[go: up one dir, main page]

JP6536940B2 - 高分子化合物、有機光電変換素子、及び該素子の製造方法 - Google Patents

高分子化合物、有機光電変換素子、及び該素子の製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JP6536940B2
JP6536940B2 JP2015050874A JP2015050874A JP6536940B2 JP 6536940 B2 JP6536940 B2 JP 6536940B2 JP 2015050874 A JP2015050874 A JP 2015050874A JP 2015050874 A JP2015050874 A JP 2015050874A JP 6536940 B2 JP6536940 B2 JP 6536940B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
formula
photoelectric conversion
alkyl group
represented
general formula
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2015050874A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2016169328A (ja
Inventor
正樹 堀江
正樹 堀江
書維 張
書維 張
豪志 武藤
豪志 武藤
近藤 健
健 近藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
National Tsing Hua University NTHU
Original Assignee
National Tsing Hua University NTHU
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by National Tsing Hua University NTHU filed Critical National Tsing Hua University NTHU
Priority to JP2015050874A priority Critical patent/JP6536940B2/ja
Publication of JP2016169328A publication Critical patent/JP2016169328A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6536940B2 publication Critical patent/JP6536940B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/549Organic PV cells
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Electroluminescent Light Sources (AREA)
  • Polyoxymethylene Polymers And Polymers With Carbon-To-Carbon Bonds (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)

Description

本発明は、新規な高分子化合物、該高分子化合物を含む光電変換層を有する有機光電変換素子及び該素子の製造方法に関する。
近年、地球温暖化の抑制、原子力発電代替等の理由で、火力、原子力以外のエネルギーによる発電に関する開発が注目され、とりわけ、クリーンエネルギーの代表格である太陽光発電の変換効率の向上に関する開発が、世界規模で推進されている。
このような状況下で、有機薄膜太陽電池は、シリコン系太陽電池に比べ、軽量、フレキシブルまた比較的低温での製造が容易でかつ大面積化が可能であり、トータルでも低コストで製造できるため、次世代の太陽電池として注目されている。しかしながら、有機薄膜を使用した太陽電池の発電効率は、シリコン系太陽電池に比べ低い値に留まっており、家庭用向け等の発電用途はもとより、野外(太陽光下)での携帯情報端末用途のバッテリー源、又は車載用の低消費電力機器用途のバッテリー源としての実用化に当たっても、発電変換効率の向上が重要な課題となっている。これに加え、近年、例えば、窓に設置し、窓としての機能である採光はもとより、発電が可能で、冷房コストも下げられるシースルー型有機薄膜太陽電池に注目が集められている。また、通常、シースルー型有機薄膜太陽電池は、特許文献1に示されるように、基板上に、第1の透明電極と、バルクヘテロ接合型の光電変換層と、第2の透明電極とを積層した構造を有している。このため、有機薄膜太陽電池の外観色としては、基本的には、光電変換層(薄膜)の有する透過色が支配的に反映されたものとなっている。
さらに、特願2013−084162には、高分子化合物であるドナー(有機p型半導体)と、アクセプター(有機n型半導体)としてのC[70]フラーレン誘導体とを用いた混合物から得られる、シースルー型有機薄膜太陽電池に用いられるバルクヘテロ接合型光電変換層が開示されている。
特開2012−69803号公報
特願2013−084162のバルクヘテロ接合型光電変換層は、透過率が70%程度と高く、着色(有彩色でなく無彩色)も少ないものであった。しかしながら、本発明者等が、さらに検討を行ったところ、耐熱性が十分ではなく、しかも溶剤に対する溶解性が高く、例えば、有機薄膜太陽電池の陰極形成に用いられる銀ペーストの焼成温度である120〜150℃程度での熱処理において、さらに光電変換効率が低下するという新たな問題を見出した。
本発明は、上記問題を鑑み、バルクヘテロ接合型光電変換層を構成する高分子化合物、また、該高分子化合物を含む、耐熱性及び耐溶剤性に優れ、光電変換効率が高く、かつ無彩色で透明な、光電変換層を有する有機光電変換素子及び該有機光電変換素子の製造方法を提供することを課題とする。
本発明者らは、下記に示す、高分子化合物とC[70]フラーレン誘導体とを含むバルクへテロ型光電変換層を用いることにより、上記課題を解決しうることを見出し、本発明を完成した。
すなわち、本発明は、以下の[1]〜[20]を提供するものである。
[1]下記一般式(1)又は一般式(2)で表される、高分子化合物。


(式(1)又は式(2)中、Yは、下記式(3)〜式(7)のいずれかで表される2価の構成単位を示し、Rはそれぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜16のアルキル基又は置換アルキル基、又は炭素数1〜12のアルコキシ基を示し、Rは水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜16のアルキル基又は置換アルキル基を示し、Rはそれぞれ独立に、水素原子又は下記式(8)で表され、少なくとも1つは下記式(8)で表される。R’はそれぞれ独立に、炭素数1〜16のアルキル基、炭素数1〜12のアルコキシ基、アミノ基、炭素数1〜16のアルキル基を置換基として有するモノ置換アミノ基、炭素数1〜16のアルキル基を置換基として有するジ置換アミノ基、水酸基であり、pは1〜5の整数である。
m、nは繰り返し単位数を示し、mは2〜100であり、nは1〜50である。
式(4)中、Rbは、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜16のアルキル基又は置換アルキル基を示し、式(7)中、Rcは、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜16のアルキル基又は置換アルキル基を示し、式(3)中、kは繰り返し単位数を示し、1〜5である。)


[2]前記一般式(1)中のRが、それぞれ独立に炭素数1〜16のアルキル基又は置換アルキル基であり、式(8)中のR’が、それぞれ独立に炭素数1〜6のアルコキシ基、アミノ基又は炭素数1〜6のアルキル基を置換基として有するモノ置換アミノ基であり、Yが、前記式(3)又は式(4)で表される2価の構成単位である、一般式(1)で表される上記[1]に記載の高分子化合物。
[3]前記一般式(2)中のRが、それぞれ独立に炭素数1〜16のアルキル基又は置換アルキル基であり、式(8)中のR’が、それぞれ独立に炭素数1〜6のアルコキシ基、アミノ基又は炭素数1〜6のアルキル基を置換基として有するモノ置換アミノ基であり、Yが、前記式(3)又は式(6)で表される2価の構成単位である、一般式(2)で表される上記[1]に記載の高分子化合物。
[4]前記一般式(1)中のRが、それぞれ独立に炭素数1〜16のアルキル基又は置換アルキル基であり、式(8)中のpが1であり、R’がメトキシ基であり、Yが、下記式(9)で表される2価の構成単位である、一般式(1)で表される上記[1]又は[2]に記載の高分子化合物。

[5]前記一般式(2)中のRが、それぞれ独立に炭素数1〜16のアルキル基又は置換アルキル基であり、式(8)中のpが1であり、R’がメトキシ基であり、Yが、前記式(6)で表される2価の構成単位である、一般式(2)で表される上記[1]又は[3]に記載の高分子化合物。
[6]前記一般式(1)中のm:nが、97:3〜50:50である、一般式(1)で表される上記[1]、[2]又は[4]に記載の高分子化合物。
[7]前記一般式(2)中のm:nが、97:3〜50:50である、一般式(2)で表される上記[1]、[3]又は[5]に記載の高分子化合物。
[8]バルクヘテロ型光電変換層を有する有機光電変換素子であって、該バルクヘテロ型光電変換層が下記一般式(1)又は一般式(2)で表される高分子化合物とC[70]フラーレン誘導体とを含む、有機光電変換素子。


(式(1)又は式(2)中、Yは、下記式(3)〜式(7)のいずれかで表される2価の構成単位を示し、Rはそれぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜16のアルキル基又は置換アルキル基、又は炭素数1〜12のアルコキシ基を示し、Rは水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜16のアルキル基又は置換アルキル基を示し、Rはそれぞれ独立に、水素原子又は下記式(8)で表され、少なくとも1つは下記式(8)で表される。R’はそれぞれ独立に、炭素数1〜16のアルキル基、炭素数1〜12のアルコキシ基、アミノ基、炭素数1〜16のアルキル基を置換基として有するモノ置換アミノ基、炭素数1〜16のアルキル基を置換基として有するジ置換アミノ基、水酸基であり、pは1〜5の整数である。
m、nは繰り返し単位数を示し、mは2〜100であり、nは1〜50である。
式(4)中、Rbは、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜16のアルキル基又は置換アルキル基を示し、式(7)中、Rcは、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜16のアルキル基又は置換アルキル基を示し、式(3)中、kは繰り返し単位数を示し、1〜5である。)


[9]前記一般式(1)中のRが、それぞれ独立に炭素数1〜16のアルキル基又は置換アルキル基であり、式(8)中のR’が、それぞれ独立に炭素数1〜6のアルコキシ基、アミノ基又は炭素数1〜6のアルキル基を置換基として有するモノ置換アミノ基であり、Yが、前記式(3)又は式(4)で表される2価の構成単位である、上記[8]に記載の有機光電変換素子。
[10]前記一般式(2)中のRが、それぞれ独立に炭素数1〜16のアルキル基又は置換アルキル基であり、式(8)中のR’が、それぞれ独立に炭素数1〜6のアルコキシ基、アミノ基又は炭素数1〜6のアルキル基を置換基として有するモノ置換アミノ基であり、Yが、前記式(3)又は式(6)で表される2価の構成単位である、上記[8]に記載の有機光電変換素子。
[11]前記一般式(1)中のRが、それぞれ独立に炭素数1〜16のアルキル基又は置換アルキル基であり、式(8)中のpが1であり、R’がメトキシ基であり、Yが、下記式(9)で表される2価の構成単位である、上記[8]又は[9]に記載の有機光電変換素子。

[12]前記一般式(2)中のRが、それぞれ独立に炭素数1〜16のアルキル基又は置換アルキル基であり、式(8)中のpが1であり、R’がメトキシ基であり、Yが、前記式(6)で表される2価の構成単位である、上記[8]又は[10]に記載の有機光電変換素子。
[13]前記バルクヘテロ型光電変換層を構成する前記一般式(1)又は一般式(2)で表される高分子化合物とC[70]フラーレン誘導体との質量比が、1:2〜1:5である、上記[8]〜[12]のいずれか1項に記載の有機光電変換素子。
[14]C[70]フラーレン誘導体が、PC[70]BMである、上記[8]〜[13]のいずれか1項に記載の有機光電変換素子。
[15]前記バルクヘテロ型光電変換層は、下記一般式(I)で表される脂肪族チオール及び下記一般式(II)で表されるヨウ素化合物の少なくとも一方を含む、上記[8]〜[14]のいずれか1項に記載の有機光電変換素子。

(式中、Rは炭素数3〜15のアルキレン基を示し、Rは炭素数3〜15のアルキレン基を示す。)
[16]前記脂肪族チオールがオクタンジチオールであり、前記ヨウ素化合物がジヨードオクタンである、上記[15]に記載の有機光電変換素子。
[17]前記バルクヘテロ型光電変換層の可視光領域の透過率が、厚さが100nmで、50%以上である、上記[8]〜[16]のいずれか1項に記載の有機光電変換素子。
[18]前記バルクヘテロ型光電変換層が、厚さが100nmで、JIS Z 8729−1994に規定されるCIE(国際照明委員会)L***表色系において、C光源及び2°視野条件で測定される彩度C*値が10以下である、上記[8]〜[17]のいずれか1項に記載の有機光電変換素子。
[19]上記[8]〜[18]のいずれか1項に記載の有機光電変換素子を含む、有機薄膜太陽電池。
[20]上記[8]〜[18]のいずれか1項に記載の有機光電変換素子の製造方法であって、透明基板上に陽極となる電極を形成する工程、
前記一般式(1)又は一般式(2)で表される高分子化合物と前記C[70]フラーレン誘導体とを含むバルクヘテロ型光電変換層を形成する工程、
陰極となる電極を形成する工程、
を含む、有機光電変換素子の製造方法。
本発明によれば、バルクヘテロ接合型光電変換層を構成する高分子化合物、また、該高分子化合物を含む、耐熱性及び耐溶剤性に優れ、光電変換効率が高く、かつ無彩色で透明な、光電変換層を有する有機光電変換素子及び該有機光電変換素子の製造方法を提供することができる。
本発明の有機光電変換素子の一例を示す断面図である。 本発明の有機光電変換素子の陰極の一例を示す平面図又は斜視図であり、(a)はストライプ電極、メッシュ電極の平面図であり、(b)は金属層に透明導電層を積層した透過性ベタ電極の斜視図である。
[高分子化合物]
本発明の高分子化合物は、下記一般式(1)又は一般式(2)で表される。
式(1)又は式(2)中、mは繰り返し単位の数を示し、2〜100である。mが2未満であると、π電子共役系が充分に伸長しないため、十分な太陽光吸収効率が得られず好ましくない。また、mが100を超えると、溶媒への溶解性が低下し、湿式法による成膜が困難になるため好ましくない。このため、mとしては、好ましくは5〜90、より好ましくは10〜50である。
同様に、式(1)又は式(2)中、nは繰り返し単位の数を示し、1〜50である。nが1未満であると、架橋反応が起こらない。また、nが50を超えると、溶解性が著しく低下しまう。このため、nとしては、好ましくは1〜40、さらに好ましくは1〜30である。
なお、上記m、nは、ポリマーの重量平均分子量を基に算出される値であり、上記重量平均分子量は、実施例に記載の方法により測定された値である。
また、本発明において、一般式(1)又は一般式(2)で表される共重合体については、ランダム共重合体であっても、ブロック共重合体であってもよい。合成が簡便である観点から、ランダム共重合体が好ましい。
式(1)又は式(2)中、m、nにかかる繰り返し単位の数の比、すなわち、m:nが好ましくは97:3〜50:50、より好ましくは95:5〜60:40、さらに好ましくは95:5〜70:30である。m:nがこの範囲にあれば、熱架橋後において、耐熱性及び耐溶剤性が向上する。
式(1)又は式(2)中、Rは、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜16のアルキル基又は置換アルキル基、炭素数1〜12のアルコキシ基を示す。
炭素数1〜16のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、s−ブチル基、t−ブチル基、ペンチル基(異性体を含む)、ヘキシル基(異性体を含む)、ヘプチル基(異性体を含む)、オクチル基(異性体を含む)、ノニル基(異性体を含む)、デシル基(異性体を含む)、ウンデシル基(異性体を含む)、及びドデシル基(異性体を含む)等が挙げられる。
炭素数1〜16の置換アルキル基としては、上記のアルキル基の水素原子が、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等のハロゲン原子や、酸素原子、ケイ素原子、硫黄原子、リン原子等で置換されたアルキル基が挙げられる。
炭素数1〜12のアルコキシ基としては、上記のアルキル基と同様である。
これらの中でも、溶媒への溶解性を向上させる観点から、炭素数1〜16のアルキル基又は置換アルキル基が好ましく、アルキル基がより好ましい。また、Rが、同一であることが好ましい。さらに、アルキル基の中でも、炭素数6〜15のアルキル基が好ましく、2−エチルヘキシル基がより好ましい。
式(1)又は式(2)中、Rはそれぞれ独立に、水素原子又は下記式(8)で表され、少なくとも1つは下記式(8)で表される。R’はそれぞれ独立に、炭素数1〜16のアルキル基、炭素数1〜12のアルコキシ基、アミノ基、炭素数1〜16のアルキル基を置換基として有するモノ置換アミノ基、炭素数1〜16のアルキル基を置換基として有するジ置換アミノ基、水酸基である。すなわち、本発明の一般式(1)又は(2)で表される共重合体の構成単位である一方のモノマーを、4,4−ビス(5−ヘキセニル)−4H−シクロペンタ[2,1−b;3,4−b’]ジチオフェンの側鎖末端の二重結合を構成する炭素原子に、ベンゼン環上に電子供与性基を有する置換基を少なくとも1つ導入した化学構造とすることにより、熱架橋後、耐熱性と耐溶剤を付与することができる。
なお、本発明の式(8)において、ベンゼン環上の炭素原子から出ている結合手は、前記二重結合の炭素原子に直接結合するものとする。
炭素数1〜16のアルキル基としては、前述したアルキル基と同様である。炭素数1〜12のアルコキシ基としては、上記のアルキル基と同様である。炭素数1〜16のアルキル基を置換基として有するモノ置換又はジ置換アミノ基としては、前述したアルキル基から選ばれる置換基を有するモノアルキル置換又はジアルキル置換アミノ基が挙げられる。
この中で、炭素数1〜6のアルコキシ基、アミノ基、炭素数1〜6のアルキル基を置換基として有するジ置換アミノ基が好ましく、より好ましくはメトキシ基、アミノ基であり、さらに好ましくは、メトキシ基である。

また、pは1〜5の整数であり、好ましくは耐熱性向上の観点から1又は2である。
式(8)において、pが1で、R’がメトキシ基である4−メトキシフェニレン基、3−メトキシフェニレン基又は2−メトキシフェニレン基が好ましく、4−メトキシフェニレン基がさらに好ましい。
としては、すべて式(8)であることが好ましく、pが1で、4−メトキシフェニレン基であることがさらに好ましい。
式(2)中、Rは、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜16のアルキル基又は置換アルキル基を示す。炭素数1〜16のアルキル基又は置換アルキル基は、上述した、Rと同じである。これらの中でも、溶媒への溶解性を向上させる観点から、炭素数1〜16のアルキル基又は置換アルキル基が好ましく、アルキル基がより好ましい。また、アルキル基の中でも、炭素数6〜15のアルキル基が好ましく、n−ヘキシル基がより好ましい。
式(1)又は式(2)中、Yは、下記式(3)〜(7)のいずれかで表される2価の構成単位を示す。
式(3)中のkは、繰り返し単位数を示し、1〜5である。好ましくは,1〜3であり、さらに好ましくは2である。式(4)中のRbは、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜16のアルキル基又は置換アルキル基を示す。炭素数1〜16のアルキル基又は置換アルキル基は、上述した、Rと同じである。これらの中でも、炭素数1〜16のアルキル基又は置換アルキル基が好ましく、溶媒への溶解性を向上させるという観点から、炭素数6〜15のアルキル基が好ましく、炭素数6〜10のアルキル基がより好ましい。
式(7)中のRcは、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜16のアルキル基又は置換アルキル基を示す。炭素数1〜16のアルキル基又は置換アルキル基は、上述した、Rと同じである。これらの中でも、炭素数1〜16のアルキル基又は置換アルキル基が好ましく、溶媒への溶解性を向上させるという観点から、炭素数6〜15のアルキル基がより好ましく、炭素数6〜10のアルキル基がより好ましい。
式(1)中、Yが、前記式(3)又は(4)で表される2価の構成単位であることが好ましく、より好ましくは、Yが、下記式(9)で表される2価の構成単位である。
式(2)中、Yが、前記式(3)又は(6)で表される2価の構成単位であることが好ましく、より好ましくは、Yが、前記式(6)で表される2価の構成単位である。
[高分子化合物の合成方法]
本発明の高分子化合物は、公知の方法で合成することができ、特に制限はないが、一般式(1)で表される高分子化合物は、例えば、以下の合成スキームに従って合成することができる。すなわち、金属触媒の存在下で、高分子化合物を構成する各モノマーをカップリング反応により重合させる方法により、合成することができる。
工程1、2は、一般式(1)における出発原料をハロゲン化して中間体を合成する工程である。その際に用いる試薬としては、例えば、N−ブロモコハク酸イミド等が挙げられる。
工程3は、上記中間体と上記式(3)〜(7)のいずれかで表される2価の構成単位Yを有するモノマー又は4,4−ビス(5−ヘキセニル)−4H−シクロペンタ[2,1−b;3,4−b’]ジチオフェンとを、金属錯体触媒の存在下で、カップリング反応により重合し、さらにベンゼン環上に電子供与性基を有する置換基(式(8))を導入し、本発明の高分子化合物を合成する工程である。その際に用いる反応としては、特に限定されず、例えば、鈴木カップリング反応、スティルカップリング反応、熊田カップリング等を用いることができる。
金属錯体としては、特に制限されず、例えば、銅錯体、ニッケル錯体、パラジウム錯体等の還元触媒が挙げられる。これらの中でも、ニッケル錯体、パラジウム錯体が好ましい。
ニッケル錯体としては、例えば、ビス(1,5−シクロオクタジエン)ニッケル、テトラキス(トリフェニルホスフィン)ニッケル、ジクロロ(2,2’−ビピリジン)ニッケル等が挙げられ、これらの中でも、重合性能の観点から、ビス(1,5−シクロオクタジエン)ニッケルが好ましい。
パラジウム錯体の例としては、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム、ジクロロ{1,3−ビス(ジフェニルホスフィン)プロパン}パラジウム、トリス(ジベンジリデン)ジパラジウム等が挙げられる。これらの中でも、重合性能の観点から、トリス(ジベンジリデン)ジパラジウムが好ましい。
なお、これらの金属錯体は、単独で又は2種以上組み合わせて用いてもよい。
工程3は、通常は、空気中又は不活性雰囲気下で行われ、好ましくは、不活性雰囲気下で行われる。不活性雰囲気としては、窒素ガス又はアルゴンガス雰囲気が挙げられる。
重合反応は、特に制限されないが、加熱還流下で行うことが好ましい。加熱温度としては、通常室温〜180℃、好ましくは80〜150℃、より好ましくは80〜120℃である。重合反応時の圧力としては、特に制限はないが、通常は常圧で行う。
重合時間としては、使用するモノマーや触媒の種類、重合時の温度や圧力等によっても異なるが、通常1〜240時間、好ましくは20〜120時間である。
一般式(2)で表される高分子化合物は、一般式(1)で表される高分子化合物の合成方法と同様に、例えば、金属触媒の存在下で、高分子化合物を構成するモノマーをカップリング反応により重合させる方法により、合成することができる。
すなわち、出発原料をハロゲン化して中間体を合成し、中間体と上記式(3)〜(7)のいずれかで表される2価の構成単位Yを有するモノマー又は4,4−ビス(5−ヘキセニル)−4H−シクロペンタ[2,1−b;3,4−b’]ジチオフェンとを、金属触媒の存在下で、カップリング反応により重合し、さらにベンゼン環上に電子供与性基を有する置換基(式(8))を導入し、本発明の高分子化合物を合成することで、一般式(2)で表される高分子化合物を合成することができる。その際に用いる反応としては、特に限定されず、例えば、鈴木カップリング反応、スティルカップリング反応、直接アリール化反応等を用いることができる。
なお、m、nにかかる繰り返し単位の数の比は、反応スタート時のモノマーの混合比を適宜調整することで制御することができる。
[有機光電変換素子]
本発明の有機光電変換素子は、バルクヘテロ型光電変換層を有する有機光電変換素子であって、該バルクヘテロ型光電変換層が下記一般式(1)又は一般式(2)で表される高分子化合物とC[70]フラーレン誘導体とを含む有機光電変換素子である。
式(1)又は式(2)中、mは繰り返し単位の数を示し、2〜100である。mが2未満であると、π電子共役系が充分に伸長しないため、十分な太陽光吸収効率が得られず好ましくない。また、mが100を超えると、溶媒への溶解性が低下し、湿式法による成膜が困難になるため好ましくない。このため、mとしては、好ましくは5〜90、より好ましくは10〜50である。
同様に、式(1)又は式(2)中、nは繰り返し単位の数を示し、1〜50である。nが1未満であると、架橋反応が起こらない。また、nが50を超えると、溶解性が著しく低下しまう。このため、nとしては、好ましくは1〜40、さらに好ましくは1〜30である。
なお、上記m、nは、ポリマーの重量平均分子量を基に算出される値であり、上記重量平均分子量は、実施例に記載の方法により測定された値である。
式(1)又は式(2)中、m、nにかかる繰り返し単位の数の比、すなわち、m:nが好ましくは97:3〜50:50、より好ましくは95:5〜60:40、さらに好ましくは95:5〜70:30である。m:nがこの範囲であると、熱架橋後において、耐熱性及び耐溶剤性が向上することから、本発明の化合物を用いて光電変換デバイスを製造する場合、後工程で、より高温でのアニール処理等が可能になり、デバイスの特性向上、又は熱処理を必須とする湿式法による塗布工程を導入できることから、コストダウン、生産性の向上に繋がる。
式(1)又は式(2)中、Rは、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜16のアルキル基又は炭素数1〜16の置換アルキル基、炭素数1〜12のアルコキシ基を示す。
炭素数1〜16のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、s−ブチル基、t−ブチル基、ペンチル基(異性体を含む)、ヘキシル基(異性体を含む)、ヘプチル基(異性体を含む)、オクチル基(異性体を含む)、ノニル基(異性体を含む)、デシル基(異性体を含む)、ウンデシル基(異性体を含む)、及びドデシル基(異性体を含む)等が挙げられる。
炭素数1〜16の置換アルキル基としては、上記のアルキル基の水素原子が、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等のハロゲン原子や、酸素原子、ケイ素原子、硫黄原子、リン原子等で置換されたアルキル基が挙げられる。
炭素数1〜12のアルコキシ基としては、上記のアルキル基と同様である。
これらの中でも、溶媒への溶解性を向上させる観点から、炭素数1〜16のアルキル基又は置換アルキル基が好ましく、アルキル基がより好ましい。また、Rが、同一であることが好ましい。さらに、アルキル基の中でも、炭素数6〜15のアルキル基が好ましく、2−エチルヘキシル基がより好ましい。
式(1)又は式(2)中、Rはそれぞれ独立に、水素原子又は下記式(8)で表され、少なくとも1つは下記式(8)で表される。R’はそれぞれ独立に、炭素数1〜16のアルキル基、炭素数1〜12のアルコキシ基、アミノ基、炭素数1〜16のアルキル基を置換基として有するモノ置換アミノ基、炭素数1〜16のアルキル基を置換基として有するジ置換アミノ基、水酸基である。すなわち、本発明の一般式(1)又は(2)で表される共重合体の構成単位である一方のモノマーを、4,4−ビス(5−ヘキセニル)−4H−シクロペンタ[2,1−b;3,4−b’]ジチオフェンの側鎖末端の二重結合を構成する炭素原子に、ベンゼン環上に電子供与性基を有する置換基を少なくとも1つ導入した化学構造とすることにより、熱架橋により、成膜後の耐熱性と耐溶剤を付与することができる。
炭素数1〜16のアルキル基としては、前述したアルキル基と同様である。炭素数1〜12のアルコキシ基としては、上記のアルコキシ基と同様である。炭素数1〜16のアルキル基を置換基として有するモノ置換又はジ置換アミノ基としては、前述したアルキル基から選ばれる置換基を有するモノアルキル置換又はジアルキル置換アミノ基が挙げられる。
この中で、炭素数1〜6のアルコキシ基、アミノ基、炭素数1〜6のアルキル基を置換基として有するジ置換アミノ基が好ましく、より好ましくはメトキシ基、アミノ基であり、さらに好ましくは、メトキシ基である。

また、pは1〜5の整数であり、好ましくは、耐熱性向上の観点から1又は2である。
式(8)において、pが1で、R’がメトキシ基である4−メトキシフェニレン基、3−メトキシフェニレン基又は2−メトキシフェニレン基が好ましく、4−メトキシフェニレン基がさらに好ましい。
としては、すべて式(8)であることが好ましく、pが1で4−メトキシフェニレン基であることがさらに好ましい。
式(2)中、Rは、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜16のアルキル基又は置換アルキル基を示す。炭素数1〜16のアルキル基又は置換アルキル基は、上述した、Rと同じである。これらの中でも、溶媒への溶解性を向上させる観点から、炭素数1〜16のアルキル基又は置換アルキル基が好ましく、アルキル基がより好ましい。また、アルキル基の中でも、炭素数6〜15のアルキル基が好ましく、n−ヘキシル基がより好ましい。
式(1)又は式(2)中、Yは、下記式(3)〜(7)のいずれかで表される2価の構成単位を示す。
式(3)中のkは、繰り返し単位数を示し、1〜5である。好ましくは,1〜3であり、さらに好ましくは2である。式(4)中のRbは、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜16のアルキル基又は置換アルキル基を示す。炭素数1〜16のアルキル基又は置換アルキル基は、上述した、Rと同じである。これらの中でも、炭素数1〜16のアルキル基又は置換アルキル基が好ましく、溶媒への溶解性を向上させるという観点から、炭素数6〜15のアルキル基が好ましく、炭素数6〜10のアルキル基がより好ましい。
式(7)中のRcは、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜16のアルキル基又は置換アルキル基を示す。炭素数1〜16のアルキル基又は置換アルキル基は、上述した、Rと同じである。これらの中でも、炭素数1〜16のアルキル基又は置換アルキル基が好ましく、溶媒への溶解性を向上させるという観点から、炭素数6〜15のアルキル基がより好ましく、炭素数6〜10のアルキル基がより好ましい。
式(1)中、Yが、前記式(3)又は(4)で表される2価の構成単位であることが好ましく、より好ましくは、Yが、下記式(8)で表される2価の構成単位である。
式(2)中、Yが、前記式(3)又は(6)で表される2価の構成単位であることが好ましく、より好ましくは、Yが、前記式(6)で表される2価の構成単位である。
図1に本発明の有機光電変換素子の断面図の一例を示す。図1において、有機光電変換素子1は、透明基板(図示せず)上に積層された一対の陽極2、陰極4間に、バルクヘテロ型光電変換層3を有する有機光電変換素子である。
有機光電変換素子とは、光エネルギー照射によって起電力を発生する素子のことであり、一般的には光エネルギーを電気的なエネルギーに変換する素子で光電変換層に電荷を取り出すための電極を配したものである。有機光電変換素子としては、有機薄膜太陽電池、フォトダイオード等の種々の有機半導体デバイスが挙げられる。これらの中でも、本発明においては、有機薄膜太陽電池に適している。
本発明の有機光電変換素子において、バルクヘテロ型光電変換層は、上記一般式(1)又は一般式(2)で表される高分子化合物とC[70]フラーレン誘導体とを含むものである。
本発明において、C[70]フラーレン誘導体は、炭素原子数が70であるC70フラーレン及びC70フラーレンの少なくとも一部が修飾された化合物を含む概念をいう。C[70]フラーレン誘導体としては、例えば、フェニルC71ブチリックアシッドメチルエステル(PC[70]BM)インデンC70モノアダクト(IC[70]MA)、インデンC70ビスアダクト(IC[70]BA)挙げられる。これらの中でも、得られるバルクヘテロ型光変換層が無彩色になりやすいという点から、フェニルC71ブチリックアシッドメチルエステル(PC[70]BM)がより好ましい。
また、バルクヘテロ型光電変換層は、本発明の効果が損なわれない範囲で、上記C[70]フラーレン誘導体以外のn型半導体材料として、例えば、C60、C76、C78、C82、C84、C90、C94をはじめとする無置換のフラーレン化合物、およびこれらの誘導体、1,4,5,8−ナフタレンテトラカルボキシリックジアンハイドライド(NTCDA)、3,4,9,10−ペリレンテトラカルボキシリックジアンハイドライド(PTCDA)、3,4,9,10−ペリレンテトラカルボキシリックビスベンズイミダゾール(PTCBI)、N,N'−ジオクチル−3,4,9,10−ナフチルテトラカルボキシジイミド(PTCDI−C8H)、2−(4−ビフェニリル)−5−(4−t−ブチルフェニル)−1,3,4−オキサジアゾール(PBD)、2,5−ジ(1−ナフチル)−1,3,4−オキサジアゾール(BND)等のオキサゾール誘導体、3−(4−ビフェニリル)−4−フェニル−5−(4−t−ブチルフェニル)−1,2,4−トリアゾール(TAZ)等のトリアゾール誘導体、フェナントロリン誘導体、ホスフィンオキサイド誘導体、カーボンナノチューブ(CNT)、ポリ−p−フェニレンビニレン系重合体にシアノ基を導入した誘導体(CN−PPV)、等を含んでいてもよい。
本発明において、バルクヘテロ型光電変換層は、下記一般式(I)で表される脂肪族チオール及び下記一般式(II)で表されるヨウ素化合物の少なくとも一方を含むことが好ましい。

(式中、Rは炭素数3〜15のアルキレン基を示し、Rは炭素数3〜15のアルキレン基を示す。)
脂肪族チオール及びヨウ素化合物を含むことにより、高分子化合物(1)の溶解性が向上し、かつ高分子化合物とC[70]フラーレン誘導体の層分離が促進し、変換効率が向上する。
上記一般式(I)で表される脂肪族チオール及び上記一般式(II)で表されるヨウ素化合物と高分子化合物との質量比が、10:1〜1:1であり、好ましくは5:1〜1:1である。
前記脂肪族チオールとして、オクタンジチオール、ブタンジチオール等が挙げられる。これらの中で、オクタンジチオールが好ましい。また、前記ヨウ素化合物として、ジヨードオクタン、ジヨードブタン等が挙げられ、これらの中で、ジヨードオクタンが好ましい。
本発明において、前記一般式(1)又は一般式(2)で表される高分子化合物とC[70]フラーレン誘導体との質量比は、1:1〜1:10であり、好ましくは1:2〜1:5である。質量比がこの範囲にあれば、無彩色で透明なバルクヘテロ型光電変換層が得られるため好ましい。
上記は、一般式(1)又は一般式(2)で表される高分子化合物が、近赤外領域に吸収スペクトルのピークを持ち、一方、C[70]フラーレン誘導体が500nm付近に吸収スペクトルのピークを持つが、両者を混合することで、混合物の可視光領域の吸収スペクトルが平坦になり、明確なピークを有さないためと考えられる。
前記バルクヘテロ型光電変換層の可視光領域(550nm付近)の透過率が、厚さが100nmで、50%以上であることが好ましく、60%以上がより好ましく、70%以上がさらに好ましい。透過率が、上記範囲にあると、光電変換層の透明性が高く、車、ビル又は一般家屋等の窓ガラス等に太陽電池として設置した場合、太陽光を充分採光できかつ高い視認性が得られるため好ましい。
前記バルクヘテロ型光電変換層が、厚さが100nmで、JIS Z 8729−1994に規定されるCIE(国際照明委員会)L***表色系において、C光源及び2°視野条件で測定される彩度C*値が10以下であることが好ましく、4以下であることがさらに好ましい。彩度C*値が10以下であれば、着色が少なく、無彩色に近づくため好ましい。
本発明のバルクヘテロ型光電変換層の厚さは、30〜300nmが好ましく、50〜150nmがさらに好ましい。厚さがこの範囲にあれば、光電変換層は透明性が高く、かつ無彩色となるため好ましい。
陽極2は、透明電極であることが好ましく、例えば、スズドープ酸化インジウム(ITO),IrO、In、SnO、酸化インジウム−酸化亜鉛(IZO)、ZnO(Ga、Alドープ)、MoO、NiO等の材料から形成される透明半導体電極が挙げられる。電極の厚さは、好ましくは10〜200nm、より好ましくは20〜150nmである。
陰極4は、例えば、Ag、Al、Pt,Ir、Cr、ZnO、CNT、Ca、LiF及びそれらの合金、複合体等が挙げられる。
透明基板の可視光領域(550nm付近)の透過率は好ましくは80%以上であり、より好ましくは85%以上であり、更に好ましくは90%以上である。前記透明基板として、ガラス、プラスチック基板等が挙げられる。前記透明基板の厚さについては、通常0.1〜10mm程度のものが用いられ、機械的強度、熱膨張係数、重量、コストの観点から選択されるが、特に制限されない。
また、本発明の有機光電変換素子は、陽極2とバルクヘテロ型光電変換層の間に、ポリ(3,4)−エチレンジオキシチオフェン/ポリスチレンスルフォネート(PEDOT−PSS)等の正孔輸送層を、バルクヘテロ型光電変換層と陰極4の間に、バソクプロイン等の正孔ブロッキング層を設けることが好ましい。
[有機薄膜太陽電池]
本発明の有機光電変換素子は、有機薄膜太陽電池として用いることができる。本発明の有機光電変換素子を含む有機薄膜太陽電池は、耐熱性が優れ、光電変換効率が高く、バルクヘテロ型光電変換層は、透明性が高く、かつ無彩色の外観を有しており、シースルー型有機薄膜太陽電池として使用することができる。
[有機光電変換素子の製造方法]
本発明の有機光電変換素子の製造方法は、透明基板上に陽極となる電極を形成する工程、
前記一般式(1)又は一般式(2)で表される高分子化合物と前記C[70]フラーレン誘導体とを含むバルクヘテロ型光電変換層を形成する工程、陰極となる電極を形成する工程、を含む、有機光電変換素子の製造方法である。
(1−1)陽極形成工程
本発明における陽極形成工程は、透明基板上に陽極となる電極を形成する工程である。
陽極となる電極の形成方法としては、一般の電極の形成方法を用いることができる。例えば、スパッタリング法、真空蒸着法、イオンプレーティング法等の乾式法、また、ITOを形成する場合、ITO微粒子を含む溶液のディップコート法、スピンコート法等による湿式法を用いることができる。
(1−2)光電変換層形成工程
光電変換層形成工程は、一般式(1)又は一般式(2)で表される高分子化合物とC[70]フラーレン誘導体とを含むバルクヘテロ型光電変換層を形成する工程である。具体的には、陽極形成工程で形成した陽極上に、高分子化合物とC[70]フラーレン誘導体とを溶媒に溶解させ、混合分散した溶液を、塗布し、溶媒を乾燥させ、バルクヘテロ型光電変換層を形成する。溶媒としては、特に限定されず、前述したようにクロロベンゼン、オルトジクロロベンゼン、クロロホルム、ジクロロメタン、トルエン、テトラヒドロフラン等を用いることができる。前記バルクヘテロ型光電変換層の形成方法としては、特に限定されないが、一般の湿式による、薄膜形成方法を用いることができる。例えば、ディップコート法、スピンコート法、グラビアコート法、ロールコート法等の形成方法が挙げられる。
(1−3)陰極形成工程
陰極形成工程は、前記(1−2)で形成したバルクヘテロ型光電変換層上に、陰極となる電極を形成する工程である。陰極材料としては、前述したとおりであるが、後述するように、パターン化(ストライプ電極、メッシュ電極等)したり、複数の陰極材料を積層したり、また混合したりして使用することができる。
陰極となる電極の形成方法としては、本発明の一般式(1)又は一般式(2)で表される高分子化合物が、耐熱性に優れ、溶媒に対する溶解性が低いことから、スクリーン印刷法、インクジェット法等による湿式法を用いることができる。すなわち、例えば、陰極を、銀ペースト等をスクリーン印刷法でパターン印刷し、120〜150℃での熱処理にて形成することができる。
一方、公知のスパッタリング法、真空蒸着法、イオンプレーティング法等の乾式法を用いることもできる。
本発明の有機光電変換素子としての透過率向上の目的で、陰極形成パターンを、有機光電変換素子の光電変換効率を損なわない範囲で、開口率を適宜調整し、金属の薄膜からなるストライプ電極やメッシュ電極としてもよい。例えば、図2(a)に示すように、銀等の薄膜からなるストライプ電極11、メッシュ電極12が挙げられる。また、同様の目的で、陰極を、金属の薄膜に透明導電層等を積層したベタ電極としてもよい。例えば、図2(b)に示すように、発電層14(本発明の有機光電変換素子から陰極部のみを除いた構成)上に金属層15として銀の極薄膜を形成し、さらに透明導電層16としてITOを積層した構成(透過性ベタ電極13)が挙げられる。但し、この場合、金属の厚みを厚くすると、有機光電変換素子としての透過率が低下するため、厚みを適宜調整して用いる必要がある。
(1−4)正孔輸送層形成工程
本発明の光電変換素子の製造方法においては、陽極とバルクヘテロ型光電変換層との間に、正孔輸送層を形成する工程を設けていてもよい。
前記正孔輸送層の形成方法としては、一般の薄膜形成方法を用いることができる。例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等により成膜する。その他、ディップコート法、スピンコート法、ロールコート法等の湿式法で成膜してもよい。
(1−5)正孔ブロッキング層形成工程
本発明の光電変換素子の製造方法においては、光電変換層と陰極との間に、さらに正孔ブロッキング層を形成する工程を設けていてもよい。
前正孔ブロック層の形成方法としては、一般の薄膜形成方法を用いることができる。例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等により成膜する。
上記に示した工程を実施することにより、有機光電変換素子を製造することができる。
次に、本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明は、これらの例によってなんら限定されるものではない。
実施例において行った高分子化合物に係る測定方法を以下に示す。
(a)ポリマーの重量平均分子量測定
GPC装置[東ソー(株)製、装置名「HLC−8228GPC」、カラム:製品名「SHODEX GPC KF−804L+GPC KF−805L」、カラム温度:40℃、検出器:UV検出器(254nm)、溶離液:THF、カラム流速:1.0ml/分、ポリスチレン換算]を用いて、得られたポリマーの標準ポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)及び高分子ポリマーの多分散度(Mw/Mn)を測定した。また、繰り返し単位数nは、この重量平均分子量から算出した。
(b)1H−NMR測定
FT−NMR装置(JEOL製、装置名「JNM−A500」)を用いた。
実施例、比較例で作製した光電変換層の可視光領域の透過率,彩度C及び光電変換素子の光電変換効率の評価は以下の方法で行った。
合成石英基板に、実施例3、4、比較例1、2で使用したバルクヘテロ型光電変換層形成用の混合溶液を、スピンコート法にて、厚みが100nmになるようにバルクヘテロ型光電変換層を形成し、さらに得られた光電変換層を、窒素雰囲気下で150℃30分間加熱し、透過率,彩度C測定用のサンプルを作製した。得られたサンプルを用いて、下記の方法で、光透過率評価及び彩度の評価を行った。
(c)光透過率評価
分光光度計(島津製作所社製、型番:UV−3600)で、合成石英基板上に形成されたバルクヘテロ型光電変換層のUV−Vis−NIR光透過スペクトルを測定した。
(d)彩度の評価
分光光度計(島津製作所社製、型番:UV−3600)を用い、光電変換層のL表色系のL値、a値、b値を測定した。また、得られたa値、b値を用い、数式(1)より、彩度Cを算出した。彩度Cが小さいほど、着色が少ない傾向(無彩色に近づく)となる。
測定は、JIS Z 8729−1994に規定されるCIE(国際照明委員会)L***表色系において、C光源を用い、2°視野条件で行った。
上記は、CIE(国際照明委員会)のL色空間に従い一般に分類される。このシステムの3つの成分は、L(スケール0〜100で明るさを記載する)、a(赤色/マゼンタ色-緑色軸;正の値が赤色/マゼンタ色であり、負の値が緑色である)及びb(黄色-青色軸;正の値が黄色であり、負の値が青色である)からなる。
(e)光電変換効率評価
均一化した100Wタングステンランプの光を照射しながら、ソーラーシミュレータ(ワコム電創社製、型番:WXS−50S−1.5)及び電圧−電流発生器(ADC製、R6243)を用いて、短絡電流密度(JSC)、開放電圧(Voc)を測定した。また得られたデータを太陽電池特性計測ソフトウェア(システムハウスサンライズ製、品名:W32−R6244SOL−C)で処理することで、光電変換効率(PCE)を算出した。
[合成例1:オリゴマー(1a)の合成]
4,4−ビス(2−エチルヘキシル)−4H−シクロペンタ[2,1−b;3,4−b’]ジチオフェン2.80g(6.97mmol)、4,7−ジブロモ−2,1,3−ベンゾチアジアゾール0.340g(1.16mmol)、炭酸カリウム2.40g(0.017mol)、Pd(OAc)0.081g(0.363mmol)とピバル酸0.212g(2.08mmol)を、500mLのシュレンク管中で、DMF100mLを用い溶解した。得られた溶液を5分間、窒素置換し、反応混合物を80℃で2時間攪拌後、有機層からDMFを留去するために、真空下で直接乾燥した。反応残留物を、展開溶媒としてヘキサンを用いてシリカゲルクロマトグラフィで精製し、これを、真空下で濃縮した後、クロロホルム10mLに溶解し、SEC(サイズ排除クロマトグラフィー)(流速14mL/min)にて、分子量分布を測定した。以上の操作により、0.485gの暗紫色固体として、下記式で表される化合物(1a)を得た(収率45%)。
H−NMR(500MHz、CDCl): δ 8.08, 8.06, 8.05 (s, 2H, 3−CPDT, ピーク比(ラセミ2−エチルヘキシル基)1:2:1), 7.83 (s, 2H, BT), 7.21, 7.20 (d, 2H, J = 5.0 Hz, 6−CPDT), 6.99 (m, 2H, 5−CPDT), 1.98 (m, 8H, CH), 1.27 (m, 4H, CH), 1.03−0.84 (m, 32H, CH), 0.76 (t, J = 10.0 Hz, 12H, CH).
13C NMR (125 MHz, CDCl): δ 158.6, 158.3, 152.6, 139.1, 138.7, 137.0, 126.1(CH), 125.3 (CH), 124.2 (CH), 122.6 (CH), 53.7 (4−CPDT), 43.3 (CH), 35.2 (CH), 34.2, 28.7, 27.4, 22.8 (CH), 14.1, 10.7 (CH).
FABMS: m/z = 937 [M]+.
[合成例2:オリゴマー(1b)の合成]
オリゴマー(1a)、0.410g(0.438mmol)をTHF4.0mLで溶解し、さらにN−ブロモコハク酸イミド0.172g(0.966mmol)THF5.0mLで溶解し、0oC下で、オリゴマー1のTHF溶液に滴下した。得られた溶液を1時間攪拌した。真空下でTHFを留去し、生成物をヘキサンで溶解し、展開溶媒としてヘキサン用いてシリカゲルクロマトグラフィで精製した。さらに、展開溶媒としてクロロホルムを用いてSECにより、分子量分布を測定した。以上の操作により、0.347gの暗紫色油状物として、下記式で表される化合物(1b)を得た(収率72%)。
H−NMR(500MHz、CDCl): δ 8.03, 8.01, 7.99 (s, 2H, 3−CPDT, ピーク比(ラセミ2−エチルヘキシル基)1:2:1), 7.79 (s, 2H, BT), 6.98, 6.97, 6.96 (s, 2H, 5−CPDT, ピーク比(ラセミ2−エチルヘキシル基)1:2:1), 1.99−1.83 (m, 8H, CH), 1.24 (m, 4H, CH), 1.03−0.59 (m, 32H, CH, CH).
13C NMR (125 MHz, CDCl): δ 157.8, 157.0, 152.5, 139.5, 138.1, 137.3, 126.0, 125.4 (CH), 124.2 (CH), 122.5 (CH), 54.6 (4−CPDT), 43.1 (CH), 35.2 (CH), 34.1, 28.5, 27.4, 22.8 (CH), 14.0, 10.7 (CH).
FABMS: m/z = 1095 [M]+.
[合成例3:オリゴマー(2a)の合成]
4,4−ビス(2−エチルヘキシル)−4H−シクロペンタ[2,1−b;3,4−b’]ジチオフェン1.63g(4.06mmol)、1,3−ジブロモ−5−ヘキシル−5H−チエノピロール−4,6−ジオン0.200g(0.508mmol)、炭酸カリウム0.352g(1.27mmol)、Pd(OAc)56mg(0.25mmol)とビバル酸76mg(75mmol)を、250mLのシュレンク管中で、DMF45mLを用い溶解し、得られた溶液を5分間、窒素置換した。反応混合物を80℃で2時間攪拌後、有機層からDMFを留去するために、真空下で直接乾燥した。反応残渣を、展開溶媒としてヘキサンとジクロロメタンを用いてシリカゲルクロマトグラフィで精製し、これを、真空下で濃縮した後、クロロホルム10mLに溶解し、SEC(サイズ排除クロマトグラフィー)(流速14mL/min)にて、分子量分布を測定した。以上の操作により、228mgの橙黄色油状物として、下記式で表される化合物(2a)を得た(収率43%)。
H−NMR(500MHz、CDCl):δ7.95, 7.91, 7.88 (s, 2H, 3−CPDT(シクロペンタ[2,1−b;3,4−b’]ジチオフェン), ピーク比(ラセミ2−エチルヘキシル基)1:2:1), 7.25 (d, J = 5.0 Hz, 2H, 6−CPDT), 6.97 (m, 2H, 5−CPDT), 3.69 (t, 2H, J = 10.0 Hz, TPD(5H−チエノピロール−4,6−ジオン)のαプロトン), 2.17-0.61 (m, 49H, CH, CH, CH).
FABMS: m/z = 1038 [M]+.
[合成例4:オリゴマー(2b)の合成]
オリゴマー(2a)、0.428g(0.412mmol)をTHF10mLで溶解し、さらにN−ブロモコハク酸イミド0.161g(0.906mmol)をTHF10mLで溶解し、0oC下で、オリゴマー(2a)のTHF溶液に滴下した。得られた溶液を1時間攪拌した。次に、真空下でTHFを留去し、生成物をジクロロメタンで溶解し、展開溶媒としてヘキサンとジクロロメタンを用いてシリカゲルクロマトグラフィで精製した。さらに、展開溶媒としてクロロホルムを用いてSECにより、分子量分布を測定した。以上の操作により、0.416gの淡黄色油状物として、下記式で表される化合物(2b)を得た(収率84%)。
H−NMR(500MHz、CDCl): δ 7.89, 7.86, 7.82 (s, 2H, 3−CPDT, ピーク比(ラセミ2−エチルヘキシル基)1:2:1), 6.98, 6.97, 6.96 (s, 2H, 5−CPDT, ピーク比(ラセミ2−エチルヘキシル基)1:2:1), 3.66 (t, 2H, J = 7.5 Hz, TPDのαプロトン), 1.94-0.58 (m, 49H, CH, CH, CH).
13C NMR (125 MHz, CDCl): δ 162.7, 158.3, 157.8, 140.5, 136.4, 132.2, 127.3, 125.4 (5−CPDT), 124.4 (3−CPDT), 113.1 , 54.7 (4−シクロペンタジチオフェン), 43.0 , 38.6 (CH), 35.2 (CH), 34.1, 31.4, 28.6, 28.4, 27.4, 26.6, 22.8, 22.5 (CH), 14.1, 14.0, and 10.7 (CH).
FABMS: m/z = 1196 [M]+.
[実施例1:高分子化合物(1−1)の合成]
オリゴマー(1b)、108mg(0.099mmol)と2,2’−ビチオフェン−5,5’−ジボロン酸ビス(ピナコール)エステル、45.3mg(0.108mmol)、2,6−ジブロモ−4,4−ビス(5−ヘキセニル)−4H−シクロペンタ[2,1−b;3,4−b’]ジチオフェン、2.5mg(0.005mmol)を10mLのシュレンク管中で、無水p−キシレン1.4mLに溶解した。溶液を、アルゴンガス置換を30分間行い、トリス(ジベンジリデンアセトン)パラジウム(0)4.5mg(5mol%)とトリ(o−トリル)フォスフィン(3.0mg、10mol%)を加えた。反応混合物を、95℃で5.5時間攪拌し、ベンゼンボロン酸2,2−ジメチルトリメチレンエステル(2mg、0.01mmol)、4-ブロモアニソール(1.0mL)、を加え、さらに5時間攪拌した。37%塩酸8mLを含有したメタノール150mL中に注いだ。沈殿物は1日かけ、エタノールとメチルエチルケトンで、それぞれ1日かけてソックスレー抽出により洗浄し、クロロホルム中に抽出した。ポリマーのクロロホルム溶液はシリカゲルのカラムで濾過し、メタノール中に沈殿させた。沈殿物は、濾過で集め、真空乾燥し、55mgの暗青色粉末として、下記式で表される高分子化合物(1−1)を得た(収率55%)。
H−NMR(500MHz、CDCl): δ 8.05 (br, 2H, 3−CPDT), 7.81 (br, 2H, フェニル), 7.07 (br, 6H, 5−CPDT & ビチオフェン), 1.97 (br, 8H, CH), 1.10−0.60 (m, 30H, CH, CH, CH). GPC (THF, ポリスチレン標準液): Mn = 10,500, Mw/Mn = 1.49.
[実施例2:高分子化合物(2−1)の合成]
オリゴマー(2b)、103mg(0.086mmol)、と2,1,3−ベンゾチアジアゾール−4,7−ビス(ボロン酸ピナコールエステル)36.7mg(0.095mmol)、2,6−ジブロモ−4,4−ビス(5−ヘキセニル)−4H−シクロペンタ[2,1−b;3,4−b’]ジチオフェン2.5mg(0.005mmol)、炭酸カリウム水溶液0.36mL(2M)およびAliquat 336)を1滴、25mLのシュレンク管中で、キシレン1.2mLに溶解した。溶液に対し、アルゴンガス置換を30分間行い、トリス(ジベンジリデンアセトン)パラジウム(0)、3.9mg(5mol%)とトリ(o−トリル)フォスフィン、2.6mg(10mol%)を加えた。反応は、95℃で5.5時間攪拌し、ベンゼンボロン酸2,2−ジメチルトリメチレンエステル(0.1当量)、4-ブロモアニソール(1.0mL)、を加え、さらに5時間攪拌した。その後、得られた混合物を37%塩酸8mL含有したメタノール150mL中に注いだ。
沈殿物は、エタノールとメチルエチルケトンで、それぞれ1日かけてソックスレー抽出により洗浄し、クロロホルム中に抽出した。ポリマーのクロロホルム溶液はシリカゲルのカラムで濾過し、メタノール中に沈殿させた。沈殿物は、濾過で集め、真空乾燥し、86mgの暗青色粉末として、下記式で表される高分子化合物(2−1)を得た(収率86%)。
H NMR (500 MHz, CDCl): δ 8.11 (br, 2H, チエニル), 7.97 (br, 2H, チエニル), 7.87 (br, 2H, フェニル), 3.70 (br, 2H, CH), 2.02−0.50 (br, 79H, CH, CH, CH). GPC (THF, ポリスチレン標準液): Mn = 17,000, Mw/Mn = 1.92.
[実施例3]
p型半導体として高分子化合物(1−1)を2.3mg、n型半導体材料としてPC[70]BM(フロンティアカーボン社製、商品名「Nanom Spectra E110」)を6.6mg、及び1,8−オクタンジチオール(東京化成社製)を6.6mgを秤量し、窒素雰囲気下で脱水クロロベンゼン(シグマアルドリッチ社製、脱水品)0.66mLを加え、窒素雰囲気下で24時間撹拌した。次いで、孔径0.45μmのシリンジフィルターで濾過し、光電変換層形成用の混合溶液(高分子化合物(1−1):PC[70]BMの質量比は、1:2.9)を調製した。
次に、洗浄及びUV−オゾン処理を行って清浄化したITO膜付ガラス基板(ガラス基板にスズドープ酸化インジウム膜を形成した透明導電膜付ガラス基板、表面抵抗率:14(Ω/□))上に、文献(Brabec、C.J. et al.、Advanced Materials、2009年、21巻、1ページ)に記載された方法で、正孔輸送層としてPEDOT−PSS(Clevios社製)を20nm成膜し、得られた正孔輸送層上に、上記混合溶液を用いスピンコート法にて、光電変換層の厚みが100nmになるように形成した。得られた光電変換層の表面は、均質で曇りの無い膜であった。得られた光電変換層は、窒素雰囲気下で150℃に30分間加熱した。
さらに、この光電変換層上にカルシウム(関東化学社製)を10nm、アルミニウム(高純度化学研究所社製)を100nm(真空度:8.2×10−5Pa、成膜速度:0.15nm/s)、この順に積層し、有機光電変換素子1を作製した。
得られた有機光電変換素子1を用いて、前述した(e)光電変換効率評価を行い、光電変換効率(PCE)を算出した。結果を表1に示す。
また、前述した(c)光透過率評価を行い、UV−Vis−NIR光透過スペクトルを測定し、該スペクトルから光電変換層の可視光(550nm)の透過率を求めるとともに、(d)彩度の評価を行った。結果を表1に示す。
[実施例4]
p型半導体として高分子化合物(1−1)の代わりに高分子化合物(2−1)とした以外は、実施例3と同様に有機光電変換素子2を作製した。得られた有機光電変換素子2を用いて、前述した(e)光電変換効率評価を行い、光電変換効率(PCE)を算出した。結果を表1に示す。
また、前述した(c)光透過率評価を行い、UV−Vis−NIR光透過スペクトルを測定し、該スペクトルから光電変換層の可視光(550nm)の透過率を求めるとともに、(d)彩度の評価を行った。結果を表1に示す。
[比較例1]
p型半導体として高分子化合物(11)を用いた以外は、実施例3と同様にして有機光電変換素子3を作製した。得られた有機光電変換素子3を用いて、前述した(e)光電変換効率評価を行い、光電変換効率(PCE)を算出した。結果を表1に示す。
また、(c)光透過率評価を行い、光電変換層の可視光(550nm)の透過率を測定し、さらに(d)彩度の評価を行った。結果を表1に示す。
[比較例2]
p型半導体として高分子化合物(12)を用いた以外は、実施例4と同様にして有機光電変換素子4を作製した。得られた有機光電変換素子4を用いて、前述した(e)光電変換効率評価を行い、光電変換効率(PCE)を算出した。結果を表1に示す。
また、(c)光透過率評価を行い、光電変換層の可視光(550nm)の透過率を測定し、さらに(d)彩度の評価を行った。結果を表1に示す。
[実施例5]
実施例3と同様の方法で光電変換層を作製した。続いて銀(高純度化学研究所社製)を10nm(真空度:1.0×10−4Pa以下、成膜速度:0.3nm/s)を積層した後、RFスパッタリング装置でITOを100nm積層し、有機光電変換素子5を作製した。得られた有機光電変換素子5を用いて、前述した(e)光電変換効率評価を行い、光電変換効率(PCE)を算出した。さらに、前述した(c)光透過率評価で用いた分光光度計により、有機光電変換素子5の可視光(550nm)の透過率を測定した。結果を表2に示す。
[実施例6]
実施例3と同様の方法で光電変換層を作製した。続いて光電変換層上にスクリーン印刷機で銀ペースト(三ツ星ベルト製、EC264)を開口率90%のメッシュ(格子状、線幅50μm、ピッチ0.5mm)パターンで印刷(厚み:30μm、120℃10分間加熱し、有機光電変換素子6を作製した。得られた有機光電変換素子6を用いて、(e)光電変換効率評価を行い、光電変換効率(PCE)を算出し、さらに、前述した(c)光透過率評価で用いた分光光度計により、有機光電変換素子6の可視光(550nm)の透過率を測定した。結果を表2に示す。
[実施例7]
p型材料として化合物(2−1)を用いた以外は実施例5と同様の方法で光電変換層を作製した。続いて銀(高純度化学研究所社製)を10nm(真空度:1.0×10−4Pa以下、成膜速度:0.3nm/s)を積層した後、RFスパッタリング装置でITOを100nm積層し有機光電変換素子7を作製した。得られた有機光電変換素子7を用いて、(e)光電変換効率評価を行い、光電変換効率(PCE)を算出し、さらに、前述した(c)光透過率評価で用いた分光光度計により、有機光電変換素子7の可視光(550nm)の透過率を測定した。結果を表2に示す。
[実施例8]
p型材料として化合物(2−1)を用いた以外は実施例6と同様の方法で光電変換層を作製した。続いて光電変換層上にスクリーン印刷機で銀ペースト(三ツ星ベルト製、EC264)を開口率90%のメッシュ(格子状、線幅50μm、ピッチ0.5mm)パターンで印刷(厚み:30μm)し、120℃10分間加熱し、有機光電変換素子8を作製した。得られた有機光電変換素子8を用いて、(e)光電変換効率評価を行い、光電変換効率(PCE)を算出し、さらに、前述した(c)光透過率評価で用いた分光光度計により、有機光電変換素子8の可視光(550nm)の透過率を測定した。結果を表2に示す。
実施例3、4で用いた本発明の有機光電変換素子は、比較例1、2に比べ、光電変換効率が高いことから、耐熱性が優れていることがわかった。また、実施例5〜8から明らかなように、少なくとも、150℃の熱処理が可能であることから、陰極となる電極の製造が、銀ペースト等を用いた簡易なスクリーン印刷等の湿式法で対応できるため、コストダウン、生産性の向上に繋がることがわかった。さらに、本発明の有機光電変換素子は、陰極材料として銀ペーストを使用しても、高い透明性を有することがわかった。
本発明の有機光電変換素子は、従来品より、耐熱性が優れているため、車、ビル又は一般家屋等の窓等に設置し、窓としての機能である採光はもとより、発電が可能で、冷房コストも下げられるシースルー型有機薄膜太陽電池として使用することが可能である。
1:有機光電変換素子
2:陽極
3:バルクヘテロ型光電変換層
4:陰極
11:ストライプ電極
12:メッシュ電極
13:透過性ベタ電極
14:発電層
15:金属層
16:透明導電層

Claims (20)

  1. 下記一般式(1)又は一般式(2)で表される、高分子化合物。


    (式(1)中、Yは、下記式(3)又は式(4)で表される2価の構成単位を示し、Rはそれぞれ独立に、炭素数1〜16のアルキル基又は置換アルキル基を示し、R は炭素数1〜16のアルキル基を示し、Rはそれぞれ独立に、水素原子又は下記式(8)で表され、少なくとも1つは下記式(8)で表される。R’は炭素数1〜のアルコキシ基であり、pは1〜5の整数である。
    また、式(2)中、Yは、下記式(3)、式(4)又は式(6)のいずれかで表される2価の構成単位を示し、R はそれぞれ独立に、炭素数1〜16のアルキル基又は置換アルキル基を示し、R は炭素数1〜16のアルキル基を示し、R はそれぞれ独立に、水素原子又は下記式(8)で表され、少なくとも1つは下記式(8)で表される。R’は炭素数1〜6のアルコキシ基であり、pは1〜5の整数である。
    m、nは繰り返し単位数を示し、mは2〜100であり、nは1〜50である。
    式(4)中、Rbは、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜16のアルキル基又は置換アルキル基を示し、式(3)中、kは繰り返し単位数を示し、1〜5である。)

  2. 前記一般式(1)中のRが、それぞれ独立に炭素数1〜16のアルキル基又は置換アルキル基であり、式(8)中のR’が、炭素数1〜6のアルコキシ基であり、Yが、前記式(3)又は式(4)で表される2価の構成単位である、一般式(1)で表される請求項1に記載の高分子化合物。
  3. 前記一般式(2)中のRが、それぞれ独立に炭素数1〜16のアルキル基又は置換アルキル基であり、式(8)中のR’が、炭素数1〜6のアルコキシ基であり、Yが、前記式(3)又は式(6)で表される2価の構成単位である、一般式(2)で表される請求項1に記載の高分子化合物。
  4. 前記一般式(1)中のRが、それぞれ独立に炭素数1〜16のアルキル基又は置換アルキル基であり、式(8)中のpが1であり、R’がメトキシ基であり、Yが、下記式(9)で表される2価の構成単位である、一般式(1)で表される請求項1又は2に記載の高分子化合物。
  5. 前記一般式(2)中のRが、それぞれ独立に炭素数1〜16のアルキル基又は置換アルキル基であり、式(8)中のpが1であり、R’がメトキシ基であり、Yが、前記式(6)で表される2価の構成単位である、一般式(2)で表される請求項1又は3に記載の高分子化合物。
  6. 前記一般式(1)中のm:nが、97:3〜50:50である、一般式(1)で表される請求項1、2又は4に記載の高分子化合物。
  7. 前記一般式(2)中のm:nが、97:3〜50:50である、一般式(2)で表される請求項1、3又は5に記載の高分子化合物。
  8. バルクヘテロ型光電変換層を有する有機光電変換素子であって、該バルクヘテロ型光電変換層が下記一般式(1)又は一般式(2)で表される高分子化合物とC[70]フラーレン誘導体とを含む、有機光電変換素子。

    (式(1)中、Yは、下記式(3)又は式(4)で表される2価の構成単位を示し、Rはそれぞれ独立に、炭素数1〜16のアルキル基又は置換アルキル基を示し、R は炭素数1〜16のアルキル基を示し、Rはそれぞれ独立に、水素原子又は下記式(8)で表され、少なくとも1つは下記式(8)で表される。R’は炭素数1〜のアルコキシ基であり、pは1〜5の整数である。
    また、式(2)中、Yは、下記式(3)、式(4)又は式(6)のいずれかで表される2価の構成単位を示し、R はそれぞれ独立に、炭素数1〜16のアルキル基又は置換アルキル基を示し、R は炭素数1〜16のアルキル基を示し、R はそれぞれ独立に、水素原子又は下記式(8)で表され、少なくとも1つは下記式(8)で表される。R’は炭素数1〜6のアルコキシ基であり、pは1〜5の整数である。
    m、nは繰り返し単位数を示し、mは2〜100であり、nは1〜50である。
    式(4)中、Rbは、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜16のアルキル基又は置換アルキル基を示し、式(3)中、kは繰り返し単位数を示し、1〜5である。)

  9. 前記一般式(1)中のRが、それぞれ独立に炭素数1〜16のアルキル基又は置換アルキル基であり、式(8)中のR’が、炭素数1〜6のアルコキシ基であり、Yが、前記式(3)又は式(4)で表される2価の構成単位である、請求項8に記載の有機光電変換素子。
  10. 前記一般式(2)中のRが、それぞれ独立に炭素数1〜16のアルキル基又は置換アルキル基であり、式(8)中のR’が、炭素数1〜6のアルコキシ基であり、Yが、前記式(3)又は式(6)で表される2価の構成単位である、請求項8に記載の有機光電変換素子。
  11. 前記一般式(1)中のRが、それぞれ独立に炭素数1〜16のアルキル基又は置換アルキル基であり、式(8)中のpが1であり、R’がメトキシ基であり、Yが、下記式(9)で表される2価の構成単位である、請求項8又は9に記載の有機光電変換素子。
  12. 前記一般式(2)中のRが、それぞれ独立に炭素数1〜16のアルキル基又は置換アルキル基であり、式(8)中のpが1であり、R’がメトキシ基であり、Yが、前記式(6)で表される2価の構成単位である、請求項8又は10に記載の有機光電変換素子。
  13. 前記バルクヘテロ型光電変換層を構成する前記一般式(1)又は一般式(2)で表される高分子化合物とC[70]フラーレン誘導体との質量比が、1:2〜1:5である、請求項8〜12のいずれか1項に記載の有機光電変換素子。
  14. C[70]フラーレン誘導体が、PC[70]BMである、請求項8〜13のいずれか1項に記載の有機光電変換素子。
  15. 前記バルクヘテロ型光電変換層は、下記一般式(I)で表される脂肪族チオール及び下記一般式(II)で表されるヨウ素化合物の少なくとも一方を含む、請求項8〜14のいずれか1項に記載の有機光電変換素子。
    (式中、Rは炭素数3〜15のアルキレン基を示し、Rは炭素数3〜15のアルキレン基を示す。)
  16. 前記脂肪族チオールがオクタンジチオールであり、前記ヨウ素化合物がジヨードオクタンである、請求項15に記載の有機光電変換素子。
  17. 前記バルクヘテロ型光電変換層の可視光領域の透過率が、厚さが100nmで、50%以上である、請求項8〜16のいずれか1項に記載の有機光電変換素子。
  18. 前記バルクヘテロ型光電変換層が、厚さが100nmで、JIS Z 8729−1994に規定されるCIE(国際照明委員会)L***表色系において、C光源及び2°視野条件で測定される彩度C*値が10以下である、請求項8〜17のいずれか1項に記載の有機光電変換素子。
  19. 請求項8〜18のいずれか1項に記載の有機光電変換素子を含む、有機薄膜太陽電池。
  20. 請求項8〜18のいずれか1項に記載の有機光電変換素子の製造方法であって、透明基板上に陽極となる電極を形成する工程、
    前記一般式(1)又は一般式(2)で表される高分子化合物と前記C[70]フラーレン誘導体とを含むバルクヘテロ型光電変換層を形成する工程、
    陰極となる電極を形成する工程、
    を含む、有機光電変換素子の製造方法。
JP2015050874A 2015-03-13 2015-03-13 高分子化合物、有機光電変換素子、及び該素子の製造方法 Active JP6536940B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015050874A JP6536940B2 (ja) 2015-03-13 2015-03-13 高分子化合物、有機光電変換素子、及び該素子の製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015050874A JP6536940B2 (ja) 2015-03-13 2015-03-13 高分子化合物、有機光電変換素子、及び該素子の製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2016169328A JP2016169328A (ja) 2016-09-23
JP6536940B2 true JP6536940B2 (ja) 2019-07-03

Family

ID=56982091

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015050874A Active JP6536940B2 (ja) 2015-03-13 2015-03-13 高分子化合物、有機光電変換素子、及び該素子の製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6536940B2 (ja)

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101561322B1 (ko) * 2008-07-02 2015-10-16 바스프 에스이 교대 도너 억셉터 공중합체를 주성분으로 하는 고성능 용액 가공성 반도체 중합체
KR101772711B1 (ko) * 2009-06-05 2017-09-12 바스프 에스이 비티오펜-비닐렌 융합 중합체
JP5834682B2 (ja) * 2011-09-21 2015-12-24 住友化学株式会社 高分子化合物及びそれを用いた電子素子
JPWO2014038526A1 (ja) * 2012-09-04 2016-08-08 株式会社クラレ ブロック共重合体およびそれを用いた光電変換素子

Also Published As

Publication number Publication date
JP2016169328A (ja) 2016-09-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6446644B2 (ja) 有機化合物、有機材料薄膜、光電変換層、光電変換層形成用溶液、および光電変換素子
JP2009096950A (ja) 高分子化合物およびそれを用いた有機光電変換素子
JP6017836B2 (ja) 電子供与体高分子及びこれを含む太陽電池
JP6671599B2 (ja) 有機材料および光電変換素子
JP2008109114A (ja) 有機光電変換素子
TWI518106B (zh) 具有碳簇構造之高分子化合物及使用該化合物之有機裝置
CN102077368B (zh) 有机光电转换元件
WO2017126401A1 (ja) 高分子化合物およびそれを用いた有機光電変換素子
Hwang et al. Synthesis, characterization, and photovoltaic applications of dithienogermole-dithienylbenzothiadiazole and-dithienylthiazolothiazole copolymers
TW201247737A (en) Polymeric compound and electronic element by using the same
JP6199992B2 (ja) 高分子化合物、有機光電変換素子、及び該素子の製造方法
JP2009215349A (ja) 高分子化合物およびそれを用いた有機光電変換素子
JP2014003255A (ja) 有機薄膜およびそれを用いた光電変換素子
JP6536940B2 (ja) 高分子化合物、有機光電変換素子、及び該素子の製造方法
JP5740823B2 (ja) 化合物及びそれを用いた素子
JP2016020423A (ja) 高分子化合物及びそれを用いた有機薄膜太陽電池材料
KR102457457B1 (ko) 전-고분자 태양전지용 공액 고분자, 이를 포함하는 전-고분자 태양전지용 활성층 조성물 및 이의 용도
JP2015183127A (ja) ベンゾジチオフェン骨格を有するポリマー及びそれを用いた有機薄膜太陽電池材料
KR20150072762A (ko) 유기태양전지용 공액 고분자 및 이를 포함하는 유기태양전지
JP6571534B2 (ja) 化合物および電子素子
WO2012032949A1 (ja) 高分子化合物及び有機光電変換素子
WO2011052726A1 (ja) 組成物及び電子素子
JP2013084919A (ja) 光電変換素子
Song et al. Synthesis and characterization of poly (N-alkyloxyarylcarbazolyl-2, 7-vinylene) derivatives and their applications in bulk-heterojunction solar cells
Zhou et al. Enhanced photovoltaic properties of di (dodecylthiophene)-alt-2, 3-di (3-octoxylphenyl)-5, 8-dithieno [3, 2-b] thiophene 6, 7-difluoroquinoxaline copolymer by fluorination

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20180301

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20181121

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20181218

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20190315

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20190507

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20190523

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6536940

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250