(57)【要約】本発明の実施形態によれば、式（Ｉ）：2010529695.tif 000015で表される少なくともひとつの非平面状ポルフィリンを含む有機感光性光電子デバイスが提供され、式中のＭ、ＲおよびＲ’の定義は明細書中に開示される。
2010529695.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
式（Ｉ）：
【化１】
2010529695.tif 000012
式中、Ｍは、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｍｎ、Ｔｃ、Ｒｅ、Ｆｅ、Ｒｕ、Ｏｓ、Ｃｏ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｈｇ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｔｌ、ＳＩ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｐ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｓ、Ｓｅ、Ｔｅ、Ｐｏ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ、Ａｔ、ランタニド、アクチニドおよび２Ｈからなる群より選択され；
Ｒ’は、独立して、Ｃｌ原子、Ｂｒ原子、Ｉ原子、Ａｔ原子、およびポルフィリンのメソ位の炭素原子に結合しうる結合価原子を含む化学基からなる群より選択され、この際、結合価原子は、Ｂ、Ｃ、Ｎ、Ｏ、Ｓｉ、Ｐ、Ｓ、Ｇｅ、Ａｓ、Ｓｅ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｔｅ、Ｔｌ、Ｐｂ、ＢｉおよびＰｏからなる群より選択され；並びに
Ｒは、独立して、Ｃｌ原子、Ｂｒ原子、Ｉ原子、Ａｔ原子、およびピロール環のβ位の炭素原子に結合しうる結合価原子を含む化学基からなる群より選択され、この際、結合価原子は、Ｂ、Ｃ、Ｎ、Ｏ、Ｓｉ、Ｐ、Ｓ、Ｇｅ、Ａｓ、Ｓｅ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｔｅ、Ｔｌ、Ｐｂ、ＢｉおよびＰｏからなる群より選択され、または同じピロール環に結合する２つの隣接するＲ基が、ピロール環のふたつのβ位の炭素原子といっしょに、炭素環基またはヘテロ環基を形成する、
で表される少なくともひとつの非平面状ポルフィリンを含む有機感光性光電子デバイス。
【請求項２】
少なくともひとつのＲ’またはＲ基における結合価原子はＣである、請求項１に記載のデバイス。
【請求項３】
少なくともひとつのＲまたはＲ’基は、独立して、アルキル基、置換されたアルキル基、アルケニル基、置換されたアルケニル基、アルキニル基、置換されたアルキニル基、シクロアルキル基、置換されたシクロアルキル基、シクロアルケニル基、置換されたシクロアルケニル基、シクロアルキニル基、置換されたシクロアルキニル基、アリール基、置換されたアリール基、ヘテロ環基および置換されたヘテロ環基からなる群より選択される、請求項２に記載のデバイス。
【請求項４】
置換されたアルキル基が、シクロアルキル基、シクロアルケニル基、シクロアルキニル基、アリール基、ヘテロ環基、ヒドロキシ基、アルコキシ基、アルケニルオキシ基、アルキニルオキシ基、シクロアルコキシ基、シクロアルケニルオキシ基、シクロアルキニルオキシ基、アリールオキシ基、アルキルカルボニルオキシ基、シクロアルキルカルボニルオキシ基、シクロアルケニルカルボニルオキシ基、シクロアルキニルカルボニルオキシ基、アリールカルボニルオキシ基、チオール基、アルキルチオ基、シクロアルキルチオ基、シクロアルケニルチオ基、シクロアルキニルチオ基、アリールチオ基、ホルミル基、アシル基、カルバモイル基、アミノ基、少なくともひとつのアルキル基、アルケニル基またはアルキニル基で置換されたアミノ基、アシルアミノ基、Ｎ−アシル−Ｎ−アルキルアミノ基、Ｎ−アシル−Ｎ−アルケニルアミノ基、Ｎ−アシル−Ｎ−アルキニルアミノ基、Ｎ−アシル−Ｎ−シクロアルキルアミノ基、Ｎ−アシル−Ｎ−シクロアルケニルアミノ基、Ｎ−アシル−Ｎ−アリールアミノ基、ニトロ基、ヘテロ環基およびハロゲン原子からなる群より独立して選択される少なくともひとつのラジカルを有する置換されたアルキル基であり；
置換されたアルケニル基が、シクロアルキル基、シクロアルケニル基、シクロアルキニル基、アリール基、ヘテロ環基、ヒドロキシ基、アルコキシ基、アルケニルオキシ基、アルキニルオキシ基、シクロアルコキシ基、シクロアルケニルオキシ基、シクロアルキニルオキシ基、アリールオキシ基、アルキルカルボニルオキシ基、シクロアルキルカルボニルオキシ基、シクロアルケニルカルボニルオキシ基、シクロアルキニルカルボニルオキシ基、アリールカルボニルオキシ基、チオール基、アルキルチオ基、シクロアルキルチオ基、シクロアルケニルチオ基、シクロアルキニルチオ基、アリールチオ基、ホルミル基、アシル基、カルバモイル基、アミノ基、少なくともひとつのアルキル基、アルケニル基またはアルキニル基で置換されたアミノ基、アシルアミノ基、Ｎ−アシル−Ｎ−アルキルアミノ基、Ｎ−アシル−Ｎ−アルケニルアミノ基、Ｎ−アシル−Ｎ−アルキニルアミノ基、Ｎ−アシル−Ｎ−シクロアルキルアミノ基、Ｎ−アシル−Ｎ−シクロアルケニルアミノ基、Ｎ−アシル−Ｎ−アリールアミノ基、ニトロ基、ヘテロ環基およびハロゲン原子からなる群より独立して選択される少なくともひとつのラジカルを有する置換されたアルケニル基であり；
置換されたアルキニル基が、シクロアルキル基、シクロアルケニル基、シクロアルキニル基、アリール基、ヘテロ環基、ヒドロキシ基、アルコキシ基、アルケニルオキシ基、アルキニルオキシ基、シクロアルコキシ基、シクロアルケニルオキシ基、シクロアルキニルオキシ基、アリールオキシ基、アルキルカルボニルオキシ基、シクロアルキルカルボニルオキシ基、シクロアルケニルカルボニルオキシ基、シクロアルキニルカルボニルオキシ基、アリールカルボニルオキシ基、チオール基、アルキルチオ基、シクロアルキルチオ基、シクロアルケニルチオ基、シクロアルキニルチオ基、アリールチオ基、ホルミル基、アシル基、カルバモイル基、アミノ基、少なくともひとつのアルキル基、アルケニル基またはアルキニル基で置換されたアミノ基、アシルアミノ基、Ｎ−アシル−Ｎ−アルキルアミノ基、Ｎ−アシル−Ｎ−アルケニルアミノ基、Ｎ−アシル−Ｎ−アルキニルアミノ基、Ｎ−アシル−Ｎ−シクロアルキルアミノ基、Ｎ−アシル−Ｎ−シクロアルケニルアミノ基、Ｎ−アシル−Ｎ−アリールアミノ基、ニトロ基、ヘテロ環基およびハロゲン原子からなる群より独立して選択される少なくともひとつのラジカルを有する置換されたアルキニル基であり；
置換されたシクロアルキル基が、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、シクロアルキル基、シクロアルケニル基、シクロアルキニル基、アリール基、ヘテロ環基、ヒドロキシ基、アルコキシ基、アルケニルオキシ基、アルキニルオキシ基、シクロアルコキシ基、シクロアルケニルオキシ基、シクロアルキニルオキシ基、アリールオキシ基、アルキルカルボニルオキシ基、シクロアルキルカルボニルオキシ基、シクロアルケニルカルボニルオキシ基、シクロアルキニルカルボニルオキシ基、アリールカルボニルオキシ基、チオール基、アルキルチオ基、シクロアルキルチオ基、シクロアルケニルチオ基、シクロアルキニルチオ基、アリールチオ基、ホルミル基、アシル基、カルバモイル基、アミノ基、少なくともひとつのアルキル基、アルケニル基またはアルキニル基で置換されたアミノ基、アシルアミノ基、Ｎ−アシル−Ｎ−アルキルアミノ基、Ｎ−アシル−Ｎ−アルケニルアミノ基、Ｎ−アシル−Ｎ−アルキニルアミノ基、Ｎ−アシル−Ｎ−シクロアルキルアミノ基、Ｎ−アシル−Ｎ−シクロアルケニルアミノ基、Ｎ−アシル−Ｎ−アリールアミノ基、ニトロ基、ヘテロ環基およびハロゲン原子からなる群より独立して選択される少なくともひとつのラジカルを有する置換されたシクロアルキル基であり；
置換されたシクロアルケニル基が、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、シクロアルキル基、シクロアルケニル基、シクロアルキニル基、アリール基、ヘテロ環基、ヒドロキシ基、アルコキシ基、アルケニルオキシ基、アルキニルオキシ基、シクロアルコキシ基、シクロアルケニルオキシ基、シクロアルキニルオキシ基、アリールオキシ基、アルキルカルボニルオキシ基、シクロアルキルカルボニルオキシ基、シクロアルケニルカルボニルオキシ基、シクロアルキニルカルボニルオキシ基、アリールカルボニルオキシ基、チオール基、アルキルチオ基、シクロアルキルチオ基、シクロアルケニルチオ基、シクロアルキニルチオ基、アリールチオ基、ホルミル基、アシル基、カルバモイル基、アミノ基、少なくともひとつのアルキル基、アルケニル基またはアルキニル基で置換されたアミノ基、アシルアミノ基、Ｎ−アシル−Ｎ−アルキルアミノ基、Ｎ−アシル−Ｎ−アルケニルアミノ基、Ｎ−アシル−Ｎ−アルキニルアミノ基、Ｎ−アシル−Ｎ−シクロアルキルアミノ基、Ｎ−アシル−Ｎ−シクロアルケニルアミノ基、Ｎ−アシル−Ｎ−アリールアミノ基、ニトロ基、ヘテロ環基およびハロゲン原子からなる群より独立して選択される少なくともひとつのラジカルを有する置換されたシクロアルケニル基であり；
置換されたシクロアルキニル基が、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、シクロアルキル基、シクロアルケニル基、シクロアルキニル基、アリール基、ヘテロ環基、ヒドロキシ基、アルコキシ基、アルケニルオキシ基、アルキニルオキシ基、シクロアルコキシ基、シクロアルケニルオキシ基、シクロアルキニルオキシ基、アリールオキシ基、アルキルカルボニルオキシ基、シクロアルキルカルボニルオキシ基、シクロアルケニルカルボニルオキシ基、シクロアルキニルカルボニルオキシ基、アリールカルボニルオキシ基、チオール基、アルキルチオ基、シクロアルキルチオ基、シクロアルケニルチオ基、シクロアルキニルチオ基、アリールチオ基、ホルミル基、アシル基、カルバモイル基、アミノ基、少なくともひとつのアルキル基、アルケニル基またはアルキニル基で置換されたアミノ基、アシルアミノ基、Ｎ−アシル−Ｎ−アルキルアミノ基、Ｎ−アシル−Ｎ−アルケニルアミノ基、Ｎ−アシル−Ｎ−アルキニルアミノ基、Ｎ−アシル−Ｎ−シクロアルキルアミノ基、Ｎ−アシル−Ｎ−シクロアルケニルアミノ基、Ｎ−アシル−Ｎ−アリールアミノ基、ニトロ基、ヘテロ環基およびハロゲン原子からなる群より独立して選択される少なくともひとつのラジカルを有する置換されたシクロアルキニル基であり；
置換されたアリール基が、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、シクロアルキル基、シクロアルケニル基、シクロアルキニル基、アリール基、ヘテロ環基、ヒドロキシ基、アルコキシ基、アルケニルオキシ基、アルキニルオキシ基、シクロアルコキシ基、シクロアルケニルオキシ基、シクロアルキニルオキシ基、アリールオキシ基、アルキルカルボニルオキシ基、シクロアルキルカルボニルオキシ基、シクロアルケニルカルボニルオキシ基、シクロアルキニルカルボニルオキシ基、アリールカルボニルオキシ基、チオール基、アルキルチオ基、シクロアルキルチオ基、シクロアルケニルチオ基、シクロアルキニルチオ基、アリールチオ基、ホルミル基、アシル基、カルバモイル基、アミノ基、少なくともひとつのアルキル基、アルケニル基またはアルキニル基で置換されたアミノ基、アシルアミノ基、Ｎ−アシル−Ｎ−アルキルアミノ基、Ｎ−アシル−Ｎ−アルケニルアミノ基、Ｎ−アシル−Ｎ−アルキニルアミノ基、Ｎ−アシル−Ｎ−シクロアルキルアミノ基、Ｎ−アシル−Ｎ−シクロアルケニルアミノ基、Ｎ−アシル−Ｎ−アリールアミノ基、ニトロ基、ヘテロ環基およびハロゲン原子からなる群より独立して選択される少なくともひとつのラジカルを有する置換されたアリール基であり；並びに
置換されたヘテロ環基が、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、シクロアルキル基、シクロアルケニル基、シクロアルキニル基、アリール基、ヘテロ環基、ヒドロキシ基、アルコキシ基、アルケニルオキシ基、アルキニルオキシ基、シクロアルコキシ基、シクロアルケニルオキシ基、シクロアルキニルオキシ基、アリールオキシ基、アルキルカルボニルオキシ基、シクロアルキルカルボニルオキシ基、シクロアルケニルカルボニルオキシ基、シクロアルキニルカルボニルオキシ基、アリールカルボニルオキシ基、チオール基、アルキルチオ基、シクロアルキルチオ基、シクロアルケニルチオ基、シクロアルキニルチオ基、アリールチオ基、ホルミル基、アシル基、カルバモイル基、アミノ基、少なくともひとつのアルキル基、アルケニル基またはアルキニル基で置換されたアミノ基、アシルアミノ基、Ｎ−アシル−Ｎ−アルキルアミノ基、Ｎ−アシル−Ｎ−アルケニルアミノ基、Ｎ−アシル−Ｎ−アルキニルアミノ基、Ｎ−アシル−Ｎ−シクロアルキルアミノ基、Ｎ−アシル−Ｎ−シクロアルケニルアミノ基、Ｎ−アシル−Ｎ−アリールアミノ基、ニトロ基、ヘテロ環基およびハロゲン原子からなる群より独立して選択される少なくともひとつのラジカルを有する置換されたヘテロ環基である、
請求項３に記載のデバイス。
【請求項５】
置換されたアルキル基が、アラルキル基、シクロアルキルに置換されたアルキル基、シクロアルケニルに置換されたアルキル基、ヒドロキシに置換されたアルキル基、アルコキシに置換されたアルキル基、シクロアルコキシに置換されたアルキル基、アリールオキシに置換されたアルキル基、アルキルカルボニルオキシに置換されたアルキル基、シクロアルキルカルボニルオキシに置換されたアルキル基、シクロアルケニルカルボニルオキシに置換されたアルキル基、シクロアルキニルカルボニルオキシに置換されたアルキル基、アリールカルボニルオキシに置換されたアルキル基、チオールに置換されたアルキル基、アルキルチオに置換されたアルキル基、シクロアルキルチオに置換されたアルキル基、ホルミルに置換されたアルキル基、アシル化アルキル基、カルバモイルに置換されたアルキル基、アミノに置換されたアルキル基、アシルアミノに置換されたアルキル基、ニトロに置換されたアルキル基、ハロゲンに置換されたアルキル基およびヘテロ環に置換されたアルキル基からなる群より選択され；
置換されたアルケニル基が、アラルケニル基、シクロアルケニルに置換されたアルケニル基、シクロアルケニルに置換されたアルケニル基、ヒドロキシに置換されたアルケニル基、アルコキシに置換されたアルケニル基、シクロアルコキシに置換されたアルケニル基、アリールオキシに置換されたアルケニル基、アルキルカルボニルオキシに置換されたアルケニル基、シクロアルキルカルボニルオキシに置換されたアルケニル基、シクロアルケニルカルボニルオキシに置換されたアルケニル基、シクロアルキニルカルボニルオキシに置換されたアルケニル基、アリールカルボニルオキシに置換されたアルケニル基、チオールに置換されたアルケニル基、アルキルチオに置換されたアルケニル基、シクロアルキルチオに置換されたアルケニル基、ホルミルに置換されたアルケニル基、アシル化アルケニル基、カルバモイルに置換されたアルケニル基、アミノに置換されたアルケニル基、アシルアミノに置換されたアルケニル基、ニトロに置換されたアルケニル基、ハロゲンに置換されたアルケニル基およびヘテロ環に置換されたアルケニル基からなる群より選択され；
置換されたアルキニル基が、アラルキニル基、シクロアルキルに置換されたアルキニル基、シクロアルケニルに置換されたアルキニル基、ヒドロキシに置換されたアルキニル基、アルコキシに置換されたアルキニル基、シクロアルコキシに置換されたアルキニル基、アリールオキシに置換されたアルキニル基、アルキルカルボニルオキシに置換されたアルキニル基、シクロアルキルカルボニルオキシに置換されたアルキニル基、シクロアルケニルカルボニルオキシに置換されたアルキニル基、シクロアルキニルカルボニルオキシに置換されたアルキニル基、アリールカルボニルオキシに置換されたアルキニル基、チオールに置換されたアルキニル基、アルキルチオに置換されたアルキニル基、シクロアルキルチオに置換されたアルキニル基、ホルミルに置換されたアルキニル基、アシル化アルキニル基、カルバモイルに置換されたアルキニル基、アミノに置換されたアルキニル基、アシルアミノに置換されたアルキニル基、ニトロに置換されたアルキニル基、ハロゲンに置換されたアルキニル基およびヘテロ環に置換されたアルキニル基からなる群より選択され；
置換されたシクロアルキル基が、アルキルに置換されたシクロアルキル基、アリールに置換されたシクロアルキル基、シクロアルキルに置換されたシクロアルキル基、シクロアルケニルに置換されたシクロアルキル基、シクロアルキニルに置換されたシクロアルキル基、ヒドロキシに置換されたシクロアルキル基、アルコキシに置換されたシクロアルキル基、シクロアルコキシに置換されたシクロアルキル基、アリールオキシに置換されたシクロアルキル基、アルキルカルボニルオキシに置換されたシクロアルキル基、シクロアルキルカルボニルオキシに置換されたシクロアルキル基、シクロアルケニルカルボニルオキシに置換されたシクロアルキル基、シクロアルキニルカルボニルオキシに置換されたシクロアルキル基、アリールカルボニルオキシに置換されたシクロアルキル基、チオールに置換されたシクロアルキル基、アルキルチオに置換されたシクロアルキル基、シクロアルキルチオに置換されたシクロアルキル基、ホルミルに置換されたシクロアルキル基、アシル化シクロアルキル基、カルバモイルに置換されたシクロアルキル基、アミノに置換されたシクロアルキル基、アシルアミノに置換されたシクロアルキル基、ニトロに置換されたシクロアルキル基、ハロゲンに置換されたシクロアルキル基およびヘテロ環に置換されたシクロアルキル基からなる群より選択され；
置換されたシクロアルケニル基が、アルキルに置換されたシクロアルケニル基、アリールに置換されたシクロアルケニル基、シクロアルキルに置換されたシクロアルケニル基、シクロアルケニルに置換されたシクロアルケニル基、シクロアルキニルに置換されたシクロアルケニル基、ヒドロキシに置換されたシクロアルケニル基、アルコキシに置換されたシクロアルケニル基、シクロアルコキシに置換されたシクロアルケニル基、アリールオキシに置換されたシクロアルケニル基、アルキルカルボニルオキシに置換されたシクロアルケニル基、シクロアルキルカルボニルオキシに置換されたシクロアルケニル基、シクロアルケニルカルボニルオキシに置換されたシクロアルケニル基、シクロアルキニルカルボニルオキシに置換されたシクロアルケニル基、アリールカルボニルオキシに置換されたシクロアルケニル基、チオールに置換されたシクロアルケニル基、アルキルチオに置換されたシクロアルケニル基、シクロアルキルチオに置換されたシクロアルケニル基、ホルミルに置換されたシクロアルケニル基、アシル化シクロアルケニル基、カルバモイルに置換されたシクロアルケニル基、アミノに置換されたシクロアルケニル基、アシルアミノに置換されたシクロアルケニル基、ニトロに置換されたシクロアルケニル基、ハロゲンに置換されたシクロアルケニル基およびヘテロ環に置換されたシクロアルケニル基からなる群より選択され；
置換されたシクロアルキニル基が、アルキルに置換されたシクロアルキニル基、アリールに置換されたシクロアルキニル基、シクロアルキルに置換されたシクロアルキニル基、シクロアルケニルに置換されたシクロアルキニル基、シクロアルキニルに置換されたシクロアルキニル基、ヒドロキシに置換されたシクロアルキニル基、アルコキシに置換されたシクロアルキニル基、シクロアルコキシに置換されたシクロアルキニル基、アリールオキシに置換されたシクロアルキニル基、アルキルカルボニルオキシに置換されたシクロアルキニル基、シクロアルキルカルボニルオキシに置換されたシクロアルキニル基、シクロアルケニルカルボニルオキシに置換されたシクロアルキニル基、シクロアルキニルカルボニルオキシに置換されたシクロアルキニル基、アリールカルボニルオキシに置換されたシクロアルキニル基、チオールに置換されたシクロアルキニル基、アルキルチオに置換されたシクロアルキニル基、シクロアルキルチオに置換されたシクロアルキニル基、ホルミルに置換されたシクロアルキニル基、アシル化シクロアルキニル基、カルバモイルに置換されたシクロアルキニル基、アミノに置換されたシクロアルキニル基、アシルアミノに置換されたシクロアルキニル基、ニトロに置換されたシクロアルキニル基、ハロゲンに置換されたシクロアルキニル基およびヘテロ環に置換されたシクロアルキニル基からなる群より選択され；
置換されたアリール基が、アルキルに置換されたアリール基、アリールに置換されたアリール基、シクロアルキルに置換されたアリール基、シクロアルケニルに置換されたアリール基、シクロアルキニルに置換されたアリール基、ヒドロキシに置換されたアリール基、アルコキシに置換されたアリール基、シクロアルコキシに置換されたアリール基、アリールオキシに置換されたアリール基、アルキルカルボニルオキシに置換されたアリール基、シクロアルキルカルボニルオキシに置換されたアリール基、シクロアルケニルカルボニルオキシに置換されたアリール基、シクロアルキニルカルボニルオキシに置換されたアリール基、アリールカルボニルオキシに置換されたアリール基、チオールに置換されたアリール基、アルキルチオに置換されたアリール基、シクロアルキルチオに置換されたアリール基、ホルミルに置換されたアリール基、アシル化アリール基、カルバモイルに置換されたアリール基、アミノに置換されたアリール基、アシルアミノに置換されたアリール基、ニトロに置換されたアリール基、ハロゲンに置換されたアリール基およびヘテロ環に置換されたアリール基からなる群より選択され；並びに
置換されたヘテロ環基が、アルキルに置換されたヘテロ環基、アリールに置換されたヘテロ環基、シクロアルキルに置換されたヘテロ環基、シクロアルケニルに置換されたヘテロ環基、シクロアルキニルに置換されたヘテロ環基、ヒドロキシに置換されたヘテロ環基、アルコキシに置換されたヘテロ環基、シクロアルコキシに置換されたヘテロ環基、アリールオキシに置換されたヘテロ環基、アルキルカルボニルオキシに置換されたヘテロ環基、シクロアルキルカルボニルオキシに置換されたヘテロ環基、シクロアルケニルカルボニルオキシに置換されたヘテロ環基、シクロアルキニルカルボニルオキシに置換されたヘテロ環基、アリールカルボニルオキシに置換されたヘテロ環基、チオールに置換されたヘテロ環基、アルキルチオに置換されたヘテロ環基、シクロアルキルチオに置換されたヘテロ環基、ホルミルに置換されたヘテロ環基、アシル化ヘテロ環基、カルバモイルに置換されたヘテロ環基、アミノに置換されたヘテロ環基、アシルアミノに置換されたヘテロ環基、ニトロに置換されたヘテロ環基、ハロゲンに置換されたヘテロ環基およびヘテロ環に置換されたヘテロ環基からなる群より選択される、
請求項３に記載のデバイス。
【請求項６】
少なくともひとつのＲまたはＲ’基が、独立して、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、シクロアルキル基、シクロアルケニル基、シクロアルキニル基、アリール基およびヘテロ環基からなる群より選択される、請求項３に記載のデバイス。
【請求項７】
アルキル基が、Ｃ１〜Ｃ６アルキル基であり；置換されたアルキル基が、置換されたＣ１〜Ｃ６アルキル基であり；アルケニル基が、Ｃ２〜Ｃ６アルケニル基であり；置換されたアルケニル基が、置換されたＣ２〜Ｃ６アルケニル基であり；アルキニル基が、Ｃ２〜Ｃ６アルキニル基であり；置換されたアルキニル基が、置換されたＣ２〜Ｃ６アルキニル基であり；シクロアルキル基が、Ｃ３〜Ｃ８シクロアルキル基であり；置換されたシクロアルキル基が、置換されたＣ３〜Ｃ８シクロアルキル基であり；シクロアルケニル基が、Ｃ３〜Ｃ８シクロアルケニル基であり；置換されたシクロアルケニル基が、置換されたＣ３〜Ｃ８シクロアルケニル基であり；シクロアルキニル基が、Ｃ３〜Ｃ８シクロアルキニル基であり；置換されたシクロアルキニル基が、置換されたＣ３〜Ｃ８シクロアルキニル基であり；アリール基が、Ｃ６〜Ｃ１０アリール基であり；置換されたアリール基が、置換されたＣ６〜Ｃ１０アリール基であり；ヘテロ環基が、４−、５−、６−、７−または８−員環を含む環状基であり、この際、環が、Ｎ、ＯおよびＳから選択される少なくともひとつの環原子と、残りの環原子としてＣ原子とを含み；並びに置換されたヘテロ環基が、４−、５−、６−、７−または８−員環およびＮ、ＯおよびＳから選択される少なくともひとつの環原子と残りの環原子としてＣ原子とを含む置換された環基である、請求項３に記載のデバイス。
【請求項８】
シクロアルキル基、置換されたシクロアルキル基、シクロアルケニル基、置換されたシクロアルケニル基、シクロアルキニル基、置換されたシクロアルキニル基、アリール基、置換されたアリール基、ヘテロ環基および置換されたヘテロ環基が、独立して、単環または多環である、請求項３に記載のデバイス。
【請求項９】
シクロアルキル基、置換されたシクロアルキル基、シクロアルケニル基、置換されたシクロアルケニル基、シクロアルキニル基、置換されたシクロアルキニル基、アリール基、置換されたアリール基、ヘテロ環基および置換されたヘテロ環基が、独立して、単環である、請求項８に記載のデバイス。
【請求項１０】
シクロアルキル基、置換されたシクロアルキル基、シクロアルケニル基、置換されたシクロアルケニル基、シクロアルキニル基、置換されたシクロアルキニル基、アリール基、置換されたアリール基、ヘテロ環基および置換されたヘテロ環基が、独立して、多環である、請求項８に記載のデバイス。
【請求項１１】
ヘテロ環基が、ピロリジニル基、ピペリジニル基、ピペラジニル基、モルフォリノ基、チオモルフォリノ基、ホモピペリジニル基、クロマニル基、イソクロマニル基、クロメニル基、ピロリル基、フラニル基、チエニル基、ピラゾリル基、イミダゾリル基、フラザニル基、オキサゾリル基、イソオキサゾリル基、チアゾリル基、イソチアゾリル基、ピリジル基、ピリダジニル基、ピリミジニル基、ピラジニル基、ピラニル基、インドリル基、イソインドリル基、インダゾリル基、プリニル基、インドリジニル基、キノリニル基、イソキノリニル基、キナゾリニル基、プテリジニル基、キノリジニル基、ベンズオキサジニル基、カルバゾリル基、フェナジニル基、フェノチアジニル基およびフェナントリジニル基からなる群より選択され；並びに
置換されたヘテロ環基が、置換されたピロリジニル基、ピペリジニル基、ピペラジニル基、モルフォリノ基、チオモルフォリノ基、ホモピペリジニル基、クロマニル基、イソクロマニル基、クロメニル基、ピロリル基、フラニル基、チエニル基、ピラゾリル基、イミダゾリル基、フラザニル基、オキサゾリル基、イソオキサゾリル基、チアゾリル基、イソチアゾリル基、ピリジル基、ピリダジニル基、ピリミジニル基、ピラジニル基、ピラニル基、インドリル基、イソインドリル基、インダゾリル基、プリニル基、インドリジニル基、キノリニル基、イソキノリニル基、キナゾリニル基、プテリジニル基、キノリジニル基、ベンズオキサジニル基、カルバゾリル基、フェナジニル基、フェノチアジニル基およびフェナントリジニル基からなる群より選択される、
請求項７に記載のデバイス。
【請求項１２】
少なくともひとつのピロール環の２つの隣接するＲ基が、少なくともひとつのピロール環のふたつのβ位の炭素原子といっしょに、炭素環基、置換された炭素環基、ヘテロ環基または置換されたヘテロ環基を形成する、請求項１に記載のデバイス。
【請求項１３】
少なくともひとつのピロール環の２つの隣接するＲ基が、少なくともひとつのピロール環のふたつのβ位の炭素原子といっしょに、炭素環基または置換された炭素環基を形成する、請求項１２に記載のデバイス。
【請求項１４】
炭素環基または置換された炭素環基が、単環である、請求項１３に記載のデバイス。
【請求項１５】
炭素環基または置換された炭素環基が、多環である、請求項１３に記載のデバイス。
【請求項１６】
炭素環または置換された炭素環基が、大員環または芳香族π系である、請求項１３に記載のデバイス。
【請求項１７】
炭素環または置換された炭素環基が、芳香族系である、請求項１３に記載のデバイス。
【請求項１８】
少なくともひとつのピロール環の２つの隣接するＲ基が、少なくともひとつのピロール環のふたつのβ位の炭素原子といっしょに、ヘテロ環基または置換されたヘテロ環基を形成する、請求項１２に記載のデバイス。
【請求項１９】
ヘテロ環基または置換されたヘテロ環基が、単環である、請求項１８に記載のデバイス。
【請求項２０】
ヘテロ環基または置換されたヘテロ環基が、多環である、請求項１８に記載のデバイス。
【請求項２１】
ヘテロ環基または置換されたヘテロ環基が、芳香族系である、請求項１８に記載のデバイス。
【請求項２２】
少なくともひとつのＲまたはＲ’基は、アルキル、置換されたアルキル、アリールまたは置換されたアリールである、請求項２に記載のデバイス。
【請求項２３】
少なくともひとつのＲまたはＲ’基が、フェニル基、トリル基、キシレニル基、メシチル基、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基またはイソプロピル基である、請求項２２に記載のデバイス。
【請求項２４】
式（Ｉ）で表される少なくともひとつの非平面状ポルフィリンが、下記式：
【化２】
2010529695.tif 000013
で表される化合物からなる群より選択される、請求項１に記載のデバイス。
【請求項２５】
少なくともひとつのＲまたはＲ’基における結合価原子がＯである、請求項１に記載のデバイス。
【請求項２６】
結合価原子としてＯを有する少なくともひとつのＲまたはＲ’基が、ヒドロキシ、アルコキシ、アルケニルオキシ、アルキニルオキシ、シクロアルコキシ、シクロアルケニルオキシ、シクロアルキニルオキシ、アラルキルオキシ、アラルケニルオキシ、アラルキニルオキシ、アリールオキシ、アルキルカルボニルオキシ、アルケニルカルボニルオキシ、アルキニルカルボニルオキシ、ヒロドキシカルボニルオキシまたはアルコキシカルボニルオキシである、請求項２５に記載のデバイス。
【請求項２７】
結合価原子としてＯを有する少なくともひとつのＲまたはＲ’基が、ヒドロキシまたはアルコキシである、請求項２６に記載のデバイス。
【請求項２８】
結合価原子としてＯを有する少なくともひとつのＲまたはＲ’基が、ヒドロキシ、メトキシ、エトキシ、ｎ−プロポキシまたはイソプロポキシである、請求項２７に記載のデバイス。
【請求項２９】
少なくともひとつのＲまたはＲ’基が、独立して、Ｃｌ原子、Ｂｒ原子、Ｉ原子およびＡｔ原子からなる群より選択される、請求項１に記載のデバイス。
【請求項３０】
少なくともひとつのＲまたはＲ’基が、結合価原子としてＮを有する、請求項１に記載のデバイス。
【請求項３１】
結合価原子としてＮを有する少なくともひとつのＲまたはＲ’基が、アミノ基、アルキルアミノ基、ジアルキルアミノ基、アルケニルアミノ基、ジアルケニルアミノ基、アルキニルアミノ基、ジアルキニルアミノ基、Ｎ−アルキル−Ｎ−アルケニルアミノ基、Ｎ−アルキル−Ｎ−アルキニルアミノ基、Ｎ−アルケニル−Ｎ−アルキニルアミノ基、アシルアミノ基、Ｎ−アシル−Ｎ−アルキルアミノ基、Ｎ−アシル−Ｎ−アルケニルアミノ基、Ｎ−アシル−Ｎ−アルキニルアミノ基、Ｎ−アシル−Ｎ−シクロアルキルアミノ基、Ｎ−アシル−Ｎ−シクロアルケニルアミノ基、Ｎ−アシル−Ｎ−アリールアミノ基、ニトロ基、窒素結合価原子を含むヘテロ環基および窒素結合価原子を含む置換されたヘテロ環基からなる群より選択される、請求項３０に記載のデバイス。
【請求項３２】
少なくともひとつのＲまたはＲ’基が、結合価原子としてＳを有する、請求項１に記載のデバイス。
【請求項３３】
結合価原子としてＳを有する少なくともひとつのＲまたはＲ’基が、チオール基、アルキルチオ基、アルケニルチオ基、アルキニルチオ基、アラルキルチオ基、アラルケニルチオ基、アラルキニルチオ基、シクロアルキルアルキルチオ基、シクロアルケニルアルキルチオ基、シクロアルキニルアルキルチオ基、シクロアルキルチオ基、シクロアルケニルチオ基、シクロアルキニルチオ基、およびアリールチオ基からなる群より選択される、請求項３２に記載のデバイス。
【請求項３４】
Ｍが、Ｐｔ、ＰｄまたはＩｒである、請求項１に記載のデバイス。
【請求項３５】
Ｍが、Ｐｔである、請求項３４に記載のデバイス。
【請求項３６】
Ｍが、Ｐｄである、請求項３４に記載のデバイス。
【請求項３７】
少なくともひとつの非平面状ポルフィリンが、Ｐｔ（テトラフェニルベンゾ−ポルフィリン）である、請求項３５に記載のデバイス。
【請求項３８】
少なくともひとつの非平面状ポルフィリンが、Ｐｄ（テトラフェニルベンゾ−ポルフィリン）である、請求項３６に記載のデバイス。
【請求項３９】
有機太陽電池である、請求項１に記載のデバイス。
【請求項４０】
光導電セルである、請求項１に記載のデバイス。
【請求項４１】
光検出器である、請求項１に記載のデバイス。
【請求項４２】
ドナー物質およびアクセプター物質を含み、この際、ドナー物質が、少なくともひとつの非平面状ポルフィリンを含む、請求項１に記載のデバイス
【請求項４３】
ドナー物質およびアクセプター物質を含み、この際、アクセプター物質が、少なくともひとつの非平面状ポルフィリンを含む、請求項１に記載のデバイス
【請求項４４】
ドナー物質およびアクセプター物質を含み、この際、ドナー物質は、式（Ｉ）で表される少なくともひとつの非平面状ポルフィリンを含み、並びにアクセプター物質は、式（Ｉ）で表される少なくともひとつの異なる非平面状ポルフィリンを含む、請求項１に記載のデバイス。
【請求項４５】
アクセプター物質が、Ｃ６０を含む、請求項４２に記載のデバイス。
【請求項４６】
ドナー物質およびアクセプター物質を準備し、この際、ドナー物質および／またはアクセプター物質は、式（Ｉ）：
【化３】
2010529695.tif 000014
式中、Ｍは、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｍｎ、Ｔｃ、Ｒｅ、Ｆｅ、Ｒｕ、Ｏｓ、Ｃｏ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｈｇ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｔｌ、ＳＩ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｐ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｓ、Ｓｅ、Ｔｅ、Ｐｏ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ、Ａｔ、ランタニド、アクチニドおよび２Ｈからなる群より選択され；
Ｒ’は、独立して、Ｃｌ原子、Ｂｒ原子、Ｉ原子、Ａｔ原子、およびポルフィリンのメソ位の炭素原子に結合しうる結合価原子を含む化学基からなる群より選択され、この際、結合価原子は、Ｂ、Ｃ、Ｎ、Ｏ、Ｓｉ、Ｐ、Ｓ、Ｇｅ、Ａｓ、Ｓｅ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｔｅ、Ｔｌ、Ｐｂ、ＢｉおよびＰｏからなる群より選択され；並びに
Ｒは、独立して、Ｃｌ原子、Ｂｒ原子、Ｉ原子、Ａｔ原子、およびピロール環のβ位の炭素原子に結合しうる結合価原子を含む化学基からなる群より選択され、この際、結合価原子は、Ｂ、Ｃ、Ｎ、Ｏ、Ｓｉ、Ｐ、Ｓ、Ｇｅ、Ａｓ、Ｓｅ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｔｅ、Ｔｌ、Ｐｂ、ＢｉおよびＰｏからなる群より選択され、または同じピロール環に結合する２つの隣接するＲ基が、ピロール環のふたつのβ位の炭素原子といっしょに、炭素環基またはヘテロ環を形成する；
で表される少なくともひとつの非平面状ポルフィリンを含み、並びに
ドナー物質をアクセプター物質と接触させて感光性光電子デバイスを製造し、
この際、ドナー物質およびアクセプター物質の両方が、式（Ｉ）で表される少なくともひとつの非平面状ポルフィリンを含む場合、ドナー物質における少なくともひとつの非平面状ポルフィリンは、アクセプター物質における少なくともひとつの非平面状ポルフィリンとは相違する、
ことを含む有機感光性デバイスを製造する方法。
【請求項４７】
有機太陽電池、有機光検出器、有機感光剤、有機光導電セル、化学センサーおよび生物学的センサーからなる群より選択される、請求項１に記載のデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（共同研究合意）
クレームした発明の一部は、以下の一以上の団体に代わっておよび／または連携して、南カリフォルニア大学およびグローバルフォトニックエネルギーコーポレーションの大学−企業間協力研究の合意によってなされた。この合意はクレームした発明の各部分のなされる前およびなされた日に有効であり、クレームした発明はこの合意の範囲の活動の結果なされたものである。
【０００２】
（発明の技術分野）
本発明は全般に有機感光性光電子デバイスに関する。より詳細には、本発明は、少なくともひとつの非平面状ポルフィリンを含む有機感光性光電子デバイスに関する。
【背景技術】
【０００３】
（背景技術）
光電子デバイスは、物質の光学的および電子的性質によっており、電子的に電磁波放射を発生するか検出する、または、周囲の電磁波放射から電力を発生させるものである。
【０００４】
感光性光電子デバイスは電磁波放射を電気信号または電力に変換する。太陽電池は、光電（Ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ「ＰＶ」）デバイスとも称され、電力を発生させるために特に使用される感光性光電子デバイスの一種である。光電導セルは、光吸収による変化を検出するために素子の抵抗をモニターする信号検出回路と連結して使用される感光性光電子デバイスの一種である。光検出器は、印加されたバイアス電圧を受け、電磁波放射が照射したときに発生する電流を測定する電流検出回路と連結して使用される感光性光電子デバイスの一種である。
【０００５】
これら三種類の感光性光電子デバイスは、整流接合が存在するかどうかによって、また、デバイスがバイアスまたはバイアス電圧として知られる外部からの印加電圧で動作するかによっても区別することができる。光電導セルは整流接合を有しておらず、通常はバイアスによって動作する。ＰＶデバイスは、少なくとも１の整流接合を有し、バイアスでは動作しない。光検出器は、少なくとも１の整流接合を有し、必ずしもそうではないが通常はバイアスによって動作する。
【０００６】
本明細書において、「整流」の語は、とりわけ接合部分が非対称な導電特性を有する、すなわち接合部分は一方向の電荷輸送を優先して支持することを意味する。「半導体」の語は、電荷キャリアが熱的または電磁的励起によって誘起されたときに電流が流れる物質を意味する。「光導電性」の語は、キャリアが物質中の電荷を通す（すなわち輸送する）ために、電磁放射エネルギーが吸収され、それが電荷キャリアの励起エネルギーに転換されるプロセスに一般的に関連する。「光導電性物質」の語は、電磁波放射を吸収し電荷キャリアを生じるその性質のために使用される半導体材料を参照する。
【０００７】
適当なエネルギーの電磁波放射が有機半導体材料に入射すると、光子が分子の励起状態を生成するために吸収され得る。有機光導電性物質では、生成した分子状態は一般的に「励起子」すなわち、準粒子として輸送される束縛状態の電子−正孔対となると信じられている。励起子は、（電子または正孔が異なる対として再結合することとは対照的に）元の電子と正孔とが互いに再結合する双性再結合（ｇｅｍｉｎａｔｅ  ｒｅｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ）（「クエンチング」）の前に、かなりの寿命を有し得る。光電流を発生するために、励起子を生成する電子−正孔は、典型的には整流接合で分離される。
【０００８】
感光性デバイスの場合は、整流接合は光電ヘテロ接合として参照される。有機光電ヘテロ接合の種類としては、ドナー物質とアクセプター物質との界面で生成されるドナー−アクセプターヘテロ接合および光導電性物質と金属との界面で生成されるショットキー障壁ヘテロ接合が含まれる。
【０００９】
図１は、ドナー−アクセプターヘテロ接合の例を示すエネルギー準位図である。有機物という観点からは、「ドナー」および「アクセプター」の語は、接触している異なる二つの有機物の最高被占分子軌道（Ｈiｇｈｅｓｔ  Ｏｃｃｕｐｉｅｄ  Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｏｒｂｉｔａｌ「ＨＯＭＯ」）および最低空分子軌道（Ｌｏｗｅｓｔ  Ｕｎｏｃｃｕｐｉｅｄ  Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｏｒｂｉｔａｌ  「ＬＵＭＯ」）のエネルギー準位の相対的な位置を指す。仮に別の物質に接触しているある物質のＬＵＭＯエネルギー準位がより低ければ、その物質はアクセプターとなる。そうでなければ、ドナーとなる。アクセプター物質中に移動するドナー−アクセプター接合における電子には、「外部の」バイアスはない方がエネルギー的に望ましい。
【００１０】
本明細書においては、もし第１エネルギー準位が真空エネルギー準位１０に近ければ、第１ＨＯＭＯまたはＬＵＭＯエネルギー準位は第２ＨＯＭＯまたはＬＵＭＯエネルギー準位よりも「大きい」か「高い」。高い方のＨＯＭＯエネルギー準位は、真空準位に対してより小さい絶対エネルギーを有するイオン化ポテンシャル（「ＩＰ」）に対応する。同様に、高い方のＬＵＭＯエネルギー準位は、真空準位に対してより小さい絶対エネルギーを有する電子親和力（「ＥＡ」）に対応する。通常のエネルギー準位図では、真空準位を最上部に置き、物質のＬＵＭＯエネルギー準位は、同じ物質のＨＯＭＯエネルギー準位よりも高くなっている。
【００１１】
ドナー１５２またはアクセプター１５４における光子６の吸収が励起子８を生じた後、励起子８は整流界面で分離する。ドナー１５２は正孔（白丸）を輸送しアクセプター１５４は電子（黒丸）を輸送する。
【００１２】
有機半導体の重要な性質はキャリア移動度である。移動度は電荷キャリアが電場に応答して導電性物質中を動くときの動きやすさを示す。有機感光性デバイスとしての観点からは、高い電子移動度により優先的に電子によって導電性を示す物質は、電子輸送物質と称される。高い正孔移動度により優先的に正孔によって導電性を示す物質は、正孔輸送物質と称される。デバイス中の移動度および／または位置により、優先的に電子によって導電性を示す層は、電子輸送層（「ＥＴＬ」）と称される。デバイス中の移動度および／または位置により、優先的に正孔によって導電性を示す層は、正孔輸送層（「ＨＴＬ」）と称される。好ましくは、しかし必ずしもそうでなくてもよいが、アクセプター物質は電子輸送物質であり、ドナー物質は正孔輸送質であることがよい。
【００１３】
キャリア移動度および相対的なＨＯＭＯおよびＬＵＭＯ準位に基づき、光電ヘテロ接合でドナーおよびアクセプターとして機能する二つの有機光導電性物質を対にする方法は、従来よく知られており、ここでは説明しない。
【００１４】
バルク半導体（ｂｕｌｋ  ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）および絶縁体に共通する一つの特徴は「バンドギャップ」である。バンドギャップは、電子で埋まっている最高エネルギー準位と空の最低エネルギー準位とのエネルギー差である。無機半導体または無機絶縁体の場合は、このエネルギーの差は、価電子バンド端（価電子バンドの最上部）と伝導バンド端（伝導バンドの最下部）との差である。有機半導体または有機絶縁体の場合は、このエネルギーの差は、ＨＯＭＯとＬＵＭＯとの差である。純物質のバンドギャップは、電子および正孔が存在し得るエネルギー状態が欠けている。導電性のために利用可能なキャリアは、バンドギャップを超えて励起され得るに十分なエネルギーを有する電子および正孔だけである。一般的には、半導体は絶縁体に比較して相対的に小さいバンドギャップを有している。
【００１５】
有機半導体のエネルギーバンドモデルの観点から、バンドギャップのＬＵＭＯ側においては電子が電荷キャリアとなり、バンドギャップのＨＯＭＯ側においては正孔が電荷キャリアとなる。
【００１６】
有機感光性デバイスの技術水準のさらなる背景説明および記述のために、それらの一般的な構造、性質、材料および特徴を含む、Ｆｏｒｒｅｓｔらの米国特許第６，６５７，３７８号明細書、Ｆｏｒｒｅｓｔらの米国特許第６，５８０，０２７号明細書およびＢｕｌｏｖｉｃらの米国特許第６，３５２，７７７号明細書を参照によりここに組み入れる。
【００１７】
低分子太陽電池の性能は、明暗条件下におけるＩＶ応答特性を検討することにより決定した。電力変換効率（ηｐ）は、式（１）：
【００１８】
【数１】
2010529695.tif 000003
【００１９】
（この際、Ｐ０は入射光量（ｉｎｃｉｄｅｎｔ  ｏｐｔｉｃａｌ  ｐｏｗｅｒ）である）を用いて、開放端電圧（ｏｐｅｎ  ｃｉｒｃｕｉｔ  ｖｏｌｔａｇｅ、「Ｖｏｃ」）、短絡回路電流密度（ｓｈｏｒｔ−ｃｉｒｃｕｉｔ  ｃｕｒｒｅｎｔ  ｄｅｎｓｉｔｙ、「Ｊｓｃ」）、および曲線因子（ｆｉｌｌ  ｆａｃｔｏｒ、「ＦＦ」）に依存する。ここで、ＦＦは直列抵抗に依存し、一般的には、高性能の低分子有機太陽光発電では０．５から０．６５の間である。最大Ｊｓｃは、有機物の吸収と太陽スペクトルの間の重なりおよび減衰係数と吸収する層の厚みと他の因子などによって決定される。しかしながら、電荷流量の抵抗性が電池性能の重要な課題を示すため、光電流は物質の電荷輸送特性に高く依存している。電池性能を参照した場合、他の重要なパラメーターは、励起子拡散長さだと考えられる。物質の励起子拡散長さは、励起子が再結合の前に動くことができる距離を表す。したがって、吸収した光子によって作られる励起子の数に比較して、電荷キャリアのパーセントを高めるためには、励起子をヘテロ接合のＬＤ内で、形成することが好ましい。励起子拡散長さ（ＬＤ）は、励起子拡散係数（Ｄ）および励起子寿命（τ）に関係し、ＬＤ＝√Ｄτで表される。有機半導体の励起子拡散長さは、一般的に、光吸収長さＬＡと比較して短い。したがって、励起子は、電荷分離のためにドナー−アクセプター界面に達する能力が相対的に低いため、用いられる有機層の厚みを制限する。この効果は、吸収する物質の量を制限するだけでなく、効率的な光変換のためには望ましくない分離した電荷の抵抗経路を作る。
【００２０】
有機太陽電池におけるＶｏｃの発生は、まだよく知られていない。二層電池（ｂｉｌａｙｅｒ  ｃｅｌｌ）（界面ギャップＩｇを参照）のヘテロ界面におけるアクセプター様物質の最低空分子軌道（ＬＵＭＯ）とドナー様物質の最高被占分子軌道（ＨＯＭＯ）間のエネルギーの違いに主に依存すると提案している人もいる。しかしながら、このＩｇと観測されたＶｏｃ間の関係の証拠がないことを述べ、この電圧は、電荷移動度に依存する化学ポテンシャル勾配によって制御されていると提案する人もいる。それにもかかわらず、Ｖｏｃが吸収した光子のトータルエネルギーを反映しておらず、エネルギーが電力変換工程間で損失されることは明らかである。これらの損失は、これまで説明されておらず、開放端電圧の基盤を評価するときは十分注意を払われるべきである。
【発明の概要】
【００２１】
（発明の概要）
本発明は、下記式（Ｉ）で表される少なくともひとつの非平面状ポルフィリンを含む、感光性光電子デバイスを提供する。
【００２２】
【化１】
2010529695.tif 000004
【００２３】
式中、Ｍは、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｍｎ、Ｔｃ、Ｒｅ、Ｆｅ、Ｒｕ、Ｏｓ、Ｃｏ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｈｇ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｔｌ、ＳＩ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｐ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｓ、Ｓｅ、Ｔｅ、Ｐｏ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ、Ａｔ、ランタニド、アクチニドおよび２Ｈからなる群より選択され；
Ｒ’は、独立して、Ｃｌ原子、Ｂｒ原子、Ｉ原子、Ａｔ原子、およびポルフィリンのメソ位の炭素原子に結合しうる結合価原子（ｖａｌｅｎｃｅ  ａｔｏｍ）を含む化学基からなる群より選択され、この際、結合価原子は、Ｂ、Ｃ、Ｎ、Ｏ、Ｓｉ、Ｐ、Ｓ、Ｇｅ、Ａｓ、Ｓｅ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｔｅ、Ｔｌ、Ｐｂ、ＢｉおよびＰｏからなる群より選択され；並びに
Ｒは、独立して、Ｃｌ原子、Ｂｒ原子、Ｉ原子、Ａｔ原子、およびピロール環のβ位の炭素原子に結合しうる結合価原子を含む化学基からなる群より選択され、この際、結合価原子は、Ｂ、Ｃ、Ｎ、Ｏ、Ｓｉ、Ｐ、Ｓ、Ｇｅ、Ａｓ、Ｓｅ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｔｅ、Ｔｌ、Ｐｂ、ＢｉおよびＰｏからなる群より選択され、または同じピロール環に結合する２つの隣接するＲ基が、ピロール環のふたつのβ位の炭素原子といっしょに、炭素環基またはヘテロ環基を形成し、この際、炭素環基は単環または多環、およびヘテロ環基は単環または多環である。
【００２４】
本発明は、また、本発明の感光性光電子デバイスを製造する方法を提供し、その方法としては：
ドナー物質およびアクセプター物質を準備し、この際、ドナー物質および／またはアクセプター物質は、本発明の式（Ｉ）で表される少なくともひとつの非平面状ポルフィリンを含み；および
ドナー物質をアクセプター物質と接触させて感光性光電子デバイスを製造し；
この際、ドナー物質およびアクセプター物質の両方が、式（Ｉ）で表される少なくともひとつの非平面状ポルフィリンを含む場合、ドナー物質における少なくともひとつの非平面状ポルフィリンは、アクセプター物質における少なくともひとつの非平面状ポルフィリンとは相違する、
ことを含む。
【００２５】
さらに、本発明は、式（Ｉ）で表される少なくともひとつの非平面状ポルフィリンを提供し、この際、Ｍ、Ｒ’およびＲが、本明細書中に記載されているように、本発明の感光性光電子デバイスの実施形態のいくつかまたは全てにおいて有用である。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】図１はドナー−アクセプターヘテロ接合を示すエネルギー準位図である。
【図２】図２は、ジクロロメタン（「ＤＣＭ」）中に溶解したＰｔ（ＴＰＢＰ）とＰｔ（ＴＰＢＰ）蒸着膜の吸収スペクトル（明確性のため一般化された吸収率である）の対比を示す。
【図３】図３は、擬似太陽光ＡＭ１．５Ｇ照射（実線）と暗条件下（破線）におけるＩＴＯ／Ｐｔ（ＴＰＢＰ）（１５０Ａ）／Ｃ６０（４００Ａ）／ＢＣＰ（１００Ａ）／Ａｌ  （黒丸）、ＩＴＯ／ＣｕＰｃ（２００Ａ）／Ｃ６０（４００Ａ）／ＢＣＰ（１００Ａ）／Ａｌ（白丸）ＪＶ特性を示す。
【図４】図４は、ドナー層として、（ａ）ＣｕＰｃまたは（ｂ）Ｐｔ（ＴＰＢＰ）を用いたデバイスの概略のエネルギー準位図である。ＨＯＭＯエネルギーはＵＰＳから、またＬＵＭＯエネルギーはＩＰＥＳ測定から求めた。なお、電気化学から決定されるＬＵＭＯおよびＨＯＭＯエネルギーのＰｔ（ＴＰＢＰ）を除いた。
【図５】図５は、ＣｕＰｃ膜（丸）およびＰｔ（ＴＰＢＰ）膜（四角）の重ねたスペクトルを示す。ＮＲＥＬによる擬似ＡＭ１．５Ｇスペクトル照射（実線）も示す。
【図６】図６は、Ｃ６０およびＭ（ＴＰＢＰ）の曲率のモデル化半径を示す。
【図７】図７は、ＩＴＯ／Ｐｔ（ＴＰＢＰ）（１５０Å）／Ｃ６０（４００Å）／ＢＣＰ（１００Å）／ＡｌデバイスのＪＶ特性を示す。Ｐｔ（ＴＰＢＰ）の１５０Åについては、完全蒸着（四角）、スピンコーティング（丸）、および表面の１００Åスピンコーティングと５０Å蒸着の組合せ（三角）を示す。
【図８】図８は、ＩＴＯ／Ｐｔ（ＴＰＢＰ）（ｘÅ）／Ｃ６０（４００Å）／ＢＣＰ（１００Å）／ＡｌデバイスのＪＶ特性を示す。
【図９】図９は、ＩＴＯ／Ｐｔ（ＴＰＢＰ）（１５０Ａ）／Ｃ６０（４００Ａ）／ＢＣＰ（１００Ａ）／Ａｌ（白丸）およびＩＴＯ／Ｐｄ（ＴＰＢＰ）（１５０Ａ）／Ｃ６０（４００Ａ）／ＢＣＰ（１００Ａ）／Ａｌ（四角）のＪＶ応答に関するＰｔ（ＴＰＢＰ）およびＰｄ（ＴＰＢＰ）デバイスの比較を示す。
【図１０】図１０は、ピロール単位の修飾されたπ系サイズを有するテトラフェニルポルフィリンの例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
（詳細な説明）
本明細書中で述べられた非平面状ポルフィリンは、有機太陽電池のほかに光電子デバイスにおいても適用できる。たとえば、有機光検出器、有機光センサー、有機光導電セル、化学センサーおよび生物学的センサーのような他の光電子デバイスにも、非平面状ポルフィリンを適用しうる。
【００２８】
本明細書中において用いられる場合、感光性光電子デバイスは、太陽電池にしうる。
【００２９】
本明細書中において用いられる場合、感光性光電子デバイスは、光検出器にしうる。
【００３０】
本明細書中において用いられる場合、感光性光電子デバイスは、光センサーにしうる。
【００３１】
本明細書中において用いられる場合、感光性光電子デバイスは、光導電セルにしうる。
【００３２】
本明細書中において用いられる場合、感光性光電子デバイスは、化学センサーにしうる。
【００３３】
本明細書中において用いられる場合、感光性光電子デバイスは、生物学的センサーにしうる。
【００３４】
本明細書においては、「有機」の語は、有機光電子デバイスの製造に用いられる低分子有機物と同様にポリマー材料をも含む。「低分子」はポリマーではないあらゆる有機物を意味し、「低分子」は実際にはかなり大きい分子でもあり得る。低分子は、場合によっては、繰り返し単位も含み得る。例えば、長鎖のアルキル基を置換基として使用しても、分子は「低分子」の分類から除かれない。低分子はポリマーに組み込まれていてもよく、例えばポリマー骨格にペンダント基としてまたは骨格の一部分としてである。低分子は、コア部分の上に構築された一連の化学的シェル構造からなるデンドリマーのコア部分として存在していてもよい。デンドリマーのコア部分は、蛍光または燐光の低分子発光体であり得る。デンドリマーは「低分子」でもあり得る。一般的に、低分子は分子に共通の分子量と共に定義された化学式を有し、一方ポリマーは分子によって変わり得る分子量と共に定義された化学式を有する。本明細書においては、「有機」は、ヒドロカルビルおよびヘテロ原子で置換されたヒドロカルビルリガンドの金属錯体を含む。
【００３５】
本明細書においては、「炭素環基」（ｃａｂｏｃｙｃｌｉｃ  ｇｒｏｕｐ）とは、環のすべての原子が炭素である環状の化学基を意味する。「炭素環基」は単環でも多環であってもよい。「炭素環基」は、シクロアルキル基、環状アルケニル基、環状アルキニル基およびアリール基も含みうる。
【００３６】
本明細書においては、「ヘテロ環基」とは、少なくともひとつのＮ、ＯまたはＳの環原子と、残りの環原子としてＣ原子を有する化学基を意味する。「ヘテロ環基」は単環でも多環であってもよい。「ヘテロ環基」が芳香族と称される場合、「ヘテロアリール基」と称する。ヘテロ環基は、４−、５−、６−、７−または８−員環を含む環状基、この際、Ｎ、ＯおよびＳからなる群より選択される少なくともひとつの環原子と残りの環原子としてＣ原子とを含む。ヘテロ環基の例としては、ピロリジニル基、ピペリジニル基、ピペラジニル基、モルフォリノ基、チオモルフォリノ基、ホモピペリジニル基、クロマニル基、イソクロマニル基、クロメニル基、ピロリル基、フラニル基、チエニル基、ピラゾリル基、イミダゾリル基、フラザニル基、オキサゾリル基、イソオキサゾリル基、チアゾリル基、イソチアゾリル基、ピリジル基、ピリダジニル基、ピリミジニル基、ピラジニル基、ピラニル基、インドリル基、イソインドリル基、インダゾリル基、プリニル基、インドリジニル基、キノリニル基、イソキノリニル基、キナゾリニル基、プテリジニル基、キノリジニル基、ベンズオキサジニル基、カルバゾリル基、フェナジニル基、フェノチアジニル基およびフェナントリジニル基などが挙げられる。
【００３７】
本明細書においては、「単環」の語が、「炭素環基」または「ヘテロ環基」を修飾して用いられたとき、炭素環基またはヘテロ環基が、ひとつの環のみを含む。
【００３８】
本明細書においては、「多環」の語が、「炭素環基」または「ヘテロ環基」を修飾して用いられたとき、炭素環基またはヘテロ環基が、少なくとも２つの環を含む。「多環」の例としては、２環、３環および４環が挙げられる。「多環」基のいくつかまたは全ての環は、ペリ縮合、オルト縮合および／または架橋しうる。「多環」基は、スピロ基であってもよい。
【００３９】
本明細書中においては、化学基の結合価原子は、他の化学基または原子に結合する化学基の原子を意味する。
【００４０】
本明細書中においては、「ヒドロカルビル基」の語は、炭素および水素原子を有する化学基を意味する。
【００４１】
本明細書中においては、「アルキル基」の語は、直鎖または分岐の飽和ヒドロカルビル基を意味する。好ましくは、「アルキル基」はＣ１〜Ｃ６である。アルキル基の例としては、メチル、エチル、ｎ−プロピル、イソプロピル、ｎ−ブチル、ｓｅｃ−ブチル、イソブチル、ｔｅｒｔ−ブチル、ｎ−ペンチル、ｎ−ヘキシルが挙げられる。
【００４２】
本明細書中においては、「アルケニル基」の語は、少なくともひとつのＣ＝Ｃ二重結合を含むヒドロカルビル基を意味する。好ましくは、「アルケニル基」はＣ２〜Ｃ６である。アルケニル基の例としては、ビニル基が挙げられる。
【００４３】
本明細書中においては、「アルキニル基」の語は、少なくともひとつの炭素−炭素の三重結合を含むヒドロカルビル基を意味する。「アルキニル基」は、少なくともひとつの炭素−炭素の三重結合と少なくともひとつのＣ＝Ｃ二重結合を有する化学基を含む。好ましくは、「アルキニル基」はＣ２〜Ｃ６でありうる。
【００４４】
本明細書中においては、「シクロアルキル基」の語は、飽和環状ヒドロカルビル基を意味する。「シクロアルキル基」は単環または多環である。「シクロアルキル基」はＣ３〜Ｃ８でありうる。「シクロアルキル基」の例としては、シクロブチル、シクロヘキシル、シクロヘプチル、シクロオクチルおよびシクロノニルが挙げられる。
【００４５】
本明細書中においては、「シクロアルケニル基」の語は、少なくともひとつのＣ＝Ｃ二重結合を有する不飽和環状ヒドロカルビル基を意味する。「シクロアルケニル基」は単環または多環である。「シクロアルケニル基」はＣ３〜Ｃ８でありうる。
【００４６】
本明細書中においては、「シクロアルキニル基」の語は、不飽和環状ヒドロカルビル基を意味する。「シクロアルキニル基」は単環または多環である。「シクロアルキニル基」はＣ３〜Ｃ８でありうる。
【００４７】
本明細書中においては、「アリール基」の語は、芳香族ヒドロカルビル基を意味する。「アリール基」は単環または多環である。「アリール基」はＣ６〜Ｃ１０でありうる。「アリール基」の例としては、フェニル基およびナフチル基が挙げられる。
【００４８】
本明細書中においては、「アラルキル基」の語は、少なくともひとつのアリール基が置換したアルキル基を参照する。「アラルキル基」のアリール部分はＣ６〜Ｃ１０でありうる。「アラルキル基」のアルキル部分はＣ１〜Ｃ６でありうる。「アラルキル基」の例としては、フェニルメチル基や２−フェニルエチル基などのベンジル基が挙げられる。
【００４９】
本明細書中においては、化学基は「置換された」と修飾されている場合、化学基は、少なくともひとつの置換基によって置き換わられた水素原子を有することを意味する。置換基としては、たとえば、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、シクロアルキル基、シクロアルケニル基、シクロアルキニル基、アリール基、ヘテロ環基、ヒドロキシ基、アルコキシ基、アルケニルオキシ基、アルキニルオキシ基、シクロアルコキシ基、シクロアルケニルオキシ基、シクロアルキニルオキシ基、アリールオキシ基、アルキルカルボニルオキシ基、シクロアルキルカルボニルオキシ基、シクロアルケニルカルボニルオキシ基、シクロアルキニルカルボニルオキシ基、アリールカルボニルオキシ基、チオール基、アルキルチオ基、シクロアルキルチオ基、シクロアルケニルチオ基、シクロアルキニルチオ基、アリールチオ基、ホルミル基、アシル基、カルバモイル基、アミノ基、少なくともひとつのアルキル基、アルケニル基またはアルキニル基に置換されたアミノ基、アシルアミノ基、Ｎ−アシル−Ｎ−アルキルアミノ基、Ｎ−アシル−Ｎ−アルケニルアミノ基、Ｎ−アシル−Ｎ−アルキニルアミノ基、Ｎ−アシル−Ｎ−シクロアルキルアミノ基、Ｎ−アシル−Ｎ−シクロアルケニルアミノ基、Ｎ−アシル−Ｎ−アリールアミノ基、ニトロ基、ヘテロ環基およびハロゲン原子からなる群より選択されるラジカルを含む。
【００５０】
置換されたアルキル基の例としては、アラルキル基、シクロアルキルに置換されたアルキル基、シクロアルケニルに置換されたアルキル基、ヒドロキシに置換されたアルキル基、アルコキシに置換されたアルキル基、シクロアルコキシに置換されたアルキル基、アリールオキシに置換されたアルキル基、アルキルカルボニルオキシに置換されたアルキル基、シクロアルキルカルボニルオキシに置換されたアルキル基、シクロアルケニルカルボニルオキシに置換されたアルキル基、シクロアルキニルカルボニルオキシに置換されたアルキル基、アリールカルボニルオキシに置換されたアルキル基、チオールに置換されたアルキル基、アルキルチオに置換されたアルキル基、シクロアルキルチオに置換されたアルキル基、ホルミルに置換されたアルキル基、アシル化アルキル基、カルバモイルに置換されたアルキル基、アミノに置換されたアルキル基、アシルアミノに置換されたアルキル基、ニトロに置換されたアルキル基、ハロゲンに置換されたアルキル基およびヘテロ環に置換されたアルキル基が挙げられる。
【００５１】
置換されたアルケニル基の例としては、アラルケニル基、シクロアルケニルに置換されたアルケニル基、シクロアルケニルに置換されたアルケニル基、ヒドロキシに置換されたアルケニル基、アルコキシに置換されたアルケニル基、シクロアルコキシに置換されたアルケニル基、アリールオキシに置換されたアルケニル基、アルキルカルボニルオキシに置換されたアルケニル基、シクロアルキルカルボニルオキシに置換されたアルケニル基、シクロアルケニルカルボニルオキシに置換されたアルケニル基、シクロアルキニルカルボニルオキシに置換されたアルケニル基、アリールカルボニルオキシに置換されたアルケニル基、チオールに置換されたアルケニル基、アルキルチオに置換されたアルケニル基、シクロアルキルチオに置換されたアルケニル基、ホルミルに置換されたアルケニル基、アシル化アルケニル基、カルバモイルに置換されたアルケニル基、アミノに置換されたアルケニル基、アシルアミノに置換されたアルケニル基、ニトロに置換されたアルケニル基、ハロゲンに置換されたアルケニル基およびヘテロ環に置換されたアルケニル基が挙げられる。
【００５２】
置換されたアルキニル基の例としては、アラルキニル基、シクロアルキルに置換されたアルキニル基、シクロアルケニルに置換されたアルキニル基、ヒドロキシに置換されたアルキニル基、アルコキシに置換されたアルキニル基、シクロアルコキシに置換されたアルキニル基、アリールオキシに置換されたアルキニル基、アルキルカルボニルオキシに置換されたアルキニル基、シクロアルキルカルボニルオキシに置換されたアルキニル基、シクロアルケニルカルボニルオキシに置換されたアルキニル基、シクロアルキニルカルボニルオキシに置換されたアルキニル基、アリールカルボニルオキシに置換されたアルキニル基、チオールに置換されたアルキニル基、アルキルチオに置換されたアルキニル基、シクロアルキルチオに置換されたアルキニル基、ホルミルに置換されたアルキニル基、アシル化アルキニル基、カルバモイルに置換されたアルキニル基、アミノに置換されたアルキニル基、アシルアミノに置換されたアルキニル基、ニトロに置換されたアルキニル基、ハロゲンに置換されたアルキニル基およびヘテロ環に置換されたアルキニル基が挙げられる。
【００５３】
置換されたシクロアルキル基の例としては、アルキルに置換されたシクロアルキル基、アリールに置換されたシクロアルキル基、シクロアルキルに置換されたシクロアルキル基、シクロアルケニルに置換されたシクロアルキル基、シクロアルキニルに置換されたシクロアルキル基、ヒドロキシに置換されたシクロアルキル基、アルコキシに置換されたシクロアルキル基、シクロアルコキシに置換されたシクロアルキル基、アリールオキシに置換されたシクロアルキル基、アルキルカルボニルオキシに置換されたシクロアルキル基、シクロアルキルカルボニルオキシに置換されたシクロアルキル基、シクロアルケニルカルボニルオキシに置換されたシクロアルキル基、シクロアルキニルカルボニルオキシに置換されたシクロアルキル基、アリールカルボニルオキシに置換されたシクロアルキル基、チオールに置換されたシクロアルキル基、アルキルチオに置換されたシクロアルキル基、シクロアルキルチオに置換されたシクロアルキル基、ホルミルに置換されたシクロアルキル基、アシル化シクロアルキル基、カルバモイルに置換されたシクロアルキル基、アミノに置換されたシクロアルキル基、アシルアミノに置換されたシクロアルキル基、ニトロに置換されたシクロアルキル基、ハロゲンに置換されたシクロアルキル基およびヘテロ環に置換されたシクロアルキル基が挙げられる。
【００５４】
置換されたシクロアルケニル基の例としては、アルキルに置換されたシクロアルケニル基、アリールに置換されたシクロアルケニル基、シクロアルキルに置換されたシクロアルケニル基、シクロアルケニルに置換されたシクロアルケニル基、シクロアルキニルに置換されたシクロアルケニル基、ヒドロキシに置換されたシクロアルケニル基、アルコキシに置換されたシクロアルケニル基、シクロアルコキシに置換されたシクロアルケニル基、アリールオキシに置換されたシクロアルケニル基、アルキルカルボニルオキシに置換されたシクロアルケニル基、シクロアルキルカルボニルオキシに置換されたシクロアルケニル基、シクロアルケニルカルボニルオキシに置換されたシクロアルケニル基、シクロアルキニルカルボニルオキシに置換されたシクロアルケニル基、アリールカルボニルオキシに置換されたシクロアルケニル基、チオールに置換されたシクロアルケニル基、アルキルチオに置換されたシクロアルケニル基、シクロアルキルチオに置換されたシクロアルケニル基、ホルミルに置換されたシクロアルケニル基、アシル化シクロアルケニル基、カルバモイルに置換されたシクロアルケニル基、アミノに置換されたシクロアルケニル基、アシルアミノに置換されたシクロアルケニル基、ニトロに置換されたシクロアルケニル基、ハロゲンに置換されたシクロアルケニル基およびヘテロ環に置換されたシクロアルケニル基が挙げられる。
【００５５】
置換されたシクロアルキニル基の例としては、アルキルに置換されたシクロアルキニル基、アリールに置換されたシクロアルキニル基、シクロアルキルに置換されたシクロアルキニル基、シクロアルケニルに置換されたシクロアルキニル基、シクロアルキニルに置換されたシクロアルキニル基、ヒドロキシに置換されたシクロアルキニル基、アルコキシに置換されたシクロアルキニル基、シクロアルコキシに置換されたシクロアルキニル基、アリールオキシに置換されたシクロアルキニル基、アルキルカルボニルオキシに置換されたシクロアルキニル基、シクロアルキルカルボニルオキシに置換されたシクロアルキニル基、シクロアルケニルカルボニルオキシに置換されたシクロアルキニル基、シクロアルキニルカルボニルオキシに置換されたシクロアルキニル基、アリールカルボニルオキシに置換されたシクロアルキニル基、チオールに置換されたシクロアルキニル基、アルキルチオに置換されたシクロアルキニル基、シクロアルキルチオに置換されたシクロアルキニル基、ホルミルに置換されたシクロアルキニル基、アシル化シクロアルキニル基、カルバモイルに置換されたシクロアルキニル基、アミノに置換されたシクロアルキニル基、アシルアミノに置換されたシクロアルキニル基、ニトロに置換されたシクロアルキニル基、ハロゲンに置換されたシクロアルキニル基およびヘテロ環に置換されたシクロアルキニル基が挙げられる。
【００５６】
置換されたアリール基の例としては、アルキルに置換されたアリール基、アリールに置換されたアリール基、シクロアルキルに置換されたアリール基、シクロアルケニルに置換されたアリール基、シクロアルキニルに置換されたアリール基、ヒドロキシに置換されたアリール基、アルコキシに置換されたアリール基、シクロアルコキシに置換されたアリール基、アリールオキシに置換されたアリール基、アルキルカルボニルオキシに置換されたアリール基、シクロアルキルカルボニルオキシに置換されたアリール基、シクロアルケニルカルボニルオキシに置換されたアリール基、シクロアルキニルカルボニルオキシに置換されたアリール基、アリールカルボニルオキシに置換されたアリール基、チオールに置換されたアリール基、アルキルチオに置換されたアリール基、シクロアルキルチオに置換されたアリール基、ホルミルに置換されたアリール基、アシル化アリール基、カルバモイルに置換されたアリール基、アミノに置換されたアリール基、アシルアミノに置換されたアリール基、ニトロに置換されたアリール基、ハロゲンに置換されたアリール基およびヘテロ環に置換されたアリール基が挙げられる。
【００５７】
置換されたヘテロ環基の例としては、アルキルに置換されたヘテロ環基、アリールに置換されたヘテロ環基、シクロアルキルに置換されたヘテロ環基、シクロアルケニルに置換されたヘテロ環基、シクロアルキニルに置換されたヘテロ環基、ヒドロキシに置換されたヘテロ環基、アルコキシに置換されたヘテロ環基、シクロアルコキシに置換されたヘテロ環基、アリールオキシに置換されたヘテロ環基、アルキルカルボニルオキシに置換されたヘテロ環基、シクロアルキルカルボニルオキシに置換されたヘテロ環基、シクロアルケニルカルボニルオキシに置換されたヘテロ環基、シクロアルキニルカルボニルオキシに置換されたヘテロ環基、アリールカルボニルオキシに置換されたヘテロ環基、チオールに置換されたヘテロ環基、アルキルチオに置換されたヘテロ環基、シクロアルキルチオに置換されたヘテロ環基、ホルミルに置換されたヘテロ環基、アシル化ヘテロ環基、カルバモイルに置換されたヘテロ環基、アミノに置換されたヘテロ環基、アシルアミノに置換されたヘテロ環基、ニトロに置換されたヘテロ環基、ハロゲンに置換されたヘテロ環基およびヘテロ環に置換されたヘテロ環基が挙げられる。
【００５８】
本発明の感光性光電子デバイスの実施形態のいくつかにおいて、少なくともひとつのＲまたはＲ’基における結合価原子は炭素原子である。
【００５９】
本発明の感光性光電子デバイスの実施形態のいくつかにおいて、少なくともひとつのＲまたはＲ’基における結合価原子は炭素原子であり、この際、少なくともひとつのＲまたはＲ’基は、独立して、アルキル基、置換されたアルキル基、アルケニル基、置換されたアルケニル基、アルキニル基、置換されたアルキニル基、シクロアルキル基、置換されたシクロアルキル基、シクロアルケニル基、置換されたシクロアルケニル基、シクロアルキニル基、置換されたシクロアルキニル基、アリール基、置換されたアリール基、ヘテロ環基および置換されたヘテロ環基からなる群より選択される。
【００６０】
本発明の感光性光電子デバイスの実施形態のいくつかにおいて、少なくともひとつのＲまたはＲ’基における結合価原子は炭素原子であり、この際、少なくともひとつのＲまたはＲ’基は、独立して、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、シクロアルキル基、シクロアルケニル基、シクロアルキニル基、アリール基およびヘテロ環基からなる群より選択される。
【００６１】
本発明の感光性光電子デバイスの実施形態のいくつかにおいて、少なくともひとつのＲまたはＲ’基における結合価原子は炭素原子であり、この際、少なくともひとつのＲまたはＲ’基は、独立して、アルキル基、置換されたアルキル基、アリール基および置換されたアリール基からなる群より選択される。
【００６２】
本発明の感光性光電子デバイスの実施形態のいくつかにおいて、少なくともひとつのＲまたはＲ’基における結合価原子は炭素原子であり、この際、少なくともひとつのＲまたはＲ’基は、独立して、フェニル基、トリル基、キシリル基、メシチル基、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基およびイソプロピル基からなる群より選択される。
【００６３】
本発明の感光性光電子デバイスの実施形態のいくつかにおいて、少なくともひとつのピロール環のふたつの隣接するＲ基の結合価原子は炭素原子であり、この際、少なくともひとつのピロール環のふたつの隣接するＲ基は、少なくともひとつのピロール環のふたつのβ位の炭素原子といっしょになって、炭素環基または置換された炭素環基を形成する。
【００６４】
本発明の感光性光電子デバイスの実施形態のいくつかにおいて、少なくともひとつのピロール環のふたつの隣接するＲ基の結合価原子は炭素原子であり、この際、少なくともひとつのピロール環のふたつの隣接するＲ基は、少なくともひとつのピロール環のふたつのβ位の炭素原子といっしょになって、ヘテロ環基または置換されたヘテロ環基を形成する。
【００６５】
本発明の感光性光電子デバイスの実施形態のいくつかにおいて、少なくともひとつのピロール環のふたつの隣接するＲ基の結合価原子は、炭素原子であり、この際、少なくともひとつのピロール環のふたつの隣接するＲ基は、少なくともひとつのピロール環のふたつのβ位の炭素原子といっしょになって、炭素環基または置換された炭素環基を形成し、炭素環基または置換された炭素環基は、大員環または芳香族π系（ｂｅｎｚａｎｕｌａｔｅｄ  π−ｓｙｓｔｅｍ）である。
【００６６】
本発明の感光性光電子デバイスの実施形態のいくつかにおいて、少なくともひとつのピロール環のふたつの隣接するＲ基の結合価原子は炭素原子であり、この際、少なくともひとつのピロール環のふたつの隣接するＲ基は、少なくともひとつのピロール環のふたつのβ位の炭素原子といっしょになって、炭素環基または置換された炭素環基を形成し、炭素環基または置換された炭素環基は芳香族である。
【００６７】
本発明の感光性光電子デバイスの実施形態のいくつかにおいて、少なくともひとつのピロール環のふたつの隣接するＲ基は、少なくともひとつのピロール環のふたつのβ位の炭素原子といっしょになって、ヘテロ環基または置換されたヘテロ環基を形成する。
【００６８】
本発明の感光性光電子デバイスの実施形態のいくつかにおいて、式（Ｉ）で表される少なくともひとつの非平面状ポルフィリンは、図１０で示される式のひとつを有する化合物から選択される。
【００６９】
本発明の感光性光電子デバイスの実施形態のいくつかにおいて、少なくともひとつのＲまたはＲ’基における結合価原子は酸素原子である。
【００７０】
本発明の感光性光電子デバイスの実施形態のいくつかにおいて、少なくともひとつのＲまたはＲ’基における結合価原子は酸素原子であり、この際、少なくともひとつの結合価原子としてＯを有するＲまたはＲ’基は、ヒドロキシ、アルコキシ、アルケニルオキシ、アルキニルオキシ、シクロアルコキシ、シクロアルケニルオキシ、シクロアルキニルオキシ、アラルキルオキシ、アラルケニルオキシ、アラルキニルオキシ、アリールオキシ、アルキルカルボニルオキシ、アルケニルカルボニルオキシ、アルキニルカルボニルオキシ、ヒロドキシカルボニルオキシまたはアルコキシカルボニルオキシである。
【００７１】
本発明の感光性光電子デバイスの実施形態のいくつかにおいて、少なくともひとつのＲまたはＲ’基における結合価原子は酸素原子であり、この際、少なくともひとつの結合価原子としてＯを有するＲまたはＲ’基は、ヒドロキシまたはアルコキシである。
【００７２】
本発明の感光性光電子デバイスの実施形態のいくつかにおいて、少なくともひとつのＲまたはＲ’基における結合価原子は酸素原子であり、この際、少なくともひとつの結合価原子としてＯを有するＲまたはＲ’基は、ヒドロキシ、メトキシ、エトキシ、ｎ−プロポキシまたはイソプロポキシである。
【００７３】
本発明の感光性光電子デバイスの実施形態のいくつかにおいて、少なくともひとつのＲまたはＲ’基は、Ｃｌ原子、Ｂｒ原子、Ｉ原子またはＡｔ原子である。
【００７４】
本発明の感光性光電子デバイスの実施形態のいくつかにおいて、少なくともひとつのＲまたはＲ’基は窒素原子である。
【００７５】
本発明の感光性光電子デバイスの実施形態のいくつかにおいて、少なくともひとつのＲまたはＲ’基は窒素原子であり、この際、少なくともひとつの結合価原子としてＮを有するＲまたはＲ’基は、アミノ基、アルキルアミノ基、ジアルキルアミノ基、アルケニルアミノ基、ジアルケニルアミノ基、アルキニルアミノ基、ジアルキニルアミノ基、Ｎ−アルキル−Ｎ−アルケニルアミノ基、Ｎ−アルキル−Ｎ−アルキニルアミノ基、Ｎ−アルケニル−Ｎ−アルキニルアミノ基、アシルアミノ基、Ｎ−アシル−Ｎ−アルキルアミノ基、Ｎ−アシル−Ｎ−アルケニルアミノ基、Ｎ−アシル−Ｎ−アルキニルアミノ基、Ｎ−アシル−Ｎ−シクロアルキルアミノ基、Ｎ−アシル−Ｎ−シクロアルケニルアミノ基、Ｎ−アシル−Ｎ−アリールアミノ基、ニトロ基、窒素結合価原子を含むヘテロ環基および窒素結合価原子を含む置換されたヘテロ環基からなる群より選択される。
【００７６】
本発明の感光性光電子デバイスの実施形態のいくつかにおいて、少なくともひとつのＲまたはＲ’基は硫黄原子である。
【００７７】
本発明の感光性光電子デバイスの実施形態のいくつかにおいて、少なくともひとつのＲまたはＲ’基は窒素原子であり、この際、少なくともひとつの結合価原子としてＮを有するＲまたはＲ’基は、チオール基、アルキルチオ基、アルケニルチオ基、アルキニルチオ基、アラルキルチオ基、アラルケニルチオ基、アラルキニルチオ基、シクロアルキルアルキルチオ基、シクロアルケニルアルキルチオ基、シクロアルキニルアルキルチオ基、シクロアルキルチオ基、シクロアルケニルチオ基、シクロアルキニルチオ基、およびアリールチオ基からなる群より選択される。
【００７８】
本発明の感光性光電子デバイスの実施形態のいくつかにおいて、ＭはＰｔ、ＰｄまたはＩｒである。好ましくは、Ｍは、ＰｔまたはＰｄである。より好ましくは、ＭはＰｔである。
【００７９】
本発明の感光性光電子デバイスの実施形態のいくつかにおいて、少なくともひとつの非平面状ポルフィリンはＰｔ（テトラフェニルベンゾ−ポルフィリン）である。
【００８０】
本発明の感光性光電子デバイスの実施形態のいくつかにおいて、少なくともひとつの非平面状ポルフィリンはＰｄ（テトラフェニルベンゾ−ポルフィリン）である。
【００８１】
本発明の感光性光電子デバイスの実施形態のいくつかにおいて、デバイスは有機太陽電池（ｏｒｇａｎｉｃ  ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ  ｃｅｌｌ）である。
【００８２】
本発明の感光性光電子デバイスの実施形態のいくつかにおいて、デバイスは光導電セル電池である。
【００８３】
本発明の感光性光電子デバイスの実施形態のいくつかにおいて、デバイスは光センサーである。
【００８４】
本発明の感光性光電子デバイスの実施形態のいくつかにおいて、デバイスは光検出器である。
【００８５】
本発明の感光性光電子デバイスの実施形態のいくつかにおいて、デバイスは化学センサーである。
【００８６】
本発明の感光性光電子デバイスの実施形態のいくつかにおいて、デバイスは生物学的センサーである。
【００８７】
本発明の感光性光電子デバイスの実施形態のいくつかにおいて、デバイスは有機太陽電池（ｏｒｇａｎｉｃ  ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ  ｃｅｌｌ）である。
【００８８】
本発明の感光性光電子デバイスの実施形態のいくつかにおいて、デバイスはドナー物質およびアクセプター物質を含み、この際、ドナー物質またはアクセプター物質は、式（Ｉ）で表される少なくともひとつの非平面状ポルフィリンを含む。
【００８９】
本発明の感光性光電子デバイスの実施形態のいくつかにおいて、デバイスはドナー物質およびアクセプター物質を含み、この際、ドナー物質またはアクセプター物質の両方が、式（Ｉ）で表される少なくともひとつの非平面状ポルフィリンを含む場合、ドナー物質における少なくともひとつの非平面状ポルフィリンは、アクセプター物質における少なくともひとつの非平面状ポルフィリンとは相違する。
【００９０】
本発明の感光性光電子デバイスの実施形態のいくつかにおいて、装置はドナー物質およびアクセプター物質を含み、この際、ドナー物質は式（Ｉ）で表される少なくともひとつの非平面状ポルフィリンを含み、アクセプター物質はＣ６０化合物を含む。
【００９１】
本発明は、本発明の感光性光電子デバイスを製造する方法を提供するものであり、その方法としては：
ドナー物質およびアクセプター物質を準備し、この際、ドナー物質および／またはアクセプター物質は、本発明の式（Ｉ）で表される少なくともひとつの非平面状ポルフィリンを含み；および
ドナー物質がアクセプター物質を接触させて感光性光電子デバイスを製造し、
この際、ドナー物質およびアクセプター物質の両方が、式（Ｉ）で表される少なくともひとつの非平面状ポルフィリンを含む場合、ドナー物質における少なくともひとつの非平面状ポルフィリンは、アクセプター物質における少なくともひとつの非平面状ポルフィリンとは相違する、
ことを含む。
【００９２】
本発明の様態のひとつは、本発明の感光性光電子デバイスを製造する方法に関するものであり、この際、感光性光電子デバイスは、感光性光電子デバイスを製造するあらゆる公知の方法で製造され、その改良点としては：
ドナー物質およびアクセプター物質を準備し、この際、ドナー物質および／またはアクセプター物質は、本発明の式（Ｉ）で表される少なくともひとつの非平面状ポルフィリンを含み；および
ドナー物質がアクセプター物質と接触させて感光性光電子デバイスを製造し、
この際、ドナー物質およびアクセプター物質の両方が、式（Ｉ）で表される少なくともひとつの非平面状ポルフィリンを含む場合、ドナー物質における少なくともひとつの非平面状ポルフィリンは、アクセプター物質における少なくともひとつの非平面状ポルフィリンとは相違する、
ことを含む。
【００９３】
本発明の感光性光電子デバイスを製造するいずれの方法においても、ドナー物質および／またはアクセプター物質において用いられる少なくともひとつの非平面状ポルフィリンは、本明細書中に開示された式（Ｉ）で表される非平面状ポルフィリンでありうる。
【００９４】
本発明の感光性光電子デバイスを製造する方法の実施形態のいくつかにおいて、感光性光電子デバイスとは太陽電池である。
【００９５】
本発明の感光性光電子デバイスを製造する方法の実施形態のいくつかにおいて、感光性光電子デバイスとは光検出器である。
【００９６】
本発明の感光性光電子デバイスを製造する方法の実施形態のいくつかにおいて、感光性光電子デバイスとは光センサーである。
【００９７】
本発明の感光性光電子デバイスを製造する方法の実施形態のいくつかにおいて、感光性光電子デバイスとは光導電セル電池である。
【００９８】
本発明の感光性光電子デバイスを製造する方法の実施形態のいくつかにおいて、感光性光電子デバイスとは化学センサーである。
【００９９】
本発明の感光性光電子デバイスを製造する方法の実施形態のいくつかにおいて、感光性光電子デバイスとは生物学的センサーである。
【０１００】
式（Ｉ）で表される非平面状ポルフィリンは、以下で概説する合成スキームに例示された方法などの公知の化学合成方法によって製造されうる。
【０１０１】
（ピロール合成の概略  （バートン−ザード（Ｂａｒｔｏｎ−Ｚａｒｄ）反応））
非求核性の塩基条件下で、置換されたビニルニトロ化合物をイソシアノ酢酸エチルと反応させて、ピロール誘導体で置換されたカルボン酸エステルを得る。次に、塩基条件下で、ピロール誘導体で置換されたカルボン酸エステルは脱炭酸され、ピロール部分が得られる。
【０１０２】
【化２】
2010529695.tif 000005
【０１０３】
（ポルフィリン合成の概略  （化合物１−９））：
リンゼイ（Ｌｉｎｄｓｅｙ）条件下で、置換されたピロールを置換されたアルデヒドと反応させて酸化させ、２Ｈ−ポルフィリンを得る。たとえば、金属ハロゲン化物を用いるメタレーション（Ｍｅｔａｌｌａｔｉｏｎ）により、メタル化されたポルフィリンが得られる。下記の反応スキームにおけるＭは金属を表す。
【０１０４】
【化３】
2010529695.tif 000006
【０１０５】
（シス-置換されたポルフィルンの合成の概略）：
ａ）リンゼイ条件下で、カルボン酸エステルで保護された置換されたピロールを置換されたアルデヒドと縮合させて、ジピロメタンを得て、続いて塩基条件下で脱炭酸する。
【０１０６】
ｂ）フリーデル−クラフツ条件下で、置換されたピロールを、塩化ベンゾイルでアシル化し、置換されたアルデヒドと縮合させて、ジピロメタンで置換されたフェニルケトンを得る。このジピロメタンで置換されたフェニルケトンを、ＮａＢＨ４で、対応する第２級アルコールへと還元させる。
【０１０７】
ｃ）ａ）およびｂ）の工程で調製された２つのジピロメタン部分を、酢酸条件下で縮合・酸化させて、ポルフィリンを得て、メタル化する。下記の反応スキームにおけるＭは金属を表す。Ｒ１およびＲ２は、Ｒの例である。
【０１０８】
【化４】
2010529695.tif 000007
【０１０９】
（トランス置換されたポルフィルンの合成の概略）：
置換されたピロールを、フェニル−１，３−ベンゾキサチオリリウムテトラフルオロボレート（phenyl-1,3-benzoxathiolylium tetrafluoroborate）と反応させて、無置換のピロールを得る。続いて、酸化水銀とクエンチさせて得られたケトン誘導体を、ＮａＢＨ４を用いて還元させて、第２級アルコールを得る。このアルコールを酸性条件下で、異なる置換されたピロールと反応させて酸化後に、ポルフィリンを得る。たとえば、金属ハロゲン化物を用いるメタル化（Ｍｅｔａｌｌａｔｉｏｎ）により、最終生成物が得られる。下記の反応スキームにおけるＭは金属を表す。Ｒ１およびＲ２は、Ｒの例である。
【０１１０】
【化５】
2010529695.tif 000008
【０１１１】
（３，１-置換されたポルフィルンの合成の概略）：
ａ）置換されたピロールを、フェニル−１，３−ベンゾキサチオリリウムテトラフルオロボレート（phenyl-1,3-benzoxathiolylium tetrafluoroborate）と反応させて、無置換のピロールを得る。続いて、酸化水銀とクエンチさせて得られたピロール（ビス−２，５−アシル化ピロール）のケトン誘導体を、ＮａＢＨ４を用いて還元させて、第２級アルコールに置換されたピロールを得る。
【０１１２】
ｂ）この第２級アルコールに置換されたピロールを、置換されたカルボン酸エステルで保護されたピロールと縮合させて、カルボン酸エステルで保護されたビス−１，３−（ピロールメチル）ピロールを得た後、次の工程で塩基条件下、カルボン酸エステルを除去する。
【０１１３】
ｃ）異なって置換されたピロールを、フェニル−１，３−ベンゾキサチオリリウムテトラフルオロボレート（phenyl-1,3-benzoxathiolylium tetrafluoroborate）と反応させて、無置換のピロールを得る。続いて、酸化水銀とクエンチさせて得られたピロールのケトン誘導体を、ＮａＢＨ４を用いて還元させて、第２級アルコールに置換されたピロールを得る。
【０１１４】
ｄ）ｂ）およびｃ）の工程で調製された化合物を、酸性条件下で縮合、続いて酸化させて、ポルフィリンを得る。メタル化により、最終のポルフィリンが得られる。下記の反応スキームにおけるＭは金属を表す。Ｒ１およびＲ２は、Ｒの例である。
【０１１５】
【化６】
2010529695.tif 000009
【０１１６】
（Ｂｒのさらなる置換によるＢｒ８-置換されたポルフィルンの合成の概略）：
リンゼイ条件下、置換されたアルデヒドとのピロール縮合により、酸化後、ポルフィリンが得られる。続いて、たとえば、ＮＢＳを用いた、ポルフィリンのブロモ化により、８個ブロモ化されたポルフィリンが得られる。たとえば、鈴木カップリングを経由したブロモ原子におけるさらなる反応により、ヘテロ原子に置換されたポルフィリンの入手が提供される。メタル化により、最終のポルフィリンが得られる。下記の反応スキームにおけるＭは金属を表す。Ｒ１は、式（Ｉ）におけるＲに相当する。
【０１１７】
【化７】
2010529695.tif 000010
【０１１８】
（Ｂｒのさらなる置換によるメソ−Ｂｒ４-置換されたポルフィルンの合成の概略）：
酸性条件下、ジメチルアセタールとのピロール縮合により、酸化後、ポルフィリンが得られる。続いて、たとえば、ＮＢＳを用いた、ポルフィリンのブロモ化により、４個ブロモ化されたポルフィリンが得られる。たとえば、鈴木カップリングを経由したブロモ原子におけるさらなる反応により、ヘテロ原子に置換されたポルフィリンの入手が提供される。メタル化により、最終のポルフィリンが得られる。下記の反応スキームにおけるＭは金属を表す。Ｒ１は、式（Ｉ）におけるＲに相当する。
【０１１９】
【化８】
2010529695.tif 000011
【０１２０】
本発明で用いられうる物質のよい例としては、Ｍ（ＴＰＢＰ）が挙げられ、この際、ＴＰＢＰは、テトラフェニルベンゾポルフィリンを表す。これらの化合物は、太陽電池に適用するのによい吸収スペクトルを示す。この吸収は、スペクトルの可視領域に大きな減衰係数で存在する（図２）。この強い吸収により、太陽電池への適用において、これまでに用いられた他の物質よりも、膜にとって強いバンドを産出する膜形成を維持することができる。この広がりのない平坦化したピークは、分子の特有な非平面性のために隣接の分子間との効率的なπ−π相互作用が欠如しているためと考えられる。
【実施例】
【０１２１】
（実施例）
高真空（標準圧力〜２×１０−６トール）チャンバー中へ導入する前に、１０分間のＵＶ−オゾン中で溶剤洗浄および処理を行ったＩＴＯコーティングガラス基材上で、太陽電池（ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ  ｃｅｌｌ）を作成した。有機物質、Ｍ（ＴＰＢＰ）（会社内で合成）、ＣｕＰｃ（アルドリッチ）、Ｃ６０（ＭＴＲリミテッド）、および２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン（ＢＣＰ）（アルドリッチ）を使用前に昇華（ｓｕｂｌｉｍａｔｉｏｎ）により精製した。金属カソード（ｍｅｔａｌ  ｃａｔｈｏｄｅ）物質、ＡｇおよびＡｌ（Ａｌｆａ  Ａｅｓａｒ）は未精製のまま用いた。物質は続いて、真空熱蒸発により以下の比率で作成した：Ｍ（ＴＰＢＰ）（１Å／秒）、Ｃ６０（２Å／秒）、および２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン（ＢＣＰ）（２Å／秒）および金属：１０００Å厚みのＡｇ（４Å／秒）またはＡｌ（２．５Å／秒）。カソードは穴直径１ｎｍのシャドーマスクを通して蒸発させた。溶液加工されたドナーを、１００Åについては３０００ｒｐｍで、１５０Åについては１５００ｒｐｍで、４０秒でスピンコーティングした。太陽電池の電流−電圧（Ｊ−Ｖ）特性をＫｅｉｔｈｌｅｙ社製２４２０  ３Ａソースメータを用いて擬似太陽光１．５Ｇ照射（オリエル機器）下で測定した。中性密度フィルターを用いて、広帯域校正の光量計（ｃａｌｉｂｒａｔｅｄ  ｂｒｏａｄｂａｎｄ  ｏｐｔｉｃａｌ  ｐｏｗｅｒ  ｍｅｔｅｒ）で測定した光強度を変化させた。
【０１２２】
ドナーおよびアクセプターの厚みは、実験的に、カソードとしてＡｇまたはＡｌを用いて、Ｍ（ＴＰＢＰ）１５０Å／Ｃ６０  ４００Å／ＢＣＰ  １００Å  最適化構造を産出する最も高い電力変換効率で修飾した。
【０１２３】
明確には、効率的なエネルギー変換に適した物質を見つけるために、まず最初に物質の光を吸収する能力を測定した。ポルフィリン類のスペクトルは、可視領域にふたつのとても強いピーク（ε〜１０５ｃｍ−１ｍ−１）を有し、太陽スペクトルときれいに重なり合う。Ｍ（ＴＰＢＰ）類はサドル型分子であることが知られており、これは太陽電池の分野において決して生かされることがない空間特性を導入しうる。この特異的な非平面性は、膜形成における分子のπ−πスタッキングを減少させ、凝集を抑制する。結果として、膜の吸収スペクトルは、ピークの広がりおよび平坦化の証拠はなく、それゆえに、溶液で見られる減衰係数と同等であることが観測されるが（図２）、これは、低分子太陽電池で広く用いられているドナーＣｕＰｃよりも、大きさがほぼ１オーダー高いものである。
【０１２４】
ドナー様物質としてＰｔ（ＴＰＢＰ）およびアクセプター物質としてＣ６０を用いる二重へテロ接合デバイスは最適化構造を用いて作製された。デバイスは、ドナー物質としてＣｕＰｃを標準的に用いていると考えられる電池よりも、大きい開放端電圧（ｏｐｅｎ  ｃｉｒｃｕｉｔ  ｖｏｌｔａｇｅ）を与えることができる（図３）。ポルフィリン系のＩｇ計算値がＣｕＰｃよりも低いため、この結果は興味深い議論を生じる（図４）。この解決策としては、エネルギー準位の観点から予測されることとは反対である。しかしながら、ポルフィリンとフタロシアニンのような相違する系の間の関係であると推測し、仮定しうることは明確でない。電池において、入射する光子のほとんどのエネルギーは、十分に活用されておらず、いくらかの損失は電池内で生じている。この結果は、ポルフィリン系は、電力変換をより効率的なメカニズムで提供し、エネルギー損失を減らして、電力出力を高めることを示している。
【０１２５】
一方の光電流は、ＣｕＰｃ電池と比較して、大きく影響を受けるものではない。ポルフィリンの吸収性によって得られるものは、ＣｕＰｃの吸収の広がりに基づくスペクトルのより大きな重なりによって得られるものと同等であることから、吸収された光の量は標準電池に匹敵するものであると考えられる（図５）。曲線因子の値は、電荷流量の低抵抗性と良好な接触界面をを示す標準電池よりもいくぶん高い。ポルフィリンの曲率の半径は、よいＤ／Ａ接触を好むＣ６０の曲率の半径と適合していることが以前に示されている（図６）。
【０１２６】
ドナー層のスピンコーティングでは、単に真空工程をしたものよりも低い性能のデバイスが得られた。低い光電流は、導電性のより低い物質を用いた異なる層工程により得られる、異なる形態を仮定することによって説明しうる。Ｖｏｃは、驚くほど低下して、加水分解をサポートする。つまり、損失が高い場合（抵抗性、界面接触が低い）、エネルギー準位の議論は適用できない。このエネルギー支出の原因を絞り込むための検討において、蒸着ポルフィリンの超薄層は、層を有する溶液の表面上で蒸着された。この電池の性能は、純粋な蒸着膜をよく再現し、主な損失はドナー／アクセプター界面で生じることが確認された。蒸着Ｃ６０が、スピンコーティングされたＰｔ（ＴＰＢＰ）の表面上で蒸着される場合、接触は、電荷分離にとって効率的でなく、ゆえにＶｏｃおよびＪＳＣが低下する（図６）。
【０１２７】
付加的な実験は、図７に記載されているように、ドナー層の厚みの変更を含む。光電流がさらに低下するとともに、厚みが増加するため、効率は１５０Åで最大値を有する。曲線の形は、ＦＦにおいてほとんど効果のない状態で変動せず、これは、たとえ厚みが大きかったとしても、物質が効率的に電荷を輸送していることを示している。励起子拡散長さがそのとき界面に達する励起子の量を限定していない場合、層が厚いほど、生成する励起子が多く、それゆえに光電流が高くなることが予測されうる。観測された傾向は、より長い励起子拡散長さが、明確には関連していないが、多くの因子が変換のメカニズムに影響しており、デバイスの製造とは関係なく、励起子拡散長さを検討するさらなる実験がこの事項を決定するために必要である。
【０１２８】
相違する金属性ポルフィリンの性能を関連付けるために、ＰｔおよびＰｄテトラフェニルベンゾポルフィリンを検討した（図８）。どちらの分子の性能も、エネルギー準位、吸収スペクトル、および分子の形が類似していることと一致していて、非常に比較されうる。主な相違点は、溶液中で測定された３重項の寿命にあり、Ｐｔ（ＴＰＢＰ）は５３μｓ、Ｐｄ（ＴＰＢＰ）（τｔｒｉｐｒｅｔ＝１４３μｓ）はその３倍である。これらの寿命は溶液中と膜試料中で測定されたが、３重項寿命を低下させる自己消光をどちらも少なからず類似した値でしうるため、これは注目すべきことである。Ｐｄ類似物の厚み依存性が確認され、Ｐｔポルフィリンの厚み依存性も類似の結果であった。
【０１２９】
結果として、金属性テトラフェニルベンゾポルフィリンの使用により、標準有機太陽電池と比較して、改善された性能の太陽電池が得られる。ドナー−アクセプター界面での電荷分離の際のエネルギー損失は減少し、より低い界面ギャップエネルギー（Ｉｇ）で、より高い開放端電圧を与えることができる。金属性テトラフェニルベンゾポルフィリン以外の式（Ｉ）で表される広範囲の化合物を含む有機感光性光電子デバイスにおいても、標準感光性光電子デバイスよりも、より良い性能を達成できる。ピロール単位のπ系サイズを変化させることで、発光エネルギーを変化させる。ベンゾ機能性基とアルキル基とを置き換えると（図１０の式１と式８または９を比較）、複合体の非平面性が維持するが、顕著なブルーシフトを生じる。ベンゾ機能性基の非平面性よりも、π系の拡張の方が顕著なレッドシフトを生じる。多数の化合物たとえば、図１０の式１〜９を参照すれば、これが想定されうる化合物は多数ある。系の非平面性は、ポルフィリンの４つのメソ位に少なくともひとつの炭素（最小値としてＣＨ３）を有することによって、また、すべてのピロール環について両方の位置が置換されるために、維持されうる。
【０１３０】
本発明の特定の例が、本明細書中に例示および／または開示される。しかしながら、本発明の修正および変更は上記の開示により保護され、本発明の思想および範囲から逸脱することなく、後述する請求項の範囲内にあることを了解されたい。
【０１３１】
（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ）
１．    Ｐｅｕｍａｎｓ，  Ｐ．，  Ａ．  Ｙａｋｉｍｏｖ，  ａｎｄ  Ｓ．Ｒ．  Ｆｏｒｒｅｓｔ，  Ｓｍａｌｌ  ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  ｗｅＩｇｈｔ  ｏｒｇａｎｉｃ  ｔｈｉｎ−ｆｉｌｍ  ｐｈｏｔｏｄｅｔｅｃｔｏｒｓ  ａｎｄ  ｓｏｌａｒ  ｃｅｌｌｓ．  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｐｈｙｓｉｃｓ，  ２００３．  ９３（７）：  ｐ．  ３６９３−３７２３．
２．    Ｓｉｎｇｈ，  Ｖ．Ｐ．，  Ｒ．Ｓ．  Ｓｉｎｇｈ，  Ｂ．  Ｐａｒｔｈａｓａｒａｔｈｙ，  Ａ．  Ａｇｕｉｌｅｒａ，  Ｊ．  Ａｎｔｈｏｎｙ，  ａｎｄ  Ｍ．  Ｐａｙｎｅ，  Ｃｏｐｐｅｒ−ｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ−ｂａｓｅｄ  ｏｒｇａｎｉｃ  ｓｏｌａｒ  ｃｅｌｌｓ  ｗｉｔｈ  ｈＩｇｈ  ｏｐｅｎ−ｃｉｒｃｕｉｔ  ｖｏｌｔａｇｅ．  Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｐｈｙｓｉｃｓ  Ｌｅｔｔｅｒｓ，  ２００５．  ８６（８）：  ｐ．  ０８２１０６．
３．    Ｂｒａｂｅｃ，  Ｃ．Ｊ．，  Ａ．  Ｃｒａｖｉｎｏ，  Ｄ．  Ｍｅｉｓｓｎｅｒ，  Ｎ．Ｓ．  Ｓａｒｉｃｉｆｔｃｉ，  Ｔ．  Ｆｒｏｍｈｅｒｚ，  Ｍ．Ｔ．  Ｒｉｓｐｅｎｓ，  Ｌ．  Ｓａｎｃｈｅｚ，  ａｎｄ  Ｊ．Ｃ．  Ｈｕｍｍｅｌｅｎ，  ＯｒＩｇｉｎ  ｏｆ  ｔｈｅ  ｏｐｅｎ  ｃｉｒｃｕｉｔ  ｖｏｌｔａｇｅ  ｏｆ  ｐｌａｓｔｉｃ  ｓｏｌａｒ  ｃｅｌｌｓ．  Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，  ２００１．  １１（５）：  ｐ．  ３７４−３８０．
４．    Ｇｌｅｄｈｉｌｌ，  Ｓ．Ｅ．，  Ｂ．  Ｓｃｏｔｔ，  ａｎｄ  Ｂ．Ａ．  Ｇｒｅｇｇ，  Ｏｒｇａｎｉｃ  ａｎｄ  ｎａｎｏ−ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄ  ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ  ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃｓ：  Ａｎ  ｏｖｅｒｖｉｅｗ．  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ，  ２００５．  ２０（１２）：  ｐ．  ３１６７−３１７９．
５．    Ｍｕｔｏｌｏ，  Ｋ．Ｌ．，  Ｅ．Ｉ．  Ｍａｙｏ，  Ｂ．Ｐ．  Ｒａｎｄ，  Ｓ．Ｒ．  Ｆｏｒｒｅｓｔ，  ａｎｄ  Ｍ．Ｅ．  Ｔｈｏｍｐｓｏｎ，  Ｅｎｈａｎｃｅｄ  ｏｐｅｎ−ｃｉｒｃｕｉｔ  ｖｏｌｔａｇｅ  ｉｎ  ｓｕｂｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ／Ｃ−６０  ｏｒｇａｎｉｃ  ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ  ｃｅｌｌｓ．  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  ｔｈｅ  Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｓｏｃｉｅｔｙ，  ２００６．  １２８（２５）：  ｐ．  ８１０８−８１０９．
６．    Ｔｅｒａｏ，  Ｙ．，  Ｈ．  Ｓａｓａｂｅ，  ａｎｄ  Ｃ．  Ａｄａｃｈｉ，  Ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｈｏｌｅ  ｍｏｂｉｌｉｔｙ，  ｅｘｃｉｔｏｎ  ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ  ｌｅｎｇｔｈ，  ａｎｄ  ｓｏｌａｒ  ｃｅｌｌ  ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ  ｉｎ  ｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ／ｆｕｌｌｅｒｅｎｅ  ｏｒｇａｎｉｃ  ｓｏｌａｒ  ｃｅｌｌｓ．  Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｐｈｙｓｉｃｓ  Ｌｅｔｔｅｒｓ，  ２００７．  ９０（１０）：  ｐ．  １０３５１５．
７．    Ｂｏｒｅｋ，  Ｃ．Ｋ．Ｈ．，  Ｐｅｔｅｒ  Ｉ．  Ｄｊｕｒｏｖｉｃｈ，  Ｍａｒｋ  Ｅ．  Ｔｈｏｍｐｓｏｎ，  Ｋｒｉｓｔｅｎ  Ａｚｎａｖｏｕｒ，  Ｒｏｂｅｒｔ  Ｂａｕ，  Ｙｉｒｕ  Ｓｕｎ，  Ｓｔｅｐｈｅｎ  Ｒ．  Ｆｏｒｒｅｓｔ，  Ｊａｓｏｎ  Ｂｒｏｏｋｓ，  Ｌｅｃｈ  Ｍｉｃｈａｌｓｋｉ，  Ｊｕｌｉｅ  Ｂｒｏｗｎ，  ＨＩｇｈｌｙ  Ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ，  Ｎｅａｒ−Ｉｎｆｒａｒｅｄ  Ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｓｐｈｏｒｅｓｃｅｎｃｅ  ｆｒｏｍ  ａ  Ｐｔ−Ｍｅｔａｌｌｏｐｏｒｐｈｙｒｉｎ  Ｃｏｍｐｌｅｘ．  Ａｎｇｅｗａｎｄｔｅ  Ｃｈｅｍｉｅ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｅｄｉｔｉｏｎ，  ２００７．  ４６（７）：  ｐ．  １１０９−１１１２．
８．    Ｂｕｒｒｏｗｓ，  Ｐ．Ｅ．，  Ｚ．  Ｓｈｅｎ，  Ｖ．  Ｂｕｌｏｖｉｃ，  Ｄ．Ｍ．  ＭｃＣａｒｔｙ，  Ｓ．Ｒ．  Ｆｏｒｒｅｓｔ，  Ｊ．Ａ．  Ｃｒｏｎｉｎ，  ａｎｄ  Ｍ．Ｅ．  Ｔｈｏｍｐｓｏｎ，  Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ  ｂｅｔｗｅｅｎ  ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ  ａｎｄ  ｃｕｒｒｅｎｔ  ｔｒａｎｓｐｏｒｔ  ｉｎ  ｏｒｇａｎｉｃ  ｈｅｔｅｒｏｊｕｎｃｔｉｏｎ  ｌＩｇｈｔ−ｅｍｉｔｔｉｎｇ  ｄｅｖｉｃｅｓ．  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｐｈｙｓｉｃｓ，  １９９６．  ７９（１０）：  ｐ．  ７９９１−８００６．
９．    Ｂｒｅｄａｓ，  Ｊ．Ｌ．，  Ｒ．  Ｓｉｌｂｅｙ，  Ｄ．Ｓ．  Ｂｏｕｄｒｅａｕｘ，  ａｎｄ  Ｒ．Ｒ．  Ｃｈａｎｃｅ，  Ｃｈａｉｎ−Ｌｅｎｇｔｈ  Ｄｅｐｅｎｄｅｎｃｅ  ｏｆ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  ａｎｄ  Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ  ｏｆ  Ｃｏｎｊｕｇａｔｅｄ  Ｓｙｓｔｅｍｓ  −  Ｐｏｌｙａｃｅｔｙｌｅｎｅ，  Ｐｏｌｙｐｈｅｎｙｌｅｎｅ，  Ｐｏｌｙｔｈｉｏｐｈｅｎｅ，  ａｎｄ  Ｐｏｌｙｐｙｒｒｏｌｅ．  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  ｔｈｅ  Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｓｏｃｉｅｔｙ，  １９８３．  １０５（２２）：  ｐ．  ６５５５−６５５９．
１０．    Ｄ’Ａｎｄｒａｄｅ，  Ｂ．Ｗ．，  Ｓ．  Ｄａｔｔａ，  Ｓ．Ｒ．  Ｆｏｒｒｅｓｔ，  Ｐ．  Ｄｊｕｒｏｖｉｃｈ，  Ｅ．  Ｐｏｌｉｋａｒｐｏｖ，  ａｎｄ  Ｍ．Ｅ．  Ｔｈｏｍｐｓｏｎ，  Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ  ｂｅｔｗｅｅｎ  ｔｈｅ  ｉｏｎｉｚａｔｉｏｎ  ａｎｄ  ｏｘｉｄａｔｉｏｎ  ｐｏｔｅｎｔｉａｌｓ  ｏｆ  ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  ｏｒｇａｎｉｃ  ｋｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ．  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，  ２００５．  ６（１）：  ｐ．  １１−２０．
【符号の説明】
【０１３２】
６    光子、
８    励起子、
１０    真空準位、
１５２    ドナー、
１５４    アクセプター。
【図１】
2010529695.tif 000016
【図２】
2010529695.tif 000017
【図３】
2010529695.tif 000018
【図４】
2010529695.tif 000019
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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