N'-bis) 9,9, -dimethyl-fluoren-2-yl) -benzidine (BF-DPB) was used because of the high glass transition temperature ( T G = 160 ° C) ( US20020171358 A1 ). The behavior of the conductivity as a function of the temperature up to the T G is therefore due to the dopants. At ratios of 26 mol% for F 4 -TCNQ and 21 mol% for C 60 F 36 , both layers show a comparable conductivity of 3 × 10 -6 S cm -1 at room temperature ( ). The lower doping with C 60 F 36 shows the higher doping efficiency of the dopant. Since the LUMO of F 4 -TCNQ is approximately the same as the UPS-determined HOMO level of BF-DPB (-5.23 eV), this system results in an inefficient charge transfer. Therefore, it can be assumed that C 60 F 36 has a higher electron affinity compared to F 4 -TCNQ. With increasing temperature, the conductivity of both layers increases with activation energies of 265 meV and 692 meV for F4-TCNQ and C 60 F 36 up to the maximum, with further temperature increase the conductivity breaks down. For the BF-DPB / F 4 -TCNQ layer, lower conductivity is observed with the conductivity drop at 145 ° C. In the BF-DPB / C 60 F 36 layer, the collapse occurs only at 180 ° C and is thus higher than the T G of the matrix material. The conductivity drop can therefore not be assigned directly to the dopant C 60 F 36 .

Ausführungsbeispiel 3Embodiment 3

Dokumentation der Verwendung von C60F36 dotierten Lochtransportschichten in OLED im Vergleich zu F4-TCNQ. Für den Vergleich der Dotanden in Bauteilen werden phosphoreszente p-i-n OLED mit orange-roter Emission herangezogen.Documentation of the use of C 60 F 36 doped hole transport layers in OLED compared to F 4 -TCNQ. For the comparison of the dopants in components phosphorescent pin OLED are used with orange-red emission.

Der Schichtaufbau der erzeugten Bauteile ist in gezeigt. Die organischen Schichten befinden sich zwischen einer 90 nm dicken Indium-Zinn-Oxyd (ITO) Anode auf einem Glassubstrat und einem 100 nm dicken Silber-Deckkontakt. Als Lochtransportschicht (HTL), dienen 60 nm dicke MeO-TPD-Schichten, dotiert mit 1 wt% F4-TCNQ oder 8 wt% C60F36 woraus sich Leitfähigkeiten von ca. 2·10–5 S cm–1 ergeben. Als Elektronentransportschicht (ETL) fungieren 65 nm Cäsium-dotiertes 4,7-Diphenyl-1,10-phenanthrolin (BPhen) mit vergleichbarer Leitfähigkeit. Um die injizierten Ladungen in der Emissionsschicht (EML) zu konzentrieren, werden 10 nm dicke Elektronen- und Lochblockerschichten (EBL, HBL) aus 2,2',7,7'-Tetrakis-(N,N-diphenylamino)-9,9'-spirobifluoren (Spiro-TAD) und BPhen um die EML eingefügt. Die 20 nm dicke EML besteht aus N,N'-Di(naphthalen-2-yl)-N,N'-diphenyl-benzidin (α-NPD), dotiert mit 10 wt% des Triplettemitters Iridium(III)bis(2-methyldibenzo-[f,h]quinoxalin)acetylacetonat (Ir(MDQ)2(acac)). Beide OLED zeigen entsprechend , identische Elektrolumineszenz-Spektren, was eine parasitäre Absorption von C60F36 ausschließt. Die Strom-Spannungs-Kurven beider Vergleichsbauteile sind ähnlich ( ), wobei die I(V)-Kennlinien mit dem C60F36-Dotanden steiler sind, was auf eine bessere Löcherinjektion bei gleicher Schicht-Leitfähigkeit hinweist. Die höhere Löcherinjektion erhöht die Ladungsträgerdichte, bzw. verschiebt die Ladungsträgerbalance in der EML woraus erhöhte Effizienzen der C60F36-OLED resultieren ( ).The layer structure of the components produced is in shown. The organic layers are located between a 90 nm thick indium tin oxide (ITO) anode on a glass substrate and a 100 nm thick silver cover contact. As hole transport layer (HTL), serve 60 nm thick MeO-TPD layers doped with 1 wt% F 4 -TCNQ or 8 wt% C 60 F 36 resulting in conductivities of about 2 · 10 -5 S cm -1 . As an electron transport layer (ETL) act 65 nm cesium-doped 4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline (BPhen) with comparable conductivity. To concentrate the injected charges in the emission layer (EML), 10 nm thick electron and hole blocking layers (EBL, HBL) are made of 2,2 ', 7,7'-tetrakis- (N, N-diphenylamino) -9,9 Spirobifluorene (spiro-TAD) and BPhen are inserted around the EML. The 20 nm thick EML consists of N, N'-di (naphthalen-2-yl) -N, N'-diphenylbenzidine (α-NPD) doped with 10 wt% of the triplet emitter iridium (III) bis (2) methyldibenzo [f, h] quinoxaline) acetylacetonate (Ir (MDQ) 2 (acac)). Both OLEDs show accordingly , identical electroluminescence spectra, which precludes parasitic absorption of C 60 F 36 . The current-voltage curves of both comparison components are similar ( ), where the I (V) curves with the C 60 F 36 dopant are steeper, indicating better hole injection with the same layer conductivity. The higher hole injection increases the charge carrier density, or shifts the charge carrier balance in the EML resulting in increased efficiencies of the C 60 F 36 -OLED ( ).

Ausführungsbeispiel 4 Embodiment 4

Dokumentation der Verwendung von C60F36 dotierten Lochtransportschichten in OSZ im Vergleich zu F4-TCNQ. Die Lebensdauermessungen der erhaltenen Bauteile zeigen die Stabilität des Bauteils unter Verwendung von Mischschichten von Zink-Phthalocyanin (ZnPc) und C60 als Donor-Akzeptor-Absorberpaar.Documentation of the use of C 60 F 36 doped hole transport layers in OSZ compared to F 4 -TCNQ. The lifetime measurements of the components obtained show the stability of the component using mixed layers of zinc phthalocyanine (ZnPc) and C 60 as donor-acceptor absorber pair.

Der Schichtaufbau des erzeugten Bauteils ist in gezeigt. Als Lochtransportschicht (HTL) dient eine 60 nm dicke MeO-TPD-Schicht, dotiert mit 2 wt% F4-TCNQ oder 8 wt% C60F36. Eine 30 nm Mischschicht aus C60 und ZnPc (1:1) fungiert als Absorberschicht, an die eine 30 nm dicke Schicht intrinsisches C60 anschließt. Der Elektronentransport wird von einer 15 nm dicken Lage C60, dotiert mit 3 wt% 3,6-Bis(dimethylamino)acridin (AOB) ermöglicht. Die reflektierende Kathode wird von einer 100 nm dicken Schicht Aluminium gebildet. Beide Solarzellen sind gemäß bezüglich aller Parameter vergleichbar und zeigen nur minimale Unterschiede, die im Bereich der Messunsicherheit liegen. Die offene Klemmenspannung (VOC) wird durch die Dotierstoffe nicht beeinflusst. Die Dotierung mit C60F36 führt zu einem geringfügig kleineren Serienwiderstand.The layer structure of the produced component is in shown. The hole transport layer (HTL) used is a 60 nm thick MeO-TPD layer doped with 2 wt% F 4 -TCNQ or 8 wt% C 60 F 36 . A 30 nm mixed layer of C 60 and ZnPc (1: 1) acts as an absorber layer, followed by a 30 nm thick layer of intrinsic C 60 . The electron transport is made possible by a 15 nm thick layer C 60 doped with 3 wt% 3,6-bis (dimethylamino) acridine (AOB). The reflective cathode is formed by a 100 nm thick layer of aluminum. Both solar cells are according to are comparable with respect to all parameters and show only minimal differences which lie in the range of measurement uncertainty. The open terminal voltage (V OC ) is not affected by the dopants. The doping with C 60 F 36 leads to a slightly smaller series resistance.

Die Solarzellen wurden bei 50°C und Beleuchtung mit weißen LEDs bei einer Leistung von 500 mW cm–2 gealtert. verdeutlicht die unterschiedlichen Lebensdauern der OSZ. Aufgrund der niedrigen Glasübergangstemperatur von F4-TCNQ zeigen die Solarzellen mit diesem Dotanden eine Lebensdauer von unter hundert Stunden, was eine kommerzielle Verwendung dieses Materials unmöglich macht. Dagegen zeigen die C60F36 beinhaltenden Zellen über einen Zeitraum von 500 Stunden konstante Zellparameter. Die Stabilität dieser Zellen ist demnach deutlich größer als F4-TCNQ enthaltende Zellen.The solar cells were aged at 50 ° C and illuminated with white LEDs at a power of 500 mW cm -2 . illustrates the different lifetimes of the OSZ. Due to the low glass transition temperature of F 4 -TCNQ, the solar cells with this dopant have a lifetime of less than one hundred hours, making commercial use of this material impossible. In contrast, cells containing C 60 F 36 show constant cell parameters over a period of 500 hours. The stability of these cells is therefore significantly greater than cells containing F 4 -TCNQ.

In Bezug auf die Anwendung als p-Dotand in p-i-n OLED und OSZ lässt sich schlußfolgern, daß der Austausch von F4-TCNQ zu verbesserten Leistungen der Bauteile führt und des weiteren eine höhere Stabilität der Bauteile mit sich führt. Ferner führt der geringe Dampfdruck des C60F36-Dotanden zu keiner Kammerkontamination während des Herstellungsprozesses.With regard to the application as a p-dopant in pin OLED and OSZ, it can be concluded that the replacement of F 4 -TCNQ leads to improved performance of the components and furthermore leads to a higher stability of the components. Furthermore, the low vapor pressure of the C 60 F 36 dopant does not result in any chamber contamination during the manufacturing process.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • US 20050110009 [0019] US 20050110009 [0019]
  • US 4769292 [0019] US 4769292 [0019]
  • US 7074500 [0019] US 7074500 [0019]
  • EP 1861886 [0019] EP 1861886 [0019]
  • EP 1859494 [0019] EP 1859494 [0019]
  • US 20020171358 A1 [0039] US 20020171358 A1 [0039]

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

  • K. Walzer, B. Maennig, M. Pfeiffer, K. Leo, Chem. Rev. 107, 1233 (2007) [0002] K. Walzer, B. Maennig, M. Pfeiffer, K. Leo, Chem. Rev. 107, 1233 (2007) [0002]
  • M. Pfeiffer, K. Leo, X. Zhou, J. S. Huang, M. Hofmann, A. Werner, J. Blochwitz-Nimoth, Org. Electron. 4, 89 (2003) [0002] M. Pfeiffer, K. Leo, X. Zhou, JS Huang, M. Hofmann, A. Werner, J. Blochwitz-Nimoth, Org. Electron. 4, 89 (2003) [0002]
  • J. Blochwitz, T. Fritz, M. Pfeiffer, K. Leo, D. M. Alloway, P. A. Lee, N. R. Amstrong, Org. Electron. 2, 97 (2001) [0002] J. Blochwitz, T. Fritz, M. Pfeiffer, K. Leo, DM Alloway, PA Lee, NR Amstrong, Org. Electron. 2, 97 (2001) [0002]
  • R. Meerheim, R. Nitsche, K. Leo, Appl. Phys. Lett. 93, 043310 (2008) [0002] R. Meerheim, R. Nitsche, K. Leo, Appl. Phys. Lett. 93, 043310 (2008) [0002]
  • S. Reineke, F. Lindner, G. Schwartz, N. Seidler, K. Walzer, B. Lüssem, K. Leo, Nature 459, 234 (2009) [0002] Reineke, F. Lindner, G. Schwartz, N. Seidler, K. Walzer, B. Lüssem, K. Leo, Nature 459, 234 (2009) [0002]
  • Pressemitteilung Heliatek GmbH: http://heliatek.de/, April 2010 [0002] Press release Heliatek GmbH: http://heliatek.de/, April 2010 [0002]
  • M. Maitrot, G. Guillaud, B. Boudjema, J. J. André, J. Simon, J. Appl. Phys. 60, 2396 (1986) [0002] M. Maitrot, G. Guillaud, B. Boudjema, JJ André, J. Simon, J. Appl. Phys. 60, 2396 (1986) [0002]
  • R. C. Wheland, J. L. Gillson, J. Am. Chem. Soc. 98, 3916 (1976) [0002] RC Wheland, JL Gillson, J. Am. Chem. Soc. 98, 3916 (1976) [0002]
  • Z. Q. Gao, B. X. Mi, G. Z. Xu, Y. Q. Wan, M. L. Gong, K. W. Cheah, C. H. Chen, Chem. Commun., 117 (2008) [0002] ZQ Gao, BX Mi, GZ Xu, YQ Wan, ML Gong, CH Cheah, CH Chen, Chem. Commun., 117 (2008) [0002]
  • J. Blochwitz, M. Pfeiffer, T. Fritz, K. Leo, Appl. Phys. Lett. 73, 729 (1998) [0002] J. Blochwitz, M. Pfeiffer, T. Fritz, K. Leo, Appl. Phys. Lett. 73, 729 (1998) [0002]
  • W. Y. Gao and A. Kahn, Appl. Phys. Lett. 79, 4040 (2001) [0002] WY Gao and A. Kahn, Appl. Phys. Lett. 79, 4040 (2001) [0002]
  • B. X. Mi, Z. Q. Gao, K. W. Cheah, C. H. Chen, Appl. Phys. Lett. 94, 073507 (2009) [0002] BX Mi, ZQ Gao, KW Cheah, CH Chen, Appl. Phys. Lett. 94, 073507 (2009) [0002]
  • P. Wellmann, M. Hofmann, O. Zeika, A. Werner, J. Birnstock, R. Meerheim, G. He, K. Walzer, M. Pfeiffer, K. Leo, J. Soc. Inf. Disp. 13, 393 (2005) [0002] Wellmann, M. Hofmann, O. Zeika, A. Werner, J. Birnstock, R. Meerheim, G. He, K. Walzer, M. Pfeiffer, K. Leo, J. Soc. Inf. Disp. 13, 393 (2005) [0002]
  • N. Liu, Y. Morio, F. Okino, H. Touhara, O. V. Boltalina, V. K. Pavlovich, Synth. Metals 86, 2289 (1997) [0003] N. Liu, Y. Morio, F. Okino, H. Touhara, OV Boltalina, VK Pavlovich, Synth. Metals 86, 2289 (1997) [0003]
  • O. Solomeshch, Y. J. Yu, A. A. Goryunkov, L. N. Sidorov, R. F. Tuktarov, D. H. Choi, J.-Il Jin, N. Tessler, Adv. Mater. 21, 4456 (2009) [0003] O. Solomeshch, YJ Yu, AA Goryunkov, LN Sidorov, RF Tuktarov, DH Choi, J.-Il Jin, N. Tessler, Adv. Mater. 21, 4456 (2009) [0003]
  • P. A. Troshin, O. V. Boltalina, N. V. Polykova, Z. E. Klinkina, J. Fluor. Chem. 110, 157, (2001) [0004] PA Troshin, OV Boltalina, NV Polykova, ZE Klinkina, J. Fluor. Chem. 110, 157, (2001) [0004]
  • A. A. Goryunkov, Z. Mazej, B. Žemva, S. H. Strauss, O. V. Boltalina, Mendeleev Commun. 16, 159 (2006) [0004] AA Goryunkov, Z. Mazej, B. Žemva, SH Strauss, OV Boltalina, Mendeleev Commun. 16, 159 (2006) [0004]
  • N. S. Chilingarov, A. V. Nikitin, J. V. Rau, I. V. Golyshevsky, A. V. Kepman, F. M. Spiridonov, L. N. Sidorov, J. Fluor. Chem. 113, 219 (2002) [0004] NS Chilingarov, AV Nikitin, JV Rau, IV Golyshevsky, AV Kepman, FM Spiridonov, LN Sidorov, J. Fluor. Chem. 113, 219 (2002) [0004]
  • O. Boltalina, A. Borschevskii, L. Sidrov, J. Street, R. Taylor, Chem. Comm., 529 (1996) [0004] O. Boltalina, A. Borschevskii, L. Sidrov, J. Street, R. Taylor, Chem. Comm., 529 (1996) [0004]
  • Walzer et al. [Chem. Rev. 107, 1233 (2007)] [0019] Walzer et al. [Chem. Rev. 107, 1233 (2007)] [0019]
  • N. Liu, H. Touhara, F. Okino, S. Kawasaki, Y. Nakacho, J. Electrochem. Soc. 143, 2267 (1996) [0020] N. Liu, H. Touhara, F. Okino, S. Kawasaki, Y. Nakacho, J. Electrochem. Soc. 143, 2267 (1996) [0020]

Claims (12)

Verfahren zur Herstellung von Fulleren-Derivaten, wobei ein Fulleren in einem Reaktor mit mindestens einem Halogenatom reagiert, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein zusätzliches chemisches Element zu dem Reaktor hinzugefügt wird.A process for the preparation of fullerene derivatives, wherein a fullerene in a reactor reacts with at least one halogen atom, characterized in that at least one additional chemical element is added to the reactor. Verfahren zur Herstellung von Fulleren-Derivaten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Halogenatom ausgewählt wird aus F, Cl, Br.Process for the preparation of fullerene derivatives according to claim 1, characterized in that at least one halogen atom is selected from F, Cl, Br. Verfahren zur Herstellung von Fulleren-Derivaten nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fullerene, sphärischen Kohlenstoff-Cluster mit der Formel Cm sind, wobei m ausgewählt wird aus 36, 60, 70, 76, 78, 80, 82, 84 oder jede andere natürliche Zahl die geeignet ist ein solch sphärisches Molekül zu bilden.Process for the preparation of fullerene derivatives according to one of the preceding claims, characterized in that the fullerenes are spherical carbon clusters of the formula C m , where m is selected from 36, 60, 70, 76, 78, 80, 82, 84 or any other natural number suitable for forming such a spherical molecule. Verfahren zur Herstellung von Fulleren-Derivat nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Halogenatom als mindestens ein Salz oder Salzgemisch eingesetzt wird, wobei das Salz ein Metallion enthält und wobei das Metallion ausgewählt wird aus Cr, Mn, Ru, Mo, Fe, W, Co, Rh, Ir, Ni, Pd, Pt, Cu, Ag, Au, Ti, Sn, Sb, Te, Pb, Bi, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu.Process for the preparation of fullerene derivative according to one of the preceding claims, characterized in that the halogen atom is used as at least one salt or salt mixture, wherein the salt contains a metal ion and wherein the metal ion is selected from Cr, Mn, Ru, Mo, Fe , W, Co, Rh, Ir, Ni, Pd, Pt, Cu, Ag, Au, Ti, Sn, Sb, Te, Pb, Bi, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy , Ho, Er, Tm, Yb, Lu. Verfahren zur Herstellung von Fulleren-Derivat nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens ein zusätzliches chemisches Element Ti, Zr, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Mn, Re, Fe, Ru, Os, Co, Rh, Ir, Ni, Pd, Pt, Cu, Ag, Au, Zn, Cd, Al, Ga, In, Ti, Ge, Sn, Pb, As, Sb, Bi, Se, Te, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, oder ein Gemisch dieser Elemente in Form von Draht, Spänen oder Pulver beliebiger Größe sein können.Process for the preparation of fullerene derivative according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one additional chemical element Ti, Zr, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Mn, Re, Fe, Ru, Os, Co , Rh, Ir, Ni, Pd, Pt, Cu, Ag, Au, Zn, Cd, Al, Ga, In, Ti, Ge, Sn, Pb, As, Sb, Bi, Se, Te, La, Ce, Pr , Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, or a mixture of these elements in the form of wire, chips or powder of any size. Verfahren zur Herstellung von Fulleren-Derivaten nach einem der vorigen Ansprüche, wobei das zusätzliche chemische Element Nickel ist.Process for the preparation of fullerene derivatives according to one of the preceding claims, wherein the additional chemical element is nickel. Verfahren zur Herstellung von Fulleren-Derivaten nach einem der vorigen Ansprüche, wobei die Herstellung bei gleichzeitiger Isolierung durch Sublimation stattfindet.Process for the preparation of fullerene derivatives according to one of the preceding claims, wherein the preparation takes place with simultaneous isolation by sublimation. Organische Halbleiterschicht, dadurch gekennzeichnet, dass ein Material, hergestellt durch ein Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche 1 bis 7, enthalten ist.Organic semiconductor layer, characterized in that a material produced by a method according to one of the preceding claims 1 to 7, is contained. Dotierte organische Halbleiterschicht, dadurch gekennzeichnet, dass ein organisches Löcher-transportierendes Halbleitermaterial und ein Fulleren Derivat, hergestellt durch ein Verfahren nach mindestes ein der Ansprüche 1 bis 7, enthalten ist.Doped organic semiconductor layer, characterized in that an organic hole-transporting semiconductor material and a fullerene derivative, prepared by a method according to at least one of claims 1 to 7, is contained. Dotierte organische Halbleiterschicht nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Fulleren Derivat für das organische Löcher-transportierende Halbleitermaterial ein p-Dotand ist.Doped organic semiconductor layer according to claim 9, characterized in that the fullerene derivative for the organic hole-transporting semiconductor material is a p-type dopant. Organische Diode, organisches photoaktives Bauelement, insbesondere Solarzelle, Photodetektor oder Leuchtdiode, die aus mehreren Schichten aufgebaut ist, wobei mindestens eine der Schichten ein Fulleren Derivat, hergestellt nach dem Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, enthält.Organic diode, organic photoactive component, in particular solar cell, photodetector or light-emitting diode, which is composed of several layers, wherein at least one of the layers contains a fullerene derivative prepared by the method according to one of the preceding claims. Batterie mit einem Fulleren-Derivat, hergestellt durch ein Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche 1 bis 7.Battery with a fullerene derivative prepared by a method according to any one of the preceding claims 1 to 7.
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TW (1) TW201213232A (en)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015082046A2 (en) 2013-12-06 2015-06-11 Merck Patent Gmbh Substituted oxepines
EP3345984A1 (en) 2013-12-06 2018-07-11 Merck Patent GmbH Connections and organic electronic devices
WO2018189134A1 (en) 2017-04-13 2018-10-18 Merck Patent Gmbh Composition for organic electronic devices
WO2019002198A1 (en) 2017-06-26 2019-01-03 Merck Patent Gmbh Homogeneous mixtures
WO2019007867A1 (en) 2017-07-05 2019-01-10 Merck Patent Gmbh Composition for organic electronic devices
WO2019007866A1 (en) 2017-07-05 2019-01-10 Merck Patent Gmbh Composition for organic electronic devices
WO2019096717A2 (en) 2017-11-14 2019-05-23 Merck Patent Gmbh Composition for organic electronic devices
WO2019229011A1 (en) 2018-05-30 2019-12-05 Merck Patent Gmbh Composition for organic electronic devices
WO2020178230A1 (en) 2019-03-04 2020-09-10 Merck Patent Gmbh Ligands for nano-sized materials

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106629666A (en) * 2015-12-30 2017-05-10 深圳市优宝惠新材料科技有限公司 Fluorinated fullerene and preparation method and application thereof
TWI644447B (en) * 2017-06-16 2018-12-11 國立臺灣大學 Method for preparing bulk heterojunction perovskite solar cell

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4769292A (en) 1987-03-02 1988-09-06 Eastman Kodak Company Electroluminescent device with modified thin film luminescent zone
US20020171358A1 (en) 2001-03-15 2002-11-21 Canon Kabushiki Kaisha Charge injection type light emitting device
US20050110009A1 (en) 2003-08-27 2005-05-26 Jan Blochwitz-Nimoth Light-emitting component and process for its preparation
US7074500B2 (en) 2000-11-20 2006-07-11 Novaled Gmbh Light emitting component comprising organic layers
EP1859494A1 (en) 2005-03-04 2007-11-28 Technische Universität Dresden Photoactive component with organic layers
EP1861886A1 (en) 2005-03-04 2007-12-05 Heliatek GmbH Organic photoactive component

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2160226C2 (en) 1998-02-16 2000-12-10 Институт нефтехимии и катализа АН РБ Method of production of chlorine derivatives of fullerene c60
US6386468B1 (en) * 1999-11-29 2002-05-14 Ceramoptec Industries, Inc. Mechano-chemical flourination: improved method of fullerene fluorination
CN1732581A (en) * 2002-10-31 2006-02-08 三菱化学株式会社 Additive for positive electrode material for lithium secondary battery, positive electrode material for lithium secondary battery, and positive electrode and lithium secondary battery using the positi
JP2006306636A (en) * 2005-04-26 2006-11-09 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Method for refining nanocarbon material and nanocarbon material
CN101535220B (en) * 2006-11-14 2014-06-18 独立行政法人科学技术振兴机构 Process for producing fullerene derivative
CN102217110B (en) * 2008-09-09 2014-06-04 技术研究及发展基金有限公司 Derivatized fullerene-based dopants for organic semiconductors

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4769292A (en) 1987-03-02 1988-09-06 Eastman Kodak Company Electroluminescent device with modified thin film luminescent zone
US7074500B2 (en) 2000-11-20 2006-07-11 Novaled Gmbh Light emitting component comprising organic layers
US20020171358A1 (en) 2001-03-15 2002-11-21 Canon Kabushiki Kaisha Charge injection type light emitting device
US20050110009A1 (en) 2003-08-27 2005-05-26 Jan Blochwitz-Nimoth Light-emitting component and process for its preparation
EP1859494A1 (en) 2005-03-04 2007-11-28 Technische Universität Dresden Photoactive component with organic layers
EP1861886A1 (en) 2005-03-04 2007-12-05 Heliatek GmbH Organic photoactive component

Non-Patent Citations (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
A. A. Goryunkov, Z. Mazej, B. Zemva, S. H. Strauss, O. V. Boltalina, Mendeleev Commun. 16, 159 (2006)
B. X. Mi, Z. Q. Gao, K. W. Cheah, C. H. Chen, Appl. Phys. Lett. 94, 073507 (2009)
J. Blochwitz, M. Pfeiffer, T. Fritz, K. Leo, Appl. Phys. Lett. 73, 729 (1998)
J. Blochwitz, T. Fritz, M. Pfeiffer, K. Leo, D. M. Alloway, P. A. Lee, N. R. Amstrong, Org. Electron. 2, 97 (2001)
K. Walzer, B. Maennig, M. Pfeiffer, K. Leo, Chem. Rev. 107, 1233 (2007)
M. Maitrot, G. Guillaud, B. Boudjema, J. J. André, J. Simon, J. Appl. Phys. 60, 2396 (1986)
M. Pfeiffer, K. Leo, X. Zhou, J. S. Huang, M. Hofmann, A. Werner, J. Blochwitz-Nimoth, Org. Electron. 4, 89 (2003)
N. Liu, H. Touhara, F. Okino, S. Kawasaki, Y. Nakacho, J. Electrochem. Soc. 143, 2267 (1996)
N. Liu, Y. Morio, F. Okino, H. Touhara, O. V. Boltalina, V. K. Pavlovich, Synth. Metals 86, 2289 (1997)
N. S. Chilingarov, A. V. Nikitin, J. V. Rau, I. V. Golyshevsky, A. V. Kepman, F. M. Spiridonov, L. N. Sidorov, J. Fluor. Chem. 113, 219 (2002)
O. Boltalina, A. Borschevskii, L. Sidrov, J. Street, R. Taylor, Chem. Comm., 529 (1996)
O. Solomeshch, Y. J. Yu, A. A. Goryunkov, L. N. Sidorov, R. F. Tuktarov, D. H. Choi, J.-Il Jin, N. Tessler, Adv. Mater. 21, 4456 (2009)
P. A. Troshin, O. V. Boltalina, N. V. Polykova, Z. E. Klinkina, J. Fluor. Chem. 110, 157, (2001)
P. Wellmann, M. Hofmann, O. Zeika, A. Werner, J. Birnstock, R. Meerheim, G. He, K. Walzer, M. Pfeiffer, K. Leo, J. Soc. Inf. Disp. 13, 393 (2005)
Pressemitteilung Heliatek GmbH: http://heliatek.de/, April 2010
R. C. Wheland, J. L. Gillson, J. Am. Chem. Soc. 98, 3916 (1976)
R. Meerheim, R. Nitsche, K. Leo, Appl. Phys. Lett. 93, 043310 (2008)
S. Reineke, F. Lindner, G. Schwartz, N. Seidler, K. Walzer, B. Lüssem, K. Leo, Nature 459, 234 (2009)
W. Y. Gao and A. Kahn, Appl. Phys. Lett. 79, 4040 (2001)
Walzer et al. [Chem. Rev. 107, 1233 (2007)]
Z. Q. Gao, B. X. Mi, G. Z. Xu, Y. Q. Wan, M. L. Gong, K. W. Cheah, C. H. Chen, Chem. Commun., 117 (2008)

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015082046A2 (en) 2013-12-06 2015-06-11 Merck Patent Gmbh Substituted oxepines
EP3345984A1 (en) 2013-12-06 2018-07-11 Merck Patent GmbH Connections and organic electronic devices
EP3693437A1 (en) 2013-12-06 2020-08-12 Merck Patent GmbH Compounds and organic electronic devices
WO2018189134A1 (en) 2017-04-13 2018-10-18 Merck Patent Gmbh Composition for organic electronic devices
WO2019002198A1 (en) 2017-06-26 2019-01-03 Merck Patent Gmbh Homogeneous mixtures
WO2019007867A1 (en) 2017-07-05 2019-01-10 Merck Patent Gmbh Composition for organic electronic devices
WO2019007866A1 (en) 2017-07-05 2019-01-10 Merck Patent Gmbh Composition for organic electronic devices
EP4186898A1 (en) 2017-07-05 2023-05-31 Merck Patent GmbH Composition for organic electronic compounds
WO2019096717A2 (en) 2017-11-14 2019-05-23 Merck Patent Gmbh Composition for organic electronic devices
WO2019229011A1 (en) 2018-05-30 2019-12-05 Merck Patent Gmbh Composition for organic electronic devices
WO2020178230A1 (en) 2019-03-04 2020-09-10 Merck Patent Gmbh Ligands for nano-sized materials

Also Published As

Publication number Publication date
DE102010046040B4 (en) 2021-11-11
KR20120031153A (en) 2012-03-30
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