具体实施方式

在下文中，实施方式将被详细描述，并且可被具有相关领域中的普通知识的技术人员容易地进行。然而，本公开内容可以许多不同的形式体现，并且不被解释为限于本文中阐述的实施方式。

在附图中，为了清楚起见，放大了层、膜、面板、区域等的厚度。

将理解，当一个元件诸如层、膜、区域或基板的被称为“在”另外元件“上”时，它可直接在所述另外的元件上，或者也可存在中间元件。相反，当一个元件被称为“直接在”另外的元件“上”时，则不存在中间元件。

在附图中，为了实施方式的清楚起见，省略与描述没有关系的部分，并且在整个说明书中，相同或相似的组成元件由相同的附图标记表示。

在下文中，“组合”包括两种或更多种相互取代的混合物、以及两种或更多种的层叠结构。

如本文中使用的，当没有另外提供具体定义时，“取代(的)”是指化合物或官能团的氢被选自以下的取代基代替：卤素原子、羟基、烷氧基、硝基、氰基、氨基、叠氮基、脒基、肼基、腙基、羰基、氨基甲酰基、硫醇基、酯基、羧基或其盐、磺酸基团或其盐、磷酸基团或其盐、甲硅烷基、C1至C20烷基、C2至C20烯基、C2至C20炔基、C6至C30芳基、C7至C30芳基烷基、C1至C30烷氧基、C1至C20杂烷基、C3至C20杂芳基、C3至C20杂芳基烷基、C3至C30环烷基、C3至C15环烯基、C6至C15环炔基、C3至C30杂环烷基、及其组合。

如本文中使用的，当没有另外提供具体定义时，术语“杂”是指其包括1至4个选自N、O、S、Se、Te、Si和P的杂原子。

如本文中使用的，当没有另外提供定义时，“芳族环”是指如下的官能团，其中环状官能团中的所有原子具有p-轨道，并且其中这些p-轨道是共轭的，并且“杂芳族环”是指包括杂原子的芳族环。“芳族环”是指C6至C30芳烃基团、例如C6至C20芳烃基团或C6至C30芳基、例如C6至C20芳基。“杂芳族环”是指C3至C30杂芳烃基团、例如C3至C20杂芳烃基团或C3至C30杂芳基、例如C3至C20杂芳基。

如本文中使用的，“芳烃基团”是指具有芳族环的烃基团，并且包括单环和多环烃基团，且多环烃基团的额外的环可为芳族环或非芳族环。“杂芳烃基团”意指在环中包含1至3个选自N、O、S、Se、Te、P和Si的杂原子的芳烃基团。

如本文中使用的，当没有另外提供定义时，“芳基”是指包括至少一个烃芳族部分的基团，并且可包括其中烃芳族部分的所有元素具有形成共轭的p-轨道的基团，例如苯基、萘基等；其中两个或更多个烃芳族部分可通过σ键连接的基团，例如联苯基、三联苯基、四联苯基等；和其中两个或更多个烃芳族部分直接或间接地稠合以提供非芳族稠环的基团，例如芴基。芳基可包括单环、多环或稠合多环(即，共享相邻碳原子对的环)官能团。

如本文中使用的，当没有另外提供定义时，“杂芳基”是指在环中包括选自N、O、S、Se、Te、P和Si的至少一个杂原子代替碳(C)的芳基。当杂芳基是稠环时，杂芳基的环的至少一个可具有杂原子或者每个环可具有杂原子。

如本文中使用的，当没有另外提供定义时，“卤素”可为F、Cl、Br或I之一，并且卤代烷基可为其中至少一个氢被卤素代替的烷基，并且可为例如全氟烷基如CF₃。

如本文中使用的，“烃环基团”可包括芳族环(芳烃环)、或芳族环和非芳族环(脂环族环)的稠环。芳族环可包括例如C6至C30芳基、C6至C20芳基或C6至C10芳基，并且稠环可包括通过将至少一个芳族环(芳烃环)例如C6至C30芳基、C6至C20芳基或C6至C10芳基与至少一个非芳族环(脂环族环)例如C3至C30环烷基、C3至C20环烷基或C3至C10环烷基连接而形成的稠环。

如本文中使用的，“杂环基团”是指在选自如下的环状基团中包括选自N、O、S、Se、Te、P和Si的杂原子代替1-3个碳原子的环状基团：芳族烃基团(例如，C6至C30芳基、C6至C20芳基或C6至C10芳基)、脂环族烃基团(例如，C3至C30环烷基、C3至C20环烷基、或C3至C10环烷基)、或其稠环。杂环基团的至少一个碳原子还可被硫代羰基(C＝S)代替。

如本文中使用的，“稠环”是指通过将选自如下的两个或多个环状基团键合形成的稠环：芳族烃基团(例如，C6至C30芳基、C6至C20芳基或C6至C10芳基)和脂环族烃基团(例如，C3至C30环烷基、C3至C20环烷基或C3至C10环烷基)。

如本文中使用的，当没有另外提供定义时，“含氰基的基团”是指其中至少一个氢被氰基代替的单价基团例如C1至C30烷基、C2至C30烯基或C2至C30炔基。含氰基的基团也指二价基团，例如＝CR^x′-(CR^xR^y)_p-CR^y′(CN)₂，其中R^x、R^y、R^x′和R^y′独立地为氢或C1至C10烷基，并且p可为0至10(或1至10)的整数。含氰基的基团的具体实例可为二氰基甲基、二氰基乙烯基、氰基乙炔基等。

如本文中使用的，当没有另外提供定义时，“红外波长区域”包括具有约800nm至约3000nm的波长区域的近红外/红外波长区域。

当在本说明书中关于数值使用术语“约”或“基本上”时，意指相关数值包括围绕所述数值的制造或操作公差(例如±10％)。此外，当关于几何形状使用词语“大体上”和“基本上”时，意指不需要几何形状的精度，而是对于所述形状的容度(界限)在本公开内容的范围内。此外，无论数值或形状是否被修饰为“约”或“基本上”，将理解，这些数值和形状应被解释为包括围绕所述数值或形状的制造或操作公差(例如，±10％)。

表述例如“的至少一个(种)”当在要素列表(例如A、B和C)之前或之后时，修饰整个要素列表且不修饰所述列表的单独要素。例如，“A、B和C的至少一个(种)”、“A、B或C的至少一个(种)”、“A、B、C或其组合之一”和“A、B、C及其组合之一”分别可被解释为涵盖以下的任一种：A；B；A和B；A和C；B和C；以及A、B和C。

在下文中，描述根据一些实施方式的红外吸收组合物。所述红外吸收组合物包括p型半导体化合物和n型半导体化合物，并且p型半导体化合物和n型半导体化合物提供体异质结(BHJ)结构。

p型半导体化合物可由化学式1表示。

[化学式1]

在化学式1中，

M可为Sn、Ni、V、Al、Zn、Si、Co、或Ge，

X可为卤素(例如F、Cl、Br、或I)，

m可为0至4的整数，例如0、1或2，

n可为0或1，

两个R^1a、两个R^2a、两个R^3a和两个R^4a可各自彼此相同或不同，并且可各自独立地为氢、氘、卤素、氰基(-CN)、C1至C20卤代烷基、C1至C20氰基烷基、C1至C20烷基或C1至C20烷氧基，条件是两个R^1a的至少一个、两个R^2a的至少一个、两个R^3a的至少一个和两个R^4a的至少一个为C1至C20烷基或C1至C20烷氧基，

R^1b、R^1c、R^1d、R^2b、R^2c、R^2d、R^3b、R^3c、R^3d、R^4b、R^4c和R^4d可各自独立地为氢、氘、卤素、C1至C20卤代烷基、氰基(-CN)、C1至C20氰基烷基、C1至C20烷基或C1至C20烷氧基，

b可为0至2的整数，并且

n1、n2、n3和n4可各自独立地为1至4的整数。

在一些实施方式中，在化学式1中，当M为Sn时，MX_m可为SnX₂；当M为Ni时，MX_m可为Ni；当M为V时，MX_m可为VX₂；当M为Al时，MX_m可为AlX；当M为Zn时，MX_m可为Zn；当M为Si时，MX_m可为SiX₂；当M为Co时，MX_m可为Co；和当M为Ge时，MX_m可为GeX₂。

由化学式1表示的p型半导体化合物可为由化学式1A至1C表示的化合物之一。

[化学式1A]

[化学式1B]

[化学式1C]

在化学式1A至1C中，

R^1a、R^1b、R^1c、R^1d、R^2a、R^2b、R^2c、R^2d、R^3a、R^3b、R^3c、R^3d、R^4a、R^4b、R^4c、R^4d、b、n1、n2、n3和n4与化学式1中的相同，

其中，在化学式1C中，

R^5a和R^5b可为氢、C1至C6烷基、或C1至C6烷氧基。

在化学式1或化学式1A中，X可为Cl。

在化学式1或化学式1A中，两个R^1a可相同或不同，并且可各自独立地选自氢、氘、卤素、氰基、C1至C20卤代烷基、C1至C20氰基烷基、C1至C20烷基、或C1至C20烷氧基，条件是两个R^1a的至少一个(例如，两个R^1a都)可为C1至C20烷基、例如C1至C15烷基或C3至C10烷基或C1至C20烷氧基、例如C1至C15烷氧基或C3至C10烷氧基(例如丁氧基)。在化学式1或化学式1A中，两个R^2a可相同或不同，并且可各自独立地选自氢、氘、卤素、氰基、C1至C20卤代烷基、C1至C20氰基烷基、C1至C20烷基、或C1至C20烷氧基，条件是两个R^2a的至少一个(例如，两个R^1a都)可为C1至C20烷基、例如C1至C15烷基或C3至C10烷基或C1至C20烷氧基、例如C1至C15烷氧基或C3至C10烷氧基(例如丁氧基)。在化学式1或化学式1A中，两个R^3a可相同或不同，并且可各自独立地选自氢、氘、卤素、氰基、C1至C20卤代烷基、C1至C20氰基烷基、C1至C20烷基、或C1至C20烷氧基，条件是两个R^3a的至少一个(例如，两个R^1a都)可为C1至C20烷基、例如C1至C15烷基或C3至C10烷基或C1至C20烷氧基、例如C1至C15烷氧基或C3至C10烷氧基(例如丁氧基)。在化学式1或化学式1A中，两个R^4a可相同或不同，并且可各自独立地选自氢、氘、卤素、氰基、C1至C20卤代烷基、C1至C20氰基烷基、C1至C20烷基、或C1至C20烷氧基，条件是两个R^4a的至少一个(例如，两个R^4a都)可为C1至C20烷基、例如C1至C15烷基或C3至C10烷基或C1至C20烷氧基、例如C1至C15烷氧基或C3至C10烷氧基(例如丁氧基)。

由化学式1表示的化合物的具体实例可包括由化学式1A-1、化学式1B-1或化学式1C-1表示的化合物之一。

[化学式1A-1]

在化学式1A-1中，

X为卤素(例如F、Cl、Br或I)，

两个R^1a、两个R^2a、两个R^3a和两个R^4a可彼此相同或不同，并且可各自独立地为氢、氘、卤素、氰基、C1至C20卤代烷基、C1至C20氰基烷基、C1至C20烷基或C1至C20烷氧基，条件是两个R^1a的至少一个、两个R^2a的至少一个、两个R^3a的至少一个和两个R^4a的至少一个为C1至C20烷基、例如C1至C15烷基或C3至C10烷基或C1至C20烷氧基、例如C1至C15烷氧基或C3至C10烷氧基(例如，丁氧基)。在一些实施方式中，两个R^1a、两个R^2a、两个R^3a和两个R^4a可各自独立地为C1至C20烷基、例如C1至C15烷基或C3至C10烷基或C1至C20烷氧基、例如C1至C15烷氧基或C3至C10烷氧基(例如，丁氧基)。

[化学式1B-1]

在化学式1B-1中，

两个R^1a、两个R^2a、两个R^3a和两个R^4a可彼此相同或不同，并且可各自独立地为氢、氘、卤素、氰基、C1至C20卤代烷基、C1至C20氰基烷基、C1至C20烷基或C1至C20烷氧基，条件是两个R^1a的至少一个、两个R^2a的至少一个、两个R^3a的至少一个和两个R^4a的至少一个为C1至C20烷基、例如C1至C15烷基或C3至C10烷基或C1至C20烷氧基、例如C1至C15烷氧基或C3至C10烷氧基(例如，丁氧基)。在一些实施方式中，两个R^1a、两个R^2a、两个R^3a和两个R^4a可各自独立地为C1至C20烷基、例如C1至C15烷基或C3至C10烷基或者C1至C20烷氧基、例如C1至C15烷氧基或C3至C10烷氧基(例如，丁氧基)。

[化学式1C-1]

在化学式1C-1中，

R^5a和R^5b可各自独立地为氢、C1至C6烷基或C1至C6烷氧基，并且

两个R^1a、两个R^2a、两个R^3a和两个R^4a可彼此相同或不同，并且可各自独立地为氢、氘、卤素、氰基、C1至C20卤代烷基、C1至C20氰基烷基、C1至C20烷基或C1至C20烷氧基，条件是两个R^1a的至少一个、两个R^2a的至少一个、两个R^3a的至少一个和两个R^4a的至少一个为C1至C20烷基、例如C1至C15烷基或C3至C10烷基或者C1至C20烷氧基、例如C1至C15烷氧基或C3至C10烷氧基(例如，丁氧基)。在一些实施方式中，两个R^1a、两个R^2a、两个R^3a和两个R^4a可各自独立地为C1至C20烷基、例如C1至C15烷基或C3至C10烷基或者C1至C20烷氧基、例如C1至C15烷氧基或C3至C10烷氧基(例如，丁氧基)。

n型半导体化合物可包括由化学式2A表示的化合物、由化学式2B表示的化合物、由化学式2C表示的化合物、富勒烯衍生物、或其组合。

[化学式2A]

在化学式2A中，

Ar¹可为由化学式3表示的部分之一，

X¹和X²可各自独立地为S、Se或Te，

Ar¹¹、Ar¹²、Ar²¹和Ar²²可各自独立地为取代或未取代的C6-C10芳基或者取代或未取代的C3-C10杂芳基，

Ar³¹和Ar³²可各自独立地为具有选自C＝O、C＝S、C＝Se、C＝Te和C＝(CN)₂的至少一个官能团的取代或未取代的C6至C30烃环基团，具有选自C＝O、C＝S、C＝Se、C＝Te和C＝(CN)₂的至少一个官能团的取代或未取代的C2至C30杂环基团，或其稠环，和

R¹和R²可各自独立地为氢或C1至C10烷基，

[化学式3]

其中，在化学式3中，

X^a和X^b可各自独立地为S、Se或Te，

R^a和R^b可各自独立地为氢或C1至C20烷基(例如，C1至C15烷基或C1至C10烷基)，以及

a和b可各自独立为1或2。

[化学式2B]

在化学式2B中，

Ar²可为由化学式3表示的部分之一，

X¹、X²、X³和X⁴可各自独立地为S、Se或Te，

Ar¹¹、Ar¹²、Ar²¹和Ar²²可各自独立地为取代或未取代的C6-C10芳基或者取代或未取代的C3-C10杂芳基，

Ar³¹和Ar³²可各自独立地为具有选自C＝O、C＝S、C＝Se、C＝Te和C＝(CN)₂的至少一个官能团的取代或未取代的C6至C30烃环基团，具有选自C＝O、C＝S、C＝Se、C＝Te和C＝(CN)₂的至少一个官能团的取代或未取代的C2至C30杂环基团，或其稠环，和

R¹和R²可各自独立地为氢或C1至C10烷基。

[化学式2C]

在化学式2C中，

Ar³可为由化学式4表示的部分之一，

X¹、X²、X³和X⁴可各自独立地为S、Se或Te，

R³和R⁴可为各自独立地为氢、C1至C20烷基、C6至C10芳基或C2至C10杂芳基，

Ar³¹和Ar³²可为各自独立地为具有选自C＝O、C＝S、C＝Se、C＝Te和C＝(CN)₂的至少一个官能团的取代或未取代的C6至C30烃环基团，具有选自C＝O、C＝S、C＝Se、C＝Te和C＝(CN)₂的至少一个官能团的取代或未取代的C2至C30杂环基团，或其稠环，和

R¹和R²可为各自独立地为氢或C1至C20烷基(例如，C1至C15烷基或C1至C10烷基)。

[化学式4]

在化学式4中，

Y¹可为CR^pR^q、NR^r、O、S、Se、或Te，其中R^p、R^q和R^r可各自独立地为氢或C1至C20烷基(例如，C1至C15烷基或C1至C10烷基)，和

Z¹至Z⁴可各自独立地为CR^s或N，其中R^s为氢或C1至C20烷基(例如，C1至C15烷基或C1至C10烷基)。

在化学式4中，Z¹和Z²的至少一个和/或Z¹至Z⁴的至少一个，例如至少两个，可为N。

由化学式4表示的部分可为由化学式4A表示的部分之一。

[化学式4A]

在化学式4A中，

R^s可为氢或C1至C20烷基(例如，C1至C15烷基或C1至C10烷基)。

在化学式2A和2B中，Ar¹¹、Ar¹²、Ar²¹和Ar²²可各自独立地为被C1至C20(例如，C4至C15或C4至C10)烷基或C1至C20(例如，C4至C15或C4至C10)烷氧基取代的C6至C10芳基；或被C1至C20(例如，C4至C15或C4至C10)烷基或C1至C20(例如，C4至C15或C4至C10)烷氧基取代的C3至C10杂芳基。

在一些实施方式中，化学式2C的R³和R⁴可各自独立地为取代或未取代的支链C3至C20烷基(例如，异丙基、异丁基、2-乙基戊基、2-丙基戊基、2-丙基辛基、叔丁基、异戊基、新戊基、2-乙基丁基、2-甲基戊基、3-甲基戊基、2,3-二甲基丁基、3-乙基戊基、2-甲基己基、2,3-二甲基戊基、2,4-二甲基戊基、2-甲基辛基、2-乙基辛基、4-甲基辛基、3,3-二甲基辛基、4-乙基辛基、2-甲基庚基、3-甲基庚基、4-甲基庚基、2-乙基己基、3-乙基己基、2,2,4-三甲基戊基、2,4-二甲基己基、2-甲基-3-乙基戊基、3-甲基-4-甲基己基、3,3,4-三甲基己基、3,4,5-三甲基己基、4-乙基庚基、5-甲基壬基、3-甲基-2-乙基庚基、1-甲基壬基、2,3,5-三甲基庚基、3-甲基-4-乙基庚基、2,2,3,3-四甲基己基、4-丙基庚基或2,4-二甲基-3-乙基己基)。

在化学式2A至2C中，Ar³¹和Ar³²可为由化学式5A至5F之一表示的环状基团。

[化学式5A]

在化学式5A中，

Z¹和Z²可各自独立地为O、S、Se、Te或CR^aR^b，其中R^a和R^b可各自独立地为氢、取代或未取代的C1至C10烷基、或氰基，

Z³可为N或CR^c，其中R^c为氢、氘或者取代或未取代的C1至C10烷基，

R¹¹、R¹²、R¹³、R¹⁴和R¹⁵可彼此相同或不同，并且可各自独立地为氢、氘、取代或未取代的C1至C30烷基、取代或未取代的C1至C30烷氧基、取代或未取代的C6至C30芳基、取代或未取代的C4至C30杂芳基、卤素(F、Cl、Br或I)、氰基(-CN)、含氰基的基团、或其组合，其中R¹²、R¹³、R¹⁴和R¹⁵可各自独立地存在或者R¹²和R¹³和R¹⁴和R¹⁵可相互连接以提供稠合的芳族环，

n可为0或1，并且

*可为连接位置。

[化学式5B]

在化学式5B中，

Z¹和Z²可各自独立地为O、S、Se、Te或CR^aR^b，其中R^a和R^b可各自独立地为氢、取代或未取代的C1至C10烷基、或氰基，

Z³可为O、S、Se、Te或C(R^a)(CN)，其中R^a为氢、氰基(-CN)、或C1至C10烷基，

R¹¹和R¹²可各自独立地为氢、氘、取代或未取代的C1至C30烷基、取代或未取代的C1至C30烷氧基、取代或未取代的C6至C30芳基、取代或未取代的C4至C30杂芳基、卤素(F、Cl、Br或I)、氰基(-CN)、或其组合，和

*可为连接位置。

[化学式5C]

在化学式5C中，

Z¹和Z²可各自独立地为O、S、Se、Te或CR^aR^b，其中R^a和R^b可各自独立地为氢、取代或未取代的C1至C10烷基、或氰基，

R¹¹、R¹²和R¹³可彼此相同或不同，并且可各自独立地为氢、氘、取代或未取代的C1至C30烷基、取代或未取代的C1至C30烷氧基、取代或未取代的C6至C30芳基、取代或未取代的C4至C30杂芳基、卤素、氰基(-CN)、或其组合，和

*可为连接位置。

[化学式5D]

在化学式5D中，

Z¹和Z²可各自独立地为O、S、Se、Te或CR^aR^b，其中R^a和R^b可各自独立地为氢、取代或未取代的C1至C10烷基、或氰基，

Z³可为N或CR^c，其中R^c可为氢或者取代或未取代的C1至C10烷基，

G¹可为O、S、Se、Te、SiR^xR^y、或GeR^zR^w，其中R^x、R^y、R^z和R^w可相同或不同且可各自独立地为氢、氘、卤素、取代或未取代的C1至C20烷基、或者取代或未取代的C6至C20芳基，

R¹¹、R¹²和R¹³可彼此相同或不同，并且可各自独立地为氢、氘、取代或未取代的C1至C30烷基、取代或未取代的C1至C30烷氧基、取代或未取代的C6至C30芳基、取代或未取代的C4至C30杂芳基、卤素(F、Cl、Br或I)、含氰基的基团、或其组合，其中R¹²和R¹³可各自独立地存在或相互连接以提供稠合的芳族环，

n可为0或1，和

*可为连接位置。

[化学式5E]

在化学式5E中，

Z¹和Z²可各自独立地为O、S、Se、Te或CR^aR^b，其中R^a和R^b可各自独立地为氢、取代或未取代的C1至C10烷基、或氰基，

Z³可为N或CR^c，其中R^c可为氢或者取代或未取代的C1至C10烷基，

G²可为O、S、Se、Te、SiR^xR^y、或GeR^zR^w，其中R^x、R^y、R^z和R^w可相同或不同且可各自独立地为氢、氘、卤素(F、Cl、Br或I)、取代或未取代的C1至C20烷基、或者取代或未取代的C6至C20芳基，

R¹¹、R¹²和R¹³可彼此相同或不同，并且可各自独立地为氢、氘、取代或未取代的C1至C30烷基、取代或未取代的C1至C30烷氧基、取代或未取代的C6至C30芳基、取代或未取代的C4至C30杂芳基、卤素(F、Cl、Br或I)、氰基、含氰基的基团、或其组合，

n可为0或1，和

*可为连接位置。

[化学式5F]

在化学式5F中，

Z¹和Z²可各自独立地为O、S、Se、Te或CR^aR^b，其中R^a和R^b可各自独立地为氢、取代或未取代的C1至C10烷基、或氰基，

R¹¹可为氢、氘、取代或未取代的C1至C30烷基、取代或未取代的C6至C30芳基、取代或未取代的C4至C30杂芳基、卤素(F、Cl、Br或I)、氰基(-CN)、含氰基的基团、或其组合，和

G³可为O、S、Se、Te、SiR^xR^y、或GeR^zR^w，其中R^x、R^y、R^z和R^w可相同或不同且可各自独立地为氢、氘、卤素(F、Cl、Br或I)、取代或未取代的C1至C20烷基、或者取代或未取代的C6至C20芳基。

在一些实施方式中，由化学式2A表示的化合物可为由化学式2A-1表示的化合物。

[化学式2A-1]

在化学式2A-1中，

Ar¹可为由化学式3表示的部分之一，

X¹和X²可各自独立地为S、Se或Te，

R¹和R²可各自独立地为氢或C1至C10烷基，

R¹¹、R¹²、R²¹和R²²可各自独立地为氢、氘、卤素、取代或未取代的C1至C20烷基、或者取代或未取代的C6至C20芳基，x1、y1、x2和y2可各自独立地为0至5的整数，以及

Ar³¹和Ar³²可各自独立地为具有选自C＝O、C＝S、C＝Se、C＝Te和C＝(CN)₂的至少一个官能团的取代或未取代的C6至C30烃环基团，具有选自C＝O、C＝S、C＝Se、C＝Te和C＝(CN)₂的至少一个官能团的取代或未取代的C2至C30杂环基团，或其稠环。

在化学式2A-1中，Ar³¹和Ar³²可为由化学式5A至5F之一表示的环状基团。

在化学式2A-1中，R¹¹、R¹²、R²¹和R²²可存在于苯环的对位中。

由化学式2B表示的化合物可为由化学式2B-1表示的化合物。

[化学式2B-1]

在化学式2B-1中，

Ar²可为由化学式3表示的部分之一，

X¹、X²、X³和X⁴可各自独立地为S、Se或Te，

R¹和R²可各自独立地为氢或C1至C10烷基，

R¹¹、R¹²、R²¹和R²²可各自独立地为氢、氘、卤素、取代或未取代的C1至C20烷基、或者取代或未取代的C6至C20芳基，x1、y1、x2和y2可各自独立地为0至5的整数，

Ar³¹和Ar³²可各自独立地为具有选自C＝O、C＝S、C＝Se、C＝Te和C＝(CN)₂的至少一个官能团的取代或未取代的C6至C30烃环基团，具有选自C＝O、C＝S、C＝Se、C＝Te和C＝(CN)₂的至少一个官能团的取代或未取代的C2至C30杂环基团，或其稠环。

在化学式2B-1中，Ar³¹和Ar³²可为由化学式5A至5F之一表示的环状基团。

在化学式2B-1中，R¹¹、R¹²、R²¹和R²²可存在于苯环的对位中。

由化学式2A表示的化合物可包括由化学式2A-1a至2A-1d之一表示的化合物。

[化学式2A-1a]

[化学式2A-1b]

[化学式2A-1c]

[化学式2A-1d]

在化学式2A-1a至2A-1d中，

R¹¹、R¹²、R²¹和R²²可各自独立地为氢、氘、卤素、取代或未取代的C1至C20(例如，C4至C10或C6至C8)烷基、或取代或未取代的C6至C20(例如，C6至C10或C6至C8)芳基，

Hal表示卤素(例如F、Cl、Br或I)，并且

m1和m2可为0至4(例如0至2)的整数。

由化学式2A表示的化合物可为由化学式2A-2a和化学式2A-2b之一表示的化合物。

[化学式2A-2a]

[化学式2A-2b]

在化学式2A-2a和2A-2b中，

R¹¹、R¹²、R²¹和R²²可各自独立地为氢、氘、卤素、取代或未取代的C1至C20(例如，C4至C10或C6至C8)烷基、或取代或未取代的C6至C20(例如，C6至C10或C6至C8)芳基，

Hal表示卤素(例如F、Cl、Br或I)，并且

m1和m2可为0至4(例如0至2)的整数。

化学式2A-1a的化合物可为化学式2A-1aa的化合物。

[化学式2A-1aa]

由化学式2B表示的化合物可为由化学式2B-1a至2B-1d之一表示的化合物。

[化学式2B-1a]

[化学式2B-1b]

[化学式2B-1c]

[化学式2B-1d]

在化学式2B-1a至2B-1d中，

R¹¹、R¹²、R²¹和R²²可各自独立地为氢、氘、卤素、取代或未取代的C1至C20(例如，C4至C10或C6至C8)烷基、或取代或未取代的C6至C20(例如，C6至C10或C6至C8)芳基，

Hal表示卤素(例如F、Cl、Br或I)，并且

m1和m2可为0至4(例如0至2)的整数。

由化学式2B表示的化合物可为由化学式2B-2a或2B-2b表示的化合物。

[化学式2B-2a]

[化学式2B-2b]

在化学式2B-2a和2B-2b中，

R¹¹、R¹²、R²¹和R²²可各自独立地为氢、氘、卤素、取代或未取代的C1至C20(例如，C4至C10或C6至C8)烷基、或取代或未取代的C6至C20(例如，C6至C10或C6至C8)芳基，

Hal表示卤素(例如F、Cl、Br或I)，并且

m1和m2可为0至4(例如0至2)的整数。

化学式2B-1a的化合物可为化学式2B-1aa或2B-1ab的化合物。

[化学式2B-1aa]

[化学式2B-1ab]

化学式2B-1ab中F的取代位置可为对称或不对称的。

化学式2B-2a的化合物可为化学式2B-2aa或2B-2ab的化合物。

[化学式2B-2aa]

化学式2B-2aa中的CH₃的取代位置可为对称或不对称的。

[化学式2B-2ab]

由化学式2C表示的化合物可为化学式2C-1a或2C-1b的化合物。

[化学式2C-1a]

[化学式2C-1b]

在化学式2C-1a和2C-1b中，

Hal表示卤素(例如F、Cl、Br或I)，

m1和m2可为0至4(例如0至2)的整数，并且

R³和R⁴可各自独立地为氢、C1至C20烷基、C6至C10芳基或C2至C10杂芳基。

富勒烯衍生物是指在富勒烯上具有取代基的化合物。富勒烯可为C60至C540富勒烯，特别地C60、C70、C74、C76、C78、C80、C82、C84、C90、C96、C240或C540，但不限于此。

所述取代基可为取代或未取代的烷基、取代或未取代的芳基、取代或未取代的杂环基团、或其组合。所述烷基可为C1至C20烷基、例如C1至C10烷基。所述芳基可为C6至C20芳基、例如C6至C14芳基，并且具体地，可为苯基、萘基或蒽基。所述杂环基团可为C2至C20杂环基团、例如C2至C14杂环基团，并且具体地，可为呋喃基、噻吩基、吡咯基、唑基、吡啶基、喹啉基或咔唑基。取代的烷基、取代的芳基和取代的杂环基团可为被羧基或酯基取代的烷基、芳基或杂环基团。

富勒烯衍生物的具体实例可包括[6,6]-苯基-C61-丁酸甲酯(PC60BM)、双(1-[3-(甲氧基羰基)丙基]-1-苯基)-[6,6]C62(双-PCBM)、苯基-C70-丁酸甲酯(PC70BM)、茚-C60双加合物(ICBA)或茚-C60单加合物(ICMA)，但不限于此。

可以约1:0.1至约1:10的体积比(p型半导体化合物：n型半导体化合物)包括所述p型半导体化合物和所述n型半导体化合物。即，n型半导体化合物/p型半导体化合物的体积比可大于或等于约0.1、大于或等于约0.2、大于或等于约0.3、大于或等于约0.4、大于或等于约0.5、大于或等于约0.6、大于或等于约0.7、大于或等于约0.8、大于或等于约0.9、大于或等于约1、大于约1、大于或等于约1.1且小于或等于约10、小于或等于约9、小于或等于约8、小于或等于约7、小于或等于约6、小于或等于约5、小于或等于约4、小于或等于约3、小于或等于约2、小于或等于约1.5、小于或等于约1.4、或者小于或等于约1.3。在上述范围内，可提供具有优异的红外吸收性质的BHJ结构。

所述红外吸收组合物可吸收在红外波长区域内的光，并且所述红外吸收组合物的峰值吸收波长(λ_最大)可在例如如下的波长区域内：大于或等于约800nm、大于或等于约810nm、大于或等于约820nm、大于或等于约830nm、大于或等于约840nm、大于或等于约850nm、大于或等于约860nm、大于或等于约870nm、大于或等于约880nm、大于或等于约890nm、或者大于或等于约900nm。所述红外吸收组合物的峰值吸收波长(λ_最大)可在例如如下的波长区域内：小于或等于约3000nm、小于或等于约2900nm、小于或等于约2800nm、小于或等于约2700nm、小于或等于约2600nm、小于或等于约2500nm、小于或等于约2400nm、小于或等于约2300nm、小于或等于约2200nm、或者小于或等于约2100nm。

所述红外吸收组合物具有优异的吸收光并将其转换成电信号的光电转换效率，且因此可有效地用作光电器件的光电转换材料。

当前报道的光电器件在红外波长区域中呈现出约10^-2至10^-3mA/cm²的暗电流。然而，包括上述红外吸收组合物的光电器件可通过显示约10^-4mA/cm²的暗电流而改善包括光电器件的传感器的灵敏度。

所述p型半导体化合物和所述n型半导体化合物可为溶液加工的(溶液处理的，solution-processed)，使得可以低成本制造大面积的光电器件。

所述红外吸收组合物可应用于需要在红外波长区域内的吸收性质的多种领域。

所述红外吸收组合物同时具有在红外波长区域中的光吸收性质和光电性质，并可大大降低光电器件的暗电流，且因此可有效地用作用于光电器件的光电转换材料。

图1为根据一些实施方式的光电器件的横截面图。

参考图1，根据一些实施方式的光电器件100包括彼此面对的第一电极10和第二电极20以及在第一电极10和第二电极20之间的光活性层30。

基板(未示出)可设置在第一电极10或第二电极20一侧。基板可例如由以下制成(例如，可至少部分地包括以下)：无机材料，例如玻璃；有机材料，例如聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二酯、聚酰胺、聚醚砜或其组合；或硅晶片。可省略基板。

第一电极10或第二电极20之一为阳极，且另一个是阴极。例如，第一电极10可为阴极，并且第二电极20可为阳极。

第一电极10或第二电极20的至少一个可为光透射电极，并且光透射电极可例如由以下制成：导电氧化物，例如氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)、氧化锌(ZnO)、氧化锡(SnO₂)、氧化铝锡(AlTO)和/或氟掺杂的氧化锡(FTO)；或者单层或多层的金属薄层。当第一电极10和第二电极20之一是非光透射电极时，其可由例如不透明导体例如铝(Al)、银(Ag)或金(Au)制成。例如，第一电极10和第二电极20可全部为光透射电极。例如，第二电极20可为设置在光接收侧的光接收电极。

光活性层30包括包含上述p型半导体化合物和n型半导体化合物的红外吸收组合物。

光活性层30是其中p型半导体化合物和n型半导体化合物形成pn结的层(本征层，I层)，并且可通过如下产生激子：接收来自外部(例如，光活性层30的外部)的光，然后从产生的激子分离空穴和电子。

除了本征层之外，光活性层30可进一步包括p型层和/或n型层。所述p型层可包括p型半导体化合物，并且所述n型层可包括n型半导体化合物。例如，它们可以p型层/I层、I层/n型层、p型层/I层/n型层等各种组合被包括。

光电器件100可进一步包括在第一电极10和光活性层30和/或第二电极20和光活性层30之间的辅助层。所述辅助层可为电荷辅助层或光学辅助层。

该光电器件示于图2中。图2是示出根据一些实施方式的光电器件的横截面图。

参考图2，根据本实施方式的光电器件100′包括彼此面对的第一电极10和第二电极20以及在第一电极10和第二电极20之间的光活性层30，像上述实施方式一样。

然而，与上述实施方式不同，根据本实施方式的光电器件100′进一步包括分别在第一电极10与光活性层30之间以及在第二电极20与光活性层30之间的电荷辅助层40和45。电荷辅助层40和45促进从光活性层30分离的空穴和电子的移动以增加效率。

电荷辅助层40和45可包括选自以下的至少一种：用于促进空穴注入的空穴注入层(HIL)、用于促进空穴传输的空穴传输层(HTL)、用于防止电子传输的电子阻挡层(EBL)、用于促进电子注入的电子注入层(EIL)、用于促进电子传输的电子传输层(ETL)和用于防止空穴传输的空穴阻挡层(HBL)。

电荷辅助层40和/或45可包括例如有机材料、无机材料或有机-无机材料。所述有机材料可为具有空穴或电子特性的有机材料，并且所述无机材料可为例如金属氧化物，例如氧化钼、氧化钨或氧化镍。

电荷辅助层40和45可包括例如上述红外吸收组合物。

光学辅助层可设置在光电器件的光入射方向上。例如，当第二电极20是光接收电极时，光学辅助层可设置在光活性层30上。例如，光学辅助层可设置在第二电极20和光活性层30之间。

光电器件100和100′可进一步包括在第一电极10或第二电极20的一个表面上的抗反射层(未示出)。抗反射层设置在光入射侧处，并且降低入射光的光的反射率，且因此光吸收进一步改善。例如，当光从第一电极10进入时，抗反射层可设置在第一电极10上，而当光从第二电极20进入时，抗反射层可设置在第二电极20下。

抗反射层可包括例如具有约1.6至约2.5的折射率的材料，并且可包括例如具有在所述范围内的折射率的金属氧化物、半金属氧化物、金属硫化物和有机材料的至少一种。抗反射层可包括，例如，金属氧化物或半金属氧化物例如含铝的氧化物、含钼的氧化物、含钨的氧化物、含钒的氧化物、含铼的氧化物、含铌的氧化物、含钽的氧化物、含钛的氧化物、含镍的氧化物、含铜的氧化物、含钴的氧化物、含锰的氧化物、含铬的氧化物、含碲的氧化物或其组合；金属硫化物例如硫化锌；或有机材料例如胺衍生物，但不限于此。

在光电器件100和100′中，当光从第一电极10或第二电极20进入并且光活性层30吸收在期望的和/或替代地预定的波长区域内的光时，可在其内部产生激子。激子在光活性层30中分离成空穴和电子，并且分离的空穴被传输到作为第一电极10和第二电极20之一的阳极，并且分离的电子被传输到作为第一电极10和第二电极20的另一个的阴极，以使电流流动。

光电器件100和100′可应用于传感器例如图像传感器(CMOS图像传感器)、光电检测器、光学传感器(红外光传感器)、太阳能电池等，但不限于此。

图3是示出根据一些实施方式的图像传感器的横截面图。

根据实施方式的图像传感器200包括半导体基板110、绝缘层80和光电器件100。图3示出包括图1的光电器件100的图像传感器200，但图像传感器200也可包括图2的光电器件100′。

半导体基板110可为硅基板，并且集成有传输晶体管(未示出)和电荷存储器55。电荷存储器55可集成在各像素中。电荷存储器55电连接至光电器件100，并且电荷存储器55的信息可由传输晶体管传输。

金属线(未示出)和焊盘(垫)(未示出)形成在半导体基板110上。为了减小信号延迟，金属线和焊盘可由具有低电阻率的金属、例如铝(Al)、铜(Cu)、银(Ag)及其合金制成，但不限于此。此外，其不限于所述结构，且金属线和焊盘可设置在半导体基板110下。

绝缘层80形成在金属线和焊盘上。绝缘层80可由无机绝缘材料例如氧化硅和/或氮化硅、或者低介电常数(低K)材料例如SiC、SiCOH、SiCO和SiOF制成。绝缘层80具有暴露电荷存储器55的沟槽85。沟槽85可填充有填料。

前述传感器100形成在绝缘层80上。如上所述，光电器件100包括第一电极10、光活性层30和第二电极20。即使在图中作为实例示出其中第一电极10、光活性层30和第二电极20顺序地堆叠的结构，但本公开内容不限于该结构，并且第二电极20、光活性层30和第一电极10可以该顺序布置。

第一电极10和第二电极20可都为透明电极，并且光活性层30与上述相同。光活性层30可选择性地吸收红外波长区域中的光。来自第二电极20一侧的入射光可通过在光活性层30中主要吸收在红外波长区域中的光而被光电转换。

聚焦透镜(未示出)可进一步形成在光电器件100上。聚焦透镜可控制入射光的方向并将光聚集在一个区域中。聚焦透镜可具有例如圆柱或半球的形状，但是不限于此。

图4是示出根据一些实施方式的图像传感器的横截面图。

参考图4，根据实施方式的图像传感器300包括集成有光感测器件50a、50b和50c、传输晶体管(未示出)和电荷存储器55的半导体基板110、下部绝缘层60、滤色器70a、70b和70c、上部绝缘层80和光电器件100。图4示出包括图1的光电器件100的图像传感器300，但图像传感器300也可包括图2的光电器件100′。

半导体基板110可集成有光感测器件50a、50b和50c、传输晶体管(未示出)和电荷存储器55。光感测器件50a、50b和50c可为光电二极管。

光感测器件50a、50b和50c、传输晶体管和/或电荷存储器55可集成在各像素中。例如，光感测器件50a可被包括在红色像素中，光感测器件50b可被包括在绿色像素中，并且光感测器件50c可被包括在蓝色像素中。

光感测器件50a、50b和50c感测光，由光感测器件感测的信息可由传输晶体管传输，电荷存储器55电连接至光电器件100，并且电荷存储器55的信息可由传输晶体管传输。

金属线(未示出)和焊盘(未示出)形成在半导体基板110上。为了减小信号延迟，金属线和焊盘可由具有低电阻率的金属、例如铝(Al)、铜(Cu)、银(Ag)及其合金制成，但不限于此。此外，其不限于所述结构，且金属线和焊盘可设置在光感测器件50a和50b下。

下部绝缘层60形成在金属线和焊盘上。

滤色器70a、70b和70c形成在下部绝缘层60上。滤色器70a、70b和70c包括形成在红色像素中的红色滤色器70a、形成在绿色像素中的绿色滤色器70、和形成在蓝色像素中的蓝色滤色器70c。

上部绝缘层80形成在滤色器70a、70b和70c上。上部绝缘层80消除由滤色器70a、70b和和70c引起的台阶并使表面平坦化。

前述光电器件100形成在上部绝缘层80上。如上所述，光电器件100包括第一电极10、光活性层30和第二电极20。即使在图中作为示例示出其中第一电极10、光活性层30和第二电极20顺序地堆叠的结构，但本公开内容不限于该结构，并且第二电极20、光活性层30和第一电极10可以该顺序布置。

第一电极10和第二电极20可都为透明电极，并且光活性层30与上述相同。光活性层30可选择性地吸收近红外波长区域中的光。

来自第二电极20一侧的入射光可通过在光活性层30中主要吸收在近红外波长区域中的光而被光电转换。剩余波长区域中的光可通过第一电极10以及滤色器70a、70b和70c，通过滤色器70a的在红色波长区域中的光可由光感测器件50a感测，通过滤色器70b的在绿色波长区域中光可由光感测器件50b感测，且通过滤色器70c的在蓝色波长区域中的光可由光感测器件50c感测。

图5是示出根据一些实施方式的图像传感器的横截面图。

参考图5，根据实施方式的图像传感器400包括集成有红外光电荷存储器55IR、蓝色光电荷存储器55B、绿色光电荷存储器55G、红色光电荷存储器55R和传输晶体管(未示出)的半导体基板110、下部绝缘层65、蓝色光感测器件100B、绿色光感测器件100G、红色光感测器件100R和红外光感测器件100IR。

半导体基板110可为硅基板，并且红外光电荷存储器55IR、蓝色光电荷存储器55B、绿色光电荷存储器55G、红色光电荷存储器55R和传输晶体管(未示出)集成在其中。可针对各蓝色像素、绿色像素和红色像素集成蓝色光电荷存储器55B、绿色光电荷存储器55G和红色光电荷存储器55R。

在红外光感测器件100IR、蓝色光感测器件100B、绿色光感测器件100G和红色光感测器件100R中产生的电荷收集在红外光电荷存储器55IR、蓝色光电荷存储器、绿色光电荷存储器55G和红色光电荷存储器55R中，其分别电连接至红外光感测器件100IR、蓝色光感测器件100B、绿色光感测器件100G和红色光感测器件100R各自。

金属线(未示出)和焊盘(未示出)形成在半导体基板110上。为了减小信号延迟，金属线和焊盘可由具有低电阻率的金属、例如铝(Al)、铜(Cu)、银(Ag)及其合金制成，但不限于此。

下部绝缘层65可形成在金属线和焊盘上。下部绝缘层65可由无机绝缘材料例如氧化硅和/或氮化硅、或者低介电常数(低K)材料例如SiC、SiCOH、SiCO和SiOF制成。

蓝色光感测器件100B、绿色光感测器件100G、红色光感测器件100R和红色光感测器件100IR形成在下部绝缘层65上。蓝色光感测器件100B可包括第一电极10B、第二电极20B和配置为选择性地吸收在蓝色波长区域中的光的光活性层30B。绿色光感测器件100G可包括第一电极10G、第二电极20G和配置为选择性地吸收在绿色波长区域中的光的光活性层30G。红色光感测器件100R可包括第一电极10R、第二电极20R和配置为选择性地吸收在红色波长区域中的光的光活性层30R。红外光感测器件100IR可包括第一电极10IR、第二电极20IR和配置为选择性地吸收在红外光波长区域中的光的光活性层30IR。

第一电极10B、10G、10R和10IR以及第二电极20B、20G、20R和20IR可为光透射电极，并且可由例如透明导体例如氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)、氧化锌(ZnO)、氧化锡(SnO₂)、氧化铝锡(AlTO)和氟掺杂的氧化锡(FTO)制成，或者可为具有数纳米或数十纳米的厚度的金属薄膜、或掺杂有金属氧化物的具有数纳米至数十纳米的厚度的金属薄膜。

光活性层30B、30G、30R和30IR可包括p型半导体材料和n型半导体材料。蓝色光感测器件100B的光活性层30B可包括配置为选择性地吸收在蓝色波长区域中的光的p型半导体材料和配置为选择性地吸收在蓝色波长区域中的光的n型半导体材料，绿色光感测器件100G的光活性层30G可包括配置为选择性地吸收在绿色波长区域中的光的p型半导体材料和配置为选择性地吸收在绿色波长区域中的光的n型半导体材料，红色光感测器件100R的光活性层30R可包括配置为选择性地吸收在红色波长区域中的光的p型半导体材料和配置为选择性地吸收在红色波长区域中的光的n型半导体材料，以及红外光感测器件100IR的光活性层30IR可包括上述红外吸收组合物。红外光感测器件100IR可选择性地吸收在大于或等于约800nm且小于或等于约3000nm的红外区域中的光，而没有可见光区域的吸收。

图6是示出根据一些实施方式的图像传感器的横截面图。

参考图6，图像传感器500可包括集成有红外光电荷存储器55IR、蓝色光电荷存储器55B、绿色光电荷存储器55G、红色光电荷存储器55R和传输晶体管(未示出)的半导体基板110、下部绝缘层65、蓝色光感测器件100B、绿色光感测器件100G、红色光感测器件100R和红外光感测器件100IR。红外光感测器件100IR形成在蓝色光感测器件100B、绿色光感测器件100G和红色光感测器件100R的整个前表面上。其余配置与图5中所示的图像传感器相同，除了红外光感测器件100IR还在上部绝缘层90上延伸之外。

在图6的配置中，红外光感测器件100IR可存在于下部绝缘层65上，并且蓝色光感测器件100B、绿色光感测器件100G、红色光感测器件100R可设置在其上，并且上部绝缘层90可提供在红外光电荷存储器55IR上方的红外光感测器件100IR的部分上。具有这样的配置的图像传感器600在图7中示出。

红外光感测器件100IR可配置为选择性地吸收在大于或等于约800nm并且小于或等于约3000nm的红外区域中的光，并且具有大的吸收面积以改善效率。

根据本实施方式的传感器可包括具有不同功能的多个传感器。例如，具有不同功能的多个传感器的至少一个可为生物识别传感器，并且该生物识别传感器可为例如虹膜传感器、深度传感器、指纹传感器、血管分布传感器等，但不限于此。

例如，具有不同功能的多个传感器之一可为虹膜传感器，而另一个可为深度传感器。虹膜传感器通过如下识别人：使用每个人的独特虹膜特性，且特别地，在适当距离内拍摄用户的眼睛的图像、处理该图像并将其与他/她存储的图像进行比较。深度传感器通过与用户在适当距离内拍摄对象的图像并对其进行处理，而从其三维信息来识别对象的形状和位置。该深度传感器可例如用作面部识别传感器。

在实施方式中，多个传感器可包括，例如，配置为感测在红外波长区域中具有第一波长(λ₁)的红外区域中的光的第一红外光传感器和配置为感测在红外波长区域中具有第二波长(λ₂)的红外区域中的光的第二红外光传感器。

第一波长(λ₁)和第二波长(λ₂)可例如在约800nm至约3000nm的波长区域中不同，并且例如第一波长(λ₁)和第二波长(λ₂)之间的差异可大于或等于约30nm、大于或等于约50nm、大于或等于约70nm、大于或等于约80nm或大于或等于约90nm。

例如，第一波长(λ₁)和第二波长(λ₂)之一可属于约780nm至约900nm的波长区域，并且第一波长(λ₁)和第二波长(λ₂)的另一个可属于约830nm至约1000nm的波长区域。

例如，第一波长(λ₁)和第二波长(λ₂)之一可属于约780nm至约840nm的波长区域，并且第一波长(λ₁)和第二波长(λ₂)的另一个可属于约910nm至约970nm的波长区域。

例如，第一波长(λ₁)和第二波长(λ₂)之一可属于约800nm至约830nm的波长区域，并且第一波长(λ₁)和第二波长(λ₂)的另一个可属于约930nm至约950nm的波长区域。

例如，第一波长(λ₁)和第二波长(λ₂)之一可属于约805nm至约815nm的波长区域，并且第一波长(λ₁)和第二波长(λ₂)的另一个可属于约935nm至约945nm的波长区域。

例如，第一波长(λ₁)和第二波长(λ₂)之一可为约810nm，并且第一波长(λ₁)和第二波长(λ₂)的另一个可为约940nm。

图8是示出根据一些实施方式的包括多个传感器的图像传感器的横截面图。

根据本实施方式的图像传感器700包括双带通滤波器95、第一红外光传感器100A、绝缘层80以及集成有第二红外光传感器120的半导体基板110。第一红外光传感器100A和第二红外光传感器120堆叠。

双带通滤光器95可设置在第一红外光传感器100A的前侧上，并且可选择性地透射包括第一波长(λ₁)的红外光和包括第二波长(λ₂)的红外光，并且可阻挡和/或吸收其他光。这里，其他光可包括紫外(UV)和可见光区域中的光。

第一红外光传感器100A包括第一电极10、光活性层30和第二电极20。第一红外光传感器100A可与根据前述实施方式的光电器件100相同。

第二红外光传感器120可集成在半导体基板110中，并且可为光感测器件。半导体基板110可为例如硅基板，并且可集成有第二红外光传感器120、电荷存储器55和传输晶体管(未示出)。

第二红外光传感器120可为光电二极管，并且可感测进入的光，并且感测到的信息由传输晶体管传输。这里，进入第二红外光传感器120的光是通过双带通滤光器95和第一红外光传感器100A的光，并且可为在包括第二波长((λ₂)的期望的和/或替代地预定的区域中的红外光。在包括第一波长(λ₁)的期望的和/或替代地预定的区域中的所有红外光可被光活性层30吸收，并且可不到达第二红外光传感器120。在这种情况下，不单独地需要设置用于对于进入第二红外光传感器120的光的波长选择性的单独的滤光器。然而，对于当在包括第一波长(λ₁)的期望的和/或替代地预定的区域中的所有红外光未被光活性层30吸收的时候，可进一步设置第一红外光传感器100A和第二红外光传感器120之间的滤光器。

根据本实施方式的传感器可包括分别地单独执行功能的两个红外光传感器，并且因此可作为组合传感器工作。另外，单独执行功能的两个传感器在各像素中堆叠，且因此，在保持尺寸的同时，各传感器的执行功能的像素的数量是两倍地增加的，且结果，灵敏度可大大改善。

前述传感器可应用于例如多种电子设备，并且电子设备可包括例如照相机、便携式摄像机、内部具有它们的移动电话、显示设备、安全设备或医疗设备，但是不限于此。尽管未示出，但是图3至图8的图像传感器中的光感测器件和/或光传感器可被修改为进一步包括电荷辅助层40和45，像图2中的光电器件100′一样。

图9是根据实施方式的包括图像传感器的数字照相机的框图。

参考图9，数字照相机1000包括镜头1010、图像传感器1020、马达1030和引擎1040。图像传感器1020可为根据示于图3至8中的实施方式的图像传感器之一。

透镜1010将入射光聚集在图像传感器1020上。图像传感器1020对于通过透镜1010的接收的光产生RGB数据。

在实施方式中，图像传感器1020可与引擎1040接合(联系，interface)。

马达1030可响应于从引擎1040接收的控制信号来调节镜头1010的焦距或执行快门。引擎1040可控制图像传感器1020和马达1030。

引擎1040可连接到主机/应用1050。

图10是根据实施方式的电子设备的框图。

参考图10，电子设备1100可包括经由总线1110电耦合在一起的处理器1120、存储器1130和图像传感器1140。图像传感器1140可为根据前述实施方式之一的图像传感器。存储器1130(其可为非暂时性计算机可读介质)可存储指令程序和/或其他信息。存储器1130可为非易失性存储器例如闪存、相变随机存取存储器(PRAM)、磁阻RAM(MRAM)、电阻RAM(ReRAM)或铁电RAM(FRAM)，或易失性存储器例如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)或同步DRAM(SDRAM)。处理器1120可执行所存储的指令程序以执行一个或多个功能。例如，处理器1120可配置为处理由图像传感器1140产生的电信号。处理器1120可配置为基于这样的处理产生输出(例如，待在显示界面上显示的图像)。

以上公开的要素的一种或多种可包括以下或在以下中实施：处理电路，例如包括逻辑电路的硬件；硬件/软件组合，例如执行软件的处理器；或其组合。例如，处理电路更具体地可包括，但不限于，中央处理单元(CPU)、算术逻辑单元(ALU)、数字信号处理器、微机、现场可编程门阵列(FPGA)、片上系统(SoC)、可编程逻辑单元、微处理器、专用集成电路(ASIC)等。

在下文中，将参考实施例更详细地说明实施方式。然而，这些实施例是非限制性的，并且发明构思不限于此。

光电器件的制造

实施例1

将ITO溅射在玻璃基板上以形成约150nm厚的阳极，并沉积PEDOT(聚(3，4-亚乙基二氧噻吩))以形成45nm厚的空穴传输层(HTL)。随后，在空穴传输层(HTL)上，旋涂通过将由化学式1A-1a表示的化合物(p型半导体化合物，八丁氧基萘酞菁二氯化锡)和PC60BM([6,6]-苯基-C61-丁酸甲酯，n型半导体化合物)分散在氯苯溶剂中制备的溶液以形成150nm厚的光活性层。在此，以1:3的体积比(p:n)使用p型半导体化合物和n型半导体化合物。在光活性层上，沉积C60以形成30nm厚的辅助层。在辅助层上，沉积Ag以形成20nm厚的阴极。随后，在阴极上，使用玻璃板进行密封以制造光电器件。

[化学式1A-1a]

在化学式1A-1a中，

两个R^1a、两个R^2a、两个R^3a和两个R^4a为O(CH₂)₃CH₃。

实施例2

在玻璃基板上，溅射ITO以形成约150nm厚的阳极，并在其上沉积氧化钼(MoO_x,0<x≤3)以形成20nm厚的电荷辅助层。在电荷辅助层上，旋涂通过将由化学式1A-1a表示的化合物(p型半导体化合物)和由化学式2B-1aa表示的化合物(n型半导体化合物)分散在氯苯溶剂中获得的溶液以形成150nm厚的光活性层。在此，以1:1.2的体积比(p:n)使用p型半导体化合物和n型半导体化合物。在光活性层上，沉积C60以形成30nm厚的辅助层。在辅助层上，沉积ITO以形成7nm厚的阴极。随后，使用玻璃板进行密封以制造光电器件。

[化学式2B-1aa]

实施例3

根据与实施例2相同的方法制造光电器件，除了如下之外：使用由化学式2B-1ab表示的化合物代替由化学式2B-1aa表示的化合物。

[化学式2B-1ab]

由化学式2B-1ab表示的化合物是具有F的对称取代位置的化合物和具有F的不对称取代位置的化合物的混合物(1-Material Inc.的FOIC)。

实施例4

根据与实施例2相同的方法制造光电器件，除了如下之外：使用PC70BM代替由化学式2B-1aa表示的化合物。

对比例1

在玻璃基板上，溅射ITO以形成约150nm厚的阳极，并在其上沉积PEDOT(聚(3,4-亚乙基二氧噻吩))以形成45nm厚的空穴传输层(HTL)。随后，在空穴传输层(HTL)上，旋涂通过将由化学式1A-1a表示的化合物(p型半导体化合物)分散在氯苯溶剂中制备的溶液以形成25nm厚的p-型层，并沉积C60以形成30nm厚的n型层。在n型层上，沉积Ag以形成20nm厚的阴极。随后，在阴极上，使用玻璃板进行密封以制造光电器件。

外量子效率和暗电流的评价

关于外量子效率对根据实施例1和对比例1的光电器件进行评价，且结果示于表1中。外量子效率(EQE)是以入射光子对电流效率(IPCE)方法在3V下在400nm至1500nm的波长下评价的。在此，根据Si和Ge光电二极管参照物进行设备校准。

(表1)

参照表1，与对比例1的光电器件相比，实施例1的光电器件呈现出20倍或更多的增加的EQE。关于暗电流(DC)对根据实施例2至4的光电器件进行评价，且结果示于表2中。另外，在将根据实施例2至4的光电器件在140℃下退火之后，评价暗电流，且结果示于表2中。在使用由Keithley Instruments制造的设备获得从-5V到5V的电流密度-电压(J-V)曲线之后，通过使用在3V下的值评价暗电流。

(表2)

参考表2，根据实施例2至4的光电器件呈现出改善的电流特性和即使在退火之后的优异的暗电流特性。

尽管已经描述了一些实例实施方式，但是将理解，发明构思不限于所公开的实施方式。相反，发明构思旨在覆盖所附权利要求的精神和范围内所包括的多种修改和等同布置。