CN102958929A - 菲咯啉化合物、含有该化合物的电子输送材料、以及包含该化合物而成的有机薄膜太阳能电池 - Google Patents

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Abstract

一种下述式(1)所示的化合物。(L为单键或2价的基团，其与1，10-菲咯啉的*所示的6位、8位或9位中的任一个位置结合。Rg为取代或未取代的苯环或萘环、X为氧原子或N-R4)

Description

菲咯啉化合物、含有该化合物的电子输送材料、以及包含该化合物而成的有机薄膜太阳能电池
技术领域
本发明涉及新型菲咯啉化合物、含有该化合物的电子输送材料、有机薄膜太阳能电池用材料、及使用其的有机薄膜太阳能电池以及层叠型有机薄膜太阳能电池。
背景技术
对于太阳能电池，以化石燃料的枯竭问题、地球温暖化问题为背景，作为绿色能量源而近年来受到注目，其研究开发正盛行起来。以往，被实用化的是，单晶体Si、多晶体Si、无定形Si等所代表的硅系太阳能电池，伴随着高价、原料Si的不足问题等的表面化，对下一代太阳能电池的要求逐渐提高。
在这样的背景中，有机太阳能电池廉价且没有原材料不足的担心，因而作为硅系太阳能电池的下一代的太阳能电池受到注目。
有机太阳能电池基本上由输送电子的n层和输送空穴的p层形成。
作为n层，使用在氧化钛等的无机半导体表面单分子吸附了钌色素等的敏化色素的层、作为p层使用电解质溶液的有机太阳能电池被称为色素敏化太阳能电池(所谓Graetzel cell)，由于光电转换效率高，因而1991年以后被认真研究起来，但由于使用溶液，具有长时间使用时漏液等缺点。因此，为了克服这样的缺点，最近还进行了使电解质溶液固体化而摸索全固体型的色素敏化太阳能电池的研究，但在多孔二氧化钛的细孔中掺入有机物的技术难度高，现状是无法完成能够再现性良好地表现高转换效率的电池。
另一方面，对于n层、p层都由有机薄膜形成的有机薄膜太阳能电池，其没有由于全固体型而存在漏液等缺点，容易制作，不使用稀少金属钌等这样的优点等，而最近受到注目，被认真研究起来。
对于有机薄膜太阳能电池，最初以使用部花青色素等的单层膜进行研究，但发现通过制成层叠有p层和n层的多层膜，提高了光转换效率(以下，有时简称为转换效率。)，在此以后由多层膜构成的有机薄膜太阳能电池渐渐成为主流。例如，在专利文献1中，公开了如下所述的有机薄膜太阳能电池：作为p层，由铜酞菁(CuPc)构成，作为n层，由苝亚胺类(PTCBI)构成，作为激发子阻止层，由含氮系杂环化合物(浴铜灵：BCP)构成。
然后，还发现：通过在p层与n层之间插入i层(p材料与n材料的混合层)，提高了转换效率。然而，此时使用的材料依然是酞菁类、苝亚胺类、和BCP。另外，还发现：然后，通过将几层p/i/n层层叠这样的堆伐结构，进一步提高了转换效率，此时的材料系为酞菁类、富勒烯C60和浴铜灵(BCP)。
另一方面，主要进行以下所谓本体异质结结构的研究：在使用高分子的有机薄膜太阳能电池中，作为p材料(构成p层的材料)使用导电性高分子，作为n材料(构成n层的材料)使用富勒烯C60化合物，将它们混合，进行热处理，由此引起微层分离而使p材料与n材料的异质结面增加，使转换效率提高。这里使用的材料系主要是作为p材料的被称为P3HT的可溶性聚噻吩衍生物、作为n材料的被称为PCBM的可溶性C60化合物。
由此，有机薄膜太阳能电池中，通过电池单元结构以及p层和n层的形态的最适化，带来转换效率的提高，所用的材料系从初期开始始终没有太多进展，依然使用酞菁类、苝亚胺类、C60类、浴铜灵(BCP)。因而，热切期待代替它们的新材料系的开发。
专利文献2中公开了将下述式所示的菲咯啉衍生物用于激发子阻止层的有机薄膜太阳能电池。着眼于具有与BCP具有相同程度的能隙，该菲咯啉衍生物被利用于激发子阻止层。
[化1]
专利文献3中公开了使用下述式所示的苝四羧酸酰亚胺的电子输送性层压膜，但未言及对有机薄膜太阳能电池的利用。
[化2]
通常，有机太阳能电池的工作过程由(1)光吸收以及激发子生成、(2)激发子扩散、(3)电荷分离、(4)电荷移动、(5)电动势产生的基本过程组成，有机物大体上缺乏电子输送性。进而，在有机太阳能电池中从有机层向阴极的电子取出效率的改善也成为课题。通过解决这样的课题，能够获得高转换效率的有机薄膜太阳能电池。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特表2003-515933号公报
专利文献2：日本特表2008-522413号公报
专利文献3：日本特开平11-95265号公报
发明内容
本发明的目的在于，提供具有高电子输送性、与电极的能量屏障小、在用于有机薄膜太阳能电池时显示出高效率的光电转换特性的有机薄膜太阳能电池用材料。
为了达到上述目的，本发明人等进行深入研究，发现：具有显示吸电子性的邻苯二甲酸酐骨架、邻苯二甲酰亚胺骨架、萘二甲酸酐骨架或萘二甲酰亚胺骨架、以及菲咯啉骨架的化合物，其具有高电子输送性、与电极的能量屏障小、在用于有机薄膜太阳能电池时显示出高效率的光电转换特性，从而完成本发明。
根据本发明，提供以下的化合物、电子输送材料、有机薄膜太阳能电池用材料、有机薄膜太阳能电池、层叠型有机薄膜太阳能电池、以及具有有机薄膜太阳能电池或层叠型有机薄膜太阳能电池的装置。
1.一种下述式(1)所示的化合物，
[化3]
Figure BDA00002654472000041
式中，L为单键或2价的基团，其与1，10-菲咯啉的*所示的6位、8位或9位中的任意一个位置结合，
Rg为取代或未取代的苯环、或取代或未取代的萘环，
X为氧原子、或N-R4，其中，R4为氢原子、卤素原子、氰基、取代或未取代的碳原子数1～40的烷基、取代或未取代的碳原子数2～40的烯基、取代或未取代的碳原子数2～40的炔基、取代或未取代的环形成碳原子数6～40的芳基、取代或未取代的环形成原子数5～40的杂芳基、取代或未取代的碳原子数1～40的烷氧基、或者取代或未取代的环形成碳原子数6～40的芳氧基。
2.根据上述1所述的化合物，其中，所述式(1)所示的化合物为下述式(2)或式(3)所示的化合物，
[化4]
Figure BDA00002654472000051
式中，X为所述式(1)中定义的基团，L为单键或下述式(L1)～(L12)所示的任一种基团，其与1，10-菲咯啉的*所示的6位、8位或9位中的任意一个位置结合，
[化5]
Figure BDA00002654472000052
式中，R11～R20分别为卤素原子、氰基、取代或未取代的碳原子数1～40的烷基、取代或未取代的碳原子数2～40的烯基、取代或未取代的碳原子数2～40的炔基、取代或未取代的环形成碳原子数6～40的芳基、取代或未取代的环形成原子数5～40的杂芳基、取代或未取代的碳原子数1～40的烷氧基、取代或未取代的环形成碳原子数6～40的芳氧基、取代或未取代的环形成碳原子数6～40的芳氨基、或取代或未取代的碳原子数1～40的烷氨基，
a为0～4的整数、b为0～3的整数、c为0～2的整数、d为0～2的整数、e为0或1、f为0～2的整数、g为0～2的整数、h为0～2的整数、i为0～2的整数、及j为0或1的整数，
在a～d及f～i为2以上的情况下，2个以上的R11～R14、R16～R19可以分别相同或不同。
3.一种电子输送材料，其含有上述1或2所述的化合物。
4.一种有机薄膜太阳能电池用材料，其含有上述1或2所述的化合物。
5.一种有机薄膜太阳能电池，其中，在一对电极之间配置了包含上述1或2所述的化合物的有机层。
6.根据上述5所述的有机薄膜太阳能电池，其中，所述有机层为阴极侧的缓冲层。
7.一种层叠型有机薄膜太阳能电池，其中，层叠了多个有机太阳能电池单电池单元的层叠型有机薄膜太阳能电池的与中间电极连接的缓冲层，含有上述1或2所述的化合物。
8.一种装置，其具有上述5或6所述的有机薄膜太阳能电池或上述7所述的层叠型有机薄膜太阳能电池。
根据本发明，能够提供在用作有机薄膜太阳能电池用材料时显示出高效率的光电转换特性的新型特定结构的菲咯啉化合物。
根据本发明，能够提供新型电子输送材料以及有机薄膜太阳能电池用材料。
根据本发明，能够提供获得高效率的光电转换特性的有机薄膜太阳能电池以及层叠型有机薄膜太阳能电池。
具体实施方式
本发明的化合物具有下述式(1)所示的结构。
[化6]
式中，L为单键或2价的基团，其与1，10-菲咯啉的*所示的6位、8位或9位中的任一个位置结合。
Rg为取代或未取代的、苯环或萘环。
X为氧原子或N-R4。
R4为氢原子、卤素原子、氰基、取代或未取代的碳原子数1～40的烷基、取代或未取代的碳原子数2～40的烯基、取代或未取代的碳原子数2～40的炔基、取代或未取代的环形成碳原子数6～40的芳基、取代或未取代的环形成原子数5～40的杂芳基、取代或未取代的碳原子数1～40的烷氧基、或取代或未取代的环形成碳原子数6～40的芳氧基。R4优选为碳原子数1～40的烷基。
本发明的式(1)所示的化合物，其特征在于，包含在分子内选自邻苯二甲酸酐骨架、邻苯二甲酰亚胺骨架、萘二甲酸酐骨架以及萘二甲酰亚胺骨架中的骨架结构，优选包含邻苯二甲酰亚胺骨架、萘二甲酰亚胺骨架。
本发明的化合物具有这些骨架结构，因而具有高电子输送性、与电极的能量屏障小。因此，若将本发明的化合物用于有机薄膜太阳能电池，获得显示高效率的光电转换特性的有机薄膜太阳能电池。
式(1)中，在L为2价的基团的情况下，可优选列举出取代或未取代的环形成碳原子数6～40的亚芳基、具体来说，从苯环等中除去2个氢原子的基团、取代或未取代的环形成原子数5～40的杂亚芳基、具体来说，从吡啶环、嘧啶环、吡嗪环、三嗪环、噻吩环、呋喃环、异噁唑环、噁二唑环以及噻唑环等中除去2个氢原子的基团、进一步，具有醌结构的化合物、具体来说，从苯并醌骨架、四氰基醌二甲烷骨架等中除去2个氢原子的基团。
通过本发明的化合物具有上述交联基L，电荷输送性得到提高。
L进一步优选为单键或亚芳基。在单键的情况下，通过能够提高Jsc(短路电流密度)的、电子输送性大的邻苯二甲酰亚胺与FF(形状因子)高的菲咯啉骨架直接连接，从而满足两者的性能，因而在提高转换效率的方面是优选的。另外，在亚苯基之类的亚芳基的情况下，由于π共轭扩大，因而电子输送性增加，有助于转换效率的提高，故优选。作为亚芳基，优选亚苯基。
式(1)所示的本发明的化合物优选为下述式(2)或式(3)所示的化合物。
[化7]
Figure BDA00002654472000081
式中，X为与前述式(1)的X相同的基团，L为单键或下述式(L1)～(L12)所示中的任一个的基团，其与1，10-菲咯啉的*所示的6位、8位或9位中的任一个位置结合。
[化8]
Figure BDA00002654472000091
式中，R11～R20分别为卤素原子、氰基、取代或未取代的碳原子数1～40的烷基、取代或未取代的碳原子数2～40的烯基、取代或未取代的碳原子数2～40的炔基、取代或未取代的环形成碳原子数6～40的芳基、取代或未取代的环形成原子数5～40的杂芳基、取代或未取代的碳原子数1～40的烷氧基、取代或未取代的环形成碳原子数6～40的芳氧基、取代或未取代的环形成碳原子数6～40的芳氨基、或取代或未取代的碳原子数1～40的烷氨基。
a为0～4的整数、b为0～3的整数，c为0～2的整数、d为0～2的整数、e为0或1、f为0～2的整数、g为0～2的整数、h为0～2的整数、i为0～2的整数、以及j为0或1的整数。
在a～d、f～i为2以上的情况下，2以上的R11～R14、R16～R19可以分别相同也可以不同。
a～j优选为0。
R4以及R11～R20的取代或未取代的碳原子数1～40的烷基可以为直链、支链或环状中的任一个。作为具体例，可列举出例如，甲基、乙基、1-丙基、2-丙基、1-丁基、2-丁基、仲丁基、叔丁基、各种戊基、各种己基、各种辛基、各种癸基、各种十二烷基、2-乙基己基、3，7-二甲基辛基、环丙基、环戊基、环己基、1-金刚烷基、2-金刚烷基、降冰片烯基、三氟甲基、三氯甲基、苄基、α，α-二甲基苄基、2-苯基乙基以及1-苯基乙基等。从原料容易获得等的观点出发，这些当中，优选取代或未取代的碳原子数1～20的烷基，进一步优选甲基、乙基、丙基、异丙基、叔丁基以及环己基等。
适合的是，取代或未取代的碳原子数1～20的烷基。若存在该范围的烷基，则在使用湿式法制造有机薄膜太阳能电池的情况下，对溶剂的溶解性得到提高、涂布性得到提高，因而优选。
作为上述烷基的取代基，可列举出例如，氟原子、氯原子、溴原子、碘原子之类的卤素原子、苯基之类的芳基，该芳基可以进一步被甲基、乙基、丙基等的碳原子数1～5的烷基。
R4以及R11～R20的取代或未取代的碳原子数2～40的烯基可以为直链、支链或环状中的任一个。作为它们的具体例，可列举出例如，乙烯基、丙烯基、丁烯基、油烯基、二十五碳烯基、二十二碳六烯基、苯乙烯基、2，2-二苯基乙烯基、1，2，2-三苯基乙烯基以及2-苯基-2-丙烯基等。从原料容易获得等的观点出发，这些当中，优选取代或未取代的碳原子数2～20的烯基，进一步优选乙烯基、苯乙烯基以及2，2-二苯基乙烯基等。
作为上述烯基的取代基，可列举出例如，苯基之类的芳基，该芳基可以进一步被甲基、乙基、丙基等的碳原子数1～5的烷基取代。
R4以及R11～R20的取代或未取代的碳原子数2～40的炔基可以为直链、支链或环状中的任一个。作为它们的具体例，可列举出例如，乙炔基、丙炔基以及2-苯基乙炔基等。从原料容易获得等的观点出发，这些当中，优选取代或未取代的碳原子数2～20的炔基，进一步优选乙炔基以及2-苯基乙炔基等。
作为上述炔基的取代基，可列举出例如，苯基之类的芳基，该芳基可以进一步被甲基、乙基、丙基等碳原子数1～5的烷基取代。
作为R4以及R11～R20的取代或未取代的环形成碳原子数6～40的芳基的具体例，可列举出例如，苯基、2-甲苯基、4-甲苯基、4-三氟甲基苯基、4-甲氧基苯基、4-氰基苯基、2-联苯基、3-联苯基、4-联苯基、三联苯基、3，5-二苯基苯基、3，4-二苯基苯基、五苯基苯基、4-(2，2-二苯基乙烯基)苯基、4-(1，2，2-三苯基乙烯基)苯基、芴基、1-萘基、2-萘基、9-蒽基、2-蒽基、9-菲基、1-芘基、
Figure BDA00002654472000111
基、并四苯基以及蔻基等。从原料容易获得等的观点出发，这些当中，优选取代或未取代的环形成碳原子数6～30的芳基，进一步优选苯基、4-联苯基、1-萘基、2-萘基以及9-菲基等。
作为上述芳基的取代基，可列举出例如，苯基之类的芳基，该芳基可以进一步被甲基、乙基、丙基等的碳原子数1～5的烷基取代。
对于R4以及R11～R20的取代或未取代的环形成原子数5～40的杂芳基，含氮唑系杂环的情况下的结合位置不仅与碳结合还可以与氮结合。作为它们的具体例，可列举出例如，呋喃基、噻吩基、吡咯基、咪唑基、苯并咪唑基、吡唑基、苯并吡唑基、三唑基、噁二唑基、吡啶基、吡嗪基、三嗪基、喹啉基、苯并呋喃基、二苯并呋喃基、苯并噻吩基、二苯并噻吩基以及咔唑基等。从原料容易获得等的观点出发，这些当中，优选取代或未取代的环形成原子数5～20的杂芳基，进一步优选呋喃基、噻吩基、吡啶基以及咔唑基等。
作为上述杂芳基的取代基，可列举出例如，苯基之类的芳基，该芳基可以进一步被甲基、乙基、丙基等的碳原子数1～5的烷基取代。
R4以及R11～R20的取代或未取代的碳原子数1～40的烷氧基可以为直链、支链或环状中的任一个，作为它们的具体例，可列举出例如，甲氧基、乙氧基、1-丙氧基、2-丙氧基、1-丁氧基、2-丁氧基、仲丁氧基、叔丁氧基、各种戊氧基、各种己氧基、各种辛氧基、各种癸氧基、各种十二烷氧基、2-乙基己氧基、3，7-二甲基辛氧基、环丙氧基、环戊氧基、环己氧基、1-金刚烷氧基、2-金刚烷氧基、降冰片烯氧基、三氟甲氧基、苄氧基、α，α-二甲基苄氧基、2-苯基乙氧基以及1-苯基乙氧基等。从原料容易获得等的观点出发，这些当中，优选取代或未取代的碳原子数1～20的烷氧基，进一步优选甲氧基、乙氧基以及叔丁氧基等。
作为上述烷氧基的取代基，可列举出例如，氟原子、氯原子、溴原子、碘原子之类的卤素原子、苯基之类的芳基，该芳基可以进一步被甲基、乙基、丙基等的碳原子数1～5的烷基取代。
作为R4以及R11～R20的取代或未取代的环形成碳原子数6～40的芳氧基的具体例，可列举出前述芳基隔着氧结合氮原子或L1～L12所示的基团的取代基。从原料容易获得等的观点出发，这些当中，优选苯氧基、萘氧基以及菲氧基等。
作为上述芳氧基的取代基，可列举出例如，苯基之类的芳基，该芳基可以进一步被甲基、乙基、丙基等的碳原子数1～5的烷基取代。
R11～R20的取代或未取代的环形成碳原子数6～40的芳氨基只要是与氨基结合的取代基中的至少1个为取代或未取代的芳基即可，具体来说，可列举出苯基氨基、甲基苯基氨基、二苯基氨基、二对甲苯氨基、二间甲苯氨基、苯基间甲苯氨基、苯基-1-萘基氨基、苯基-2-萘基氨基、苯基(仲丁基苯基)氨基、苯基叔丁基氨基、双(4-甲氧基苯基)氨基以及苯基-4-咔唑苯基氨基等。从原料容易获得等的观点出发，这些当中，优选二苯基氨基、二甲苯氨基以及双(4-甲氧基苯基)氨基等。
作为上述芳氨基的取代基，可列举出例如，苯基之类的芳基，该芳基可以进一步被甲基、乙基、丙基等的碳原子数1～5的烷基取代。
R11～R20的取代或未取代的碳原子数1～40的烷氨基只要是与氨基的氮原子结合的取代基中的至少1个为取代或未取代的烷基即可，例如烷基、羟基烷基或烷氧基烷基。在2个以上的取代或未取代的烷基与氨基结合的情况下，这些基团可以互相相同也可以不同，也可以相互结合而形成环。具体来说，可列举出例如，甲基氨基、二甲基氨基、甲基乙基氨基、二乙基氨基、双(2-羟基乙基)氨基、双(2-甲氧基乙基)氨基、哌啶基、吗啉基等。从原料容易获得等的观点出发，这些当中，优选二甲基氨基、二乙基氨基、哌啶基等。
作为上述烷氨基的取代基，可列举出例如，苯基之类的芳基，该芳基可以进一步被甲基、乙基、丙基等的碳原子数1～5的烷基取代。
式(1)中的Rg为取代或未取代的、苯环或萘环。作为Rg的取代基的例子，可列举出与上述R11～R20相同的基团。具体来说，卤素原子、氰基、取代或未取代的碳原子数1～40的烷基、取代或未取代的碳原子数2～40的烯基、取代或未取代的碳原子数2～40的炔基、取代或未取代的环形成碳原子数6～40的芳基、取代或未取代的环形成原子数5～40的杂芳基、取代或未取代的碳原子数1～40的烷氧基、取代或未取代的环形成碳原子数6～40的芳氧基、取代或未取代的环形成碳原子数6～40的芳氨基、或取代或未取代的碳原子数1～40的烷氨基。
本发明的化合物中，作为具有邻苯二甲酰亚胺骨架的上述式(2)所示的优选的化合物，可列举出例如以下的结构的化合物。
[化9]
Figure BDA00002654472000131
本发明的化合物中，作为具有邻苯二甲酰亚胺骨架的上述式(2)所示的进一步优选的化合物，可列举出例如以下结构的化合物。
[化10]
Figure BDA00002654472000132
本发明的化合物中，作为具有萘二甲酰亚胺骨架的上述式(3)所示的优选的化合物，可列举出上述(2-A)～(2-L)中，代替N-甲基邻苯二甲酰亚胺骨架而具有在4位与结合基或菲咯啉骨架结合的N-甲基萘二甲酰亚胺骨架的化合物。
作为合成上述式(2)所示的本发明的化合物的方法有很多种，其中可列举出使用钯所代表的金属催化剂的交叉偶联反应。从原料容易获得、反应条件温和、以高收率提供目标物等的方面出发，优选合成路线。上述式(2)中，以下示出L在1，10-菲咯啉的8位取代的情况下的合成路线的一例。
[化11]
Figure BDA00002654472000141
这里，Y表示氯、溴、碘等的卤素元素、或三氟甲烷磺酰氧基、九氟丁烷磺酰氧基、甲烷磺酰氧基以及对甲苯磺酰氧基等的假卤素取代基。
M表示-B(OH)2、硼酸频哪醇基、儿茶酚硼基等的硼酸基以及其酯试剂、Sn(Bu)4等的有机锡试剂、-Si(OH)3等的有机硅试剂所代表的典型金属组。典型金属组可以与邻苯二甲酸酐结合(反应式1)、也可以隔着交联基L与菲咯啉化合物结合(反应式2)。
作为使这些具有假卤素取代基的结合单元与具有典型金属组的试剂反应的条件，可以使用熊田·玉尾偶联(Grignard试剂)、根岸偶联(有机锌试剂)、铃木·宫浦偶联(硼试剂)、小杉·右田·Stille偶联(有机锡试剂)、桧山偶联(有机硅试剂)等的人名反应。
另外，若代替邻苯二甲酸酐衍生物使用萘二甲酸酐衍生物，则可以通过如下所述同样的合成路线来制造上述式(3)所示的化合物。
[化12]
(式中的Y以及M与使用上述邻苯二甲酸酐的情况相同。)
作为能够在上述反应中使用的金属催化剂，可列举出氯化钯、醋酸钯、二氯双(三苯基膦)钯等的2价钯、四(三苯基膦)钯、三(二亚苄基丙酮)二钯等的0价钯、氯化镍、二氯双(三苯基膦)镍、二氯(1，3-双二苯基膦丙烷)镍等的2价镍、四(三苯基膦)镍、四羰基镍、双(环辛二烯)镍等的0价镍。
另外，还可以在这些金属催化剂中添加配体。作为此时能够使用的配体，有2，2’-联吡啶、1，10-菲咯啉等的吡啶类、三苯基膦、三(邻甲苯)膦、三(2-呋喃基)膦、三环己基膦、三(叔丁基)膦、2-二叔丁基膦联苯基(JohnPhos)、2-二叔丁基膦-2’-二甲基氨基联苯基(DavePhos)、2-二环己基膦-2’，4’，6’-三异丙基-1，1’-联苯基(XPhos)、2-二环己基膦-2’，6’-二甲氧基联苯基(SPhos)等的单齿膦类、1，2-双(二苯基膦)乙烷(DPPE)、1，3-双(二苯基膦)丙烷(DPPP)、2，2’-双(二苯基膦)-1，1’-联萘(BINAP)、1，1’-双(二苯基膦)二茂铁(DPPF)、4，5-双(二苯基膦)-9，9-二甲基呫吨(XantPhos)等的2齿膦类等。从提供高收率、反应条件变得温和这样的理由的观点出发，这些当中优选膦类。
本发明的化合物具有高电子输送性、与电极的能量屏障小，因而作为电子输送材料以及有机薄膜太阳能电池用材料是有用的。
本发明的电子输送材料以及有机薄膜太阳能电池用材料，其特征在于，含有本发明的化合物。
本发明的电子输送材料以及有机薄膜太阳能电池用材料可以是本发明的化合物单独，也可以含有本发明的化合物和其他成分。
由本发明的有机薄膜太阳能电池用材料组成的有机薄膜太阳能电池的部件，其可以由本发明的材料单独形成，也可以由本发明的材料与其他成分的混合物形成。
使用本发明的材料的有机薄膜太阳能电池显示出高效率的转换特性。
本发明的有机薄膜太阳能电池，其特征在于，一对电极间配置有含有本发明的化合物的有机层。这里，“有机层”是指太阳能电池中含有有机化合物的层。
本发明的有机薄膜太阳能电池中，只要在构成电池的1层以上的有机层的至少1层中含有本发明的化合物即可。另外，含有本发明的化合物的部件可以组合含有其他成分。对于不含本发明的化合物的部件、混合材料，可以使用在有机薄膜太阳能电池中使用的公知的部件、材料。
含有本发明的化合物的有机层优选为阴极侧的缓冲层。
本发明的有机薄膜太阳能电池的电池单元结构只要是在一对电极间包括含有上述化合物的有机层的结构则没有特别限定。具体来说，可列举出在稳定的绝缘性基板上具有下述元件结构的结构。下部电极与阳极相当、上部电极与阴极相当。
(1)下部电极/p层/n层/上部电极
(2)下部电极/缓冲层/p层/n层/上部电极
(3)下部电极/p层/n层/缓冲层/上部电极
(4)下部电极/缓冲层/p层/n层/缓冲层/上部电极
(5)下部电极/缓冲层/p层/i层(或p材料与n材料的混合层)/n层/缓冲层/上部电极
(6)下部电极/p层/n层/缓冲层/中间电极/缓冲层/p层/n层/缓冲层/上部电极
(7)下部电极/缓冲层/p层/n层/缓冲层/中间电极/缓冲层/p层/n层/缓冲层/上部电极
(8)下部电极/缓冲层/p层/i层(或p材料与n材料的混合层)/n层/缓冲层/中间电极/缓冲层/p层/i层(或p材料与n材料的混合层)/n层/缓冲层/上部电极
上述元件结构中，优选在元件结构(2)～(8)的缓冲层、特别是与阴极侧缓冲层或中间电极连接的缓冲层中使用本发明的化合物，优选在元件结构(3)～(8)的缓冲层、特别是与阴极侧缓冲层或中间电极连接的缓冲层中使用本发明的化合物。
以下，对于各结构部件进行简单说明。
1.下部电极以及上部电极
下部电极、上部电极的材料可以没有特别限定地使用公知的导电性材料。例如，作为与p层连接的电极，可以使用锡掺杂氧化铟(ITO)、金(Au)、锇(Os)、钯(Pd)等的金属，作为与n层连接的电极，可以使用银(Ag)、铝(Al)、铟(In)、钙(Ca)、铂(Pt)锂(Li)等的金属、Mg:Ag、Mg:In、Al:Li等的二成分金属系。作为与n层连接的电极，优选功函数小的金属或金属系。
另外，为了获得高效率的光电转换特性，期望例如有机薄膜太阳能电池的至少一方的面是在太阳光光谱中充分透明。透明电极是如下形成的：使用公知的导电性材料，以通过蒸镀、溅射等的方法能够确保规定的透光性的方式来形成。受光面的电极的光透射率期望为10％以上。在一对电极优选的结构中，电极部的一方含有功函数大的金属，另一方含有功函数小的金属。
2.p层、n层以及i层
n层的材料没有特别限定，优选具有作为电子接受体的功能的化合物。若n层的材料为有机化合物，则可列举出例如，C60等的富勒烯化合物、碳纳米管、苝化合物、多环醌以及喹吖啶酮等，高分子系中，可列举出CN-聚(亚苯基-亚乙烯基)、MEH-CN-PPV、含有-CN基或CF3基的聚合物以及聚(芴)化合物等。优选电子迁移率高的材料，进一步优选电子亲和力小的材料。由此通过组合作为n层的电子亲和力小的材料，能够实现充分的开放端电压。
另外，若n层的材料为无机化合物，则可列举出n型特性的无机半导体化合物。具体来说，可列举出n-Si、GaAs、CdS、PbS、CdSe、InP、Nb2O5、WO3以及Fe2O3等的掺杂半导体以及化合物半导体、以及，二氧化钛(TiO2)、一氧化钛(TiO)、三氧化二钛(Ti2O3)等的氧化钛、氧化锌(ZnO)以及氧化锡(SnO2)等的导电性氧化物，可以组合使用这些当中的1种或2种以上。优选使用氧化钛、特别优选使用二氧化钛。
p层的材料没有特别限定，优选具有作为空穴接受体的功能的化合物。若p层的材料为有机化合物，则可列举出例如，N，N’-双(3-甲苯)-N，N’-二苯基联苯胺(mTPD)、N，N’-二萘基-N，N’-二苯基联苯胺(NPD)以及4，4’，4”-三(苯基-3-甲苯氨基)三苯基胺(MTDATA)等所代表的胺化合物、酞菁(Pc)、铜酞菁(CuPc)、锌酞菁(ZnPc)以及钛酞菁(TiOPc)等的酞菁类、八乙基卟啉(OEP)、八乙基卟啉铂(PtOEP)以及四苯基卟啉锌(ZnTPP)等所代表的卟啉类，若p层的材料为高分子化合物，则可列举出例如，聚己基噻吩(P3HT)以及甲氧基乙基己氧基苯乙炔(MEHPPV)等的主链型共轭高分子类、以及聚乙烯基咔唑等所代表的侧链型高分子类等。
在将本发明的化合物用于i层时，可以与上述p层化合物或n层化合物混合而形成i层，也可以单独使用本发明的化合物作为i层。在此情况下的p层或n层中也可以使用上述例示化合物中的任一个。
3.缓冲层
通常，有机薄膜太阳能电池大多总膜厚薄，因而大多存在：上部电极与下部电极短路，电池制作的成品率降低的情况。在这样的情况下，优选通过层叠缓冲层来防止该问题。
本发明的化合物的电子输送性高、与电极的能量屏障小，因而优选用于缓冲层、特别是用于阴极侧的缓冲层。
另外，在本发明的有机薄膜太阳能电池为层叠型的情况下，优选与中间电极连接的缓冲层使用本发明的化合物。
作为本发明的化合物以外的缓冲层优选的化合物，优选即使膜厚变厚，短路电流也不降低地，载体迁移率充分高的化合物。若为低分子化合物，则可列举出例如，下述表示的NTCDA所代表的芳香族环状酸酐等，若为高分子化合物，则可列举出下述表示的聚(3，4-乙烯二氧)噻吩:聚苯乙烯磺酸酯(PEDOT:PSS)以及聚苯胺:樟脑磺酸(PANI:CSA)等所代表的公知的导电性高分子等。
[化13]
除了上述以外，作为缓冲层的材料，可以使用作为上述n层的材料例示的无机半导体化合物。作为该无机半导体化合物，可以使用CdTe、p-Si、SiC、GaAs、NiO、WO3以及V2O5等。
4.基板
基板优选具有机械强度、热强度，且具有透明性。例如，有玻璃基板及透明性树脂膜。作为透明性树脂膜，可列举出聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯基共聚物、乙烯-乙烯基醇共聚物、聚丙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氯乙烯、聚乙烯基醇、聚乙烯缩丁醛、尼龙、聚醚醚酮、聚砜、聚醚砜、四氟乙烯-过氟烷基乙烯基醚共聚物、聚氟乙烯、四氟乙烯-乙烯共聚物、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物、聚氯三氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚酯、聚碳酸酯、聚氨酯、聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚酰亚胺以及聚丙烯等。
5.层叠型有机薄膜太阳能电池
层叠型有机薄膜太阳能电池被称为串联结构太阳能电池，因而在一对电极间具有至少2层发电层(有机太阳能电池单电池)和至少1层中间电极。典型的结构中，在透明基板上设置ITO等的透明阳极，在其上形成由p层/i层/n层组成的前电池，在被设置于其上的中间电极上形成由p层/i层/n层组成的后电池，在其上形成阴极。通过采用这样的多层结构，能够实现转换效率的提高。
构成层叠型有机薄膜太阳能电池的上部电极、下部电极、p层、n层、i层以及缓冲层的说明与前述相同。
本发明的层叠型有机薄膜太阳能电池优选在与中间电极连接的缓冲层中含有本发明的化合物。
6.中间电极
能够通过利用过中间电极来形成电子-空穴再结合区域，从而使层叠型元件的各个光电转换单元分离。该层具有如下所述的作用：防止前方的光电转换单元(前电池)的n层与后方的光电转换单元(后电池)的p层之间的倒置异质结的形成。各个光电转换单元之间的层提供从前方的光电转换单元进入的电子与来自后方的光电转换单元的空穴进行再结合的区域。从前方的光电转换单元进入的电子与来自后方的光电转换单元的空穴的有效再结合，其在打算在层叠型元件中引起光引发电流的情况下是必须的。
通过中间电极形成电子-空穴再结合区域的材料没有特别限定，可以使用上述形成上部电极以及下部电极的材料。优选的是，基于中间电极的电子-空穴再结合区域包括薄金属层。
为了光能够到达后方的(多个)光电转换单元，金属层必须充分薄且为半透明。为了该目的，金属层的厚度优选为约比
Figure BDA00002654472000201
更薄。特别优选金属膜为约
Figure BDA00002654472000202
左右的厚度。这些极其薄的金属膜被认为不是连续膜、反而是由孤立的金属纳米粒子组成的。令人惊讶的是，该极薄的金属层虽然不是连续的，但是它依然是作为电子-空穴再结合层而有效的。用于该层的优选的金属包括Ag、Li、LiF、Al、Ti以及Sn。其中特别优选Ag。
7.太阳能电池的制造方法
本发明的有机薄膜太阳能电池、层叠型有机薄膜太阳能电池的各层的形成中，可以适用真空蒸镀、溅射、等离子以及离子镀等的干式成膜法；旋涂、浸涂、浇铸、辊涂、流涂以及喷墨等的湿式成膜法。
各层的膜厚没有特别限定，设定为适当膜厚。通常，已知的是有机薄膜的激发子扩散长度短，因而若膜厚过厚，则激发子在到达异质结面之前失活，因此光电转换效率变低。若膜厚过薄，则产生针孔等，因而无法获得充分的二极管特性，因此转换效率降低。通常的膜厚适合为1nm至10μm的范围，进一步优选5nm至0.2μm的范围。
干式成膜法的情况下，优选公知的电阻加热法，在混合层的形成中优选例如，基于来自多个蒸发源的同时蒸镀的成膜方法。进一步优选的是，成膜时控制基板温度。
湿式成膜法的情况下，使形成各层的材料溶解或分散于适当的溶剂中，制备发光性有机溶液，形成薄膜，可以使用任意溶剂。可列举出例如，二氯甲烷、二氯乙烷、氯仿、四氯化碳、四氯乙烷、三氯乙烷、氯苯、二氯苯以及氯甲苯等的卤素系烃系溶剂、、二丁基醚、四氢呋喃、二噁烷以及茴香醚等的醚系溶剂、甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、戊醇、己醇、环己醇、甲基溶纤剂、乙基溶纤剂以及乙二醇等的醇系溶剂、苯、甲苯、二甲苯、乙基苯、己烷、辛烷、癸烷以及四氢化萘等的烃系溶剂、以及醋酸乙酯、醋酸丁酯以及醋酸戊酯等的酯系溶剂等。尤其优选烃系溶剂及醚系溶剂。另外，这些溶剂可以单独使用也可以多个混合使用。另外，可使用的溶剂并不限定于这些。
本发明中，还可以在有机薄膜太阳能电池中的任一个有机薄膜层中使用用于提高成膜性、防止膜的针孔等的适当的树脂、添加剂。作为可使用的树脂，可列举出聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚丙烯酸酯、聚酯、聚酰胺、聚氨酯、聚砜、聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸酯以及纤维素等的绝缘性树脂以及它们的共聚物、聚-N-乙烯基咔唑以及聚硅烷等的光导电性树脂、以及聚噻吩以及聚吡咯等的导电性树脂。
另外，作为添加剂，可列举出抗氧化剂、紫外线吸收剂以及塑化剂等。
作为具有本发明的有机薄膜太阳能电池、层叠型有机薄膜太阳能电池的装置，可以例示出将这些集成后的集成型构件。具体来说，可列举出在钟表、便携电话以及移动电脑等中的使用。
实施例
以下，使用实施例，进一步具体说明本发明，但本发明并不受到这些实施例的任何限定。
实施例1：菲咯啉化合物(2-A)的合成
[化14]
Figure BDA00002654472000221
(1)中间体A1的合成
氮气气氛下，在4-溴-邻苯二甲酸酐(15g，66.1mmol)、甲基胺(40％inH2O)(8.26mL，99.1mmol)、醋酸钠(8.67g，106mmol)中加入醋酸(100mL)，加热搅拌6小时进行回流。在反应混合物中加入水(200mL)，过滤沉淀物，获得白色固体(15.2g，96％)。
以下示出该固体的核磁共振测定(1H-NMR)的结果。
1H-NMR(400MHz，CDCl3，TMS)δ：3.18(s，3H)，7.71(d，J8.0，1H)，7.84(d，J8.0，1H)，7.98(s，1H).
(2)中间体A2的合成
氮气气氛下，加入中间体A1(10g，41.7mmol)、双(频哪醇合)二硼(13g，50.0mmol)、1，1’-双(二苯基膦)二茂铁]二氯化钯(II)二氯甲烷络合物(0.65g，0.80mmol)、醋酸钾(30g，305mmol)、1，4-二噁烷100mL)，在80℃下搅拌12小时。在反应混合物中加入醋酸乙酯(300mL)、水(50mL)，取出有机层，用无水硫酸镁进行干燥、溶剂馏去，获得白色固体。通过柱色谱(二氧化硅凝胶/己烷∶醋酸乙酯＝3∶1)对其进行精制，获得白色固体(8.0g，67％)。
1H-NMR(400MHz，CDCl3，TMS)δ：1.37(s，12H)，3.18(s，3H)，7.82(d，J8.0，1H)，8.14(d，J8.0，1H)，8.27(s，1H).
(3)菲咯啉化合物(2-A)的合成
氮气气氛下，加入中间体A2(1.6g、5.6mmol)、2-氯菲咯啉(0.8g、3.7mmol)、四(三苯基膦)钯(0)(0.1g、0.11mmol)、碳酸铯(3.0g、9.3mmol)1，2-二甲氧基乙烷(37mL)，在80℃下搅拌6小时。在反应混合物中加入水(50mL)，过滤沉淀物，获得黄色固体(化合物(2-A)；0.76g、60％)。
1H-NMR(400MHz，CDCl3，TMS)δ：3.25(s，3H)，7.70(d，J8.0，1H)，8.03(d，J8.0，1H)，8.18(d，J8.0，1H)，8.30(d，J8.0，1H)，8.41(d，J8.0，1H)，8.69(s，1H)，8.83(d，J8.0，1H)，9.26(d，J8.0，1H).
实施例2：菲咯啉化合物(2-B)的合成
[化15]
Figure BDA00002654472000231
氮气气氛下，加入实施例1(2)中合成的中间体A2(0.33g、1.15mmol)、3-溴菲咯啉(0.2g、0.77mmol)、碳酸铯(0.63g、2.0mmol)、四(三苯基膦)钯(0)(0.027g、0.023mmol)、1，2-二甲氧基乙烷(10mL)，在80℃下搅拌6小时。在反应混合物中加入水(50mL)，过滤沉淀物，获得黄色固体(化合物(2-B)；0.23g、90％)。
1H-NMR(400MHz，CDCl3，TMS)δ：3.24(s，3H)，7.69(d，J8.0，1H)，7.90(s，1H)，8.03(d，J8.0，1H)，8.13(d，J8.0，1H)，8.26-8.31(m，2H)，8.50(d，J8.0，1H)，9.24(d，J8.0，1H)，9.46(d，J8.0，1H).
实施例3：菲咯啉化合物(2-D)的合成
[化16]
Figure BDA00002654472000241
氮气气氛下，加入实施例1(2)中合成的中间体A2(1.0g、3.6mmol)、4-溴苯基-2-菲咯啉(1.0g、2.99mmol)、碳酸铯(1.75g、5.4mmol)、四(三苯基膦)钯(0)(0.17g、0.15mmol)、1，2-二甲氧基乙烷(30mL)，在80℃下搅拌6小时。在反应混合物中加入水(50mL)，过滤沉淀物，获得黄色固体(化合物(2-D)；1.00g、81％)。
1H-NMR(400MHz，CDCl3，TMS)δ：3.23(s，3H)，7.66(d，J8.0，2H)，7.81-7.87(m，4H)，7.94(d，J8.0，2H)，8.02(d，J8.0，1H)，8.18(d，J8.0，2H)，8.28(d，J8.0，1H)，8.36(d，J8.0，1H)，8.50d，J8.0，2H)，9.26(d，J8.0，1H).
实施例4：菲咯啉化合物(2-G)的合成
[化17]
Figure BDA00002654472000242
氮气气氛下，加入中间体A2(1.0g、3.6mmol)、3-溴苯基-2-菲咯啉(1.0g、2.99mmol)、碳酸铯(1.75g、5.4mmol)、四(三苯基膦)钯(0)(0.17g、0.15mmol)、1，2-二甲氧基乙烷(30mL)，在80℃下搅拌6小时。在反应混合物中加入水(50mL)，过滤沉淀物，获得黄色固体(化合物(2-G)；1.06g、85％)。
1H-NMR(400MHz，CDCl3，TMS)δ：3.23(s，3H)，7.64-7.75(m，3H)，7.84(d，J8.0，2H)，7.94(d，J8.0，1H)，8.08(d，J8.0，1H)，8.16-8.20(m，2H)，8.28(d，J8.0，1H)，8.36-8.39(m，2H)，8.58(s，1H)9.23(d，J8.0，1H).
实施例5～8
将25mm×75mm×0.7mm厚的带ITO透明电极的玻璃基板在异丙基醇中超声波洗涤5分钟后，实施30分钟UV臭氧洗涤。将洗涤后的带有透明电极线的玻璃基板装载于真空蒸镀装置的基板支架，在首先形成有作为下部电极的透明电极线的一侧的面上，按照覆盖透明电极的方式，通过电阻加热蒸镀并以
Figure BDA00002654472000251
使膜厚30nm的CuPc(以下记载了结构式)成膜。接着在其上通过电阻加热蒸镀并以
Figure BDA00002654472000252
使膜厚60nm的C60(以下记载了结构式)成膜。
[化18]
Figure BDA00002654472000253
在C60膜上，通过电阻加热蒸镀并以膜厚10nm、
Figure BDA00002654472000254
使实施例1～4中合成的化合物(2-A)、(2-B)、(2-D)、(2-G)中的任一个成膜。最后，连续地蒸镀金属Al，使膜厚为80nm，制成对置电极，形成有机薄膜太阳能电池。面积为0.05cm2。
在AM1.5的条件(光强度100mW/cm2)下对所制作的有机薄膜太阳能电池测定I-V特性。表1示出通过下述式导出开放端电压(Voc)、短路电流密度(Jsc)、曲线因子(FF)的测定结果、以及光电转换效率(η)的结果。
[数1]
η ( % ) = Voc × Jsc × FF Pin × 100
Voc：开放端电压
Jsc：短路电流密度
FF：曲线因子
Pin：入射光能
比较例1
除了不使用实施例5中的化合物(2-A)以外，与实施例5同样地制作了有机太阳能电池。在AM1.5的条件(光强度100mW/cm2)下对由此制作的有机太阳能电池测定I-V特性。表1示出开放端电压(Voc)、短路电流密度(Jsc)、曲线因子(FF)以及光电转换效率(η)。
比较例2
除了将实施例5中的化合物(2-A)变更为BCP以外，与实施例5同样地制作元件。在AM1.5的条件(光强度100mW/cm2)下对由此制作的有机太阳能电池测定I-V特性。表1示出开放端电压(Voc)、短路电流密度(Jsc)、曲线因子(FF)以及光电转换效率(η)。
[表1]
Figure BDA00002654472000262
实施例9
在异丙基醇中对25mm×75mm×0.7mm厚的带ITO透明电极的玻璃基板进行5分钟超声波洗涤后，实施30分钟UV臭氧洗涤。将洗涤后的带有透明电极线的玻璃基板装载于真空蒸镀装置的基板支架，在首先形成有作为下部电极的透明电极线的一侧的面上，按照覆盖透明电极的方式，通过电阻加热蒸镀并以
Figure BDA00002654472000271
使膜厚30nm的化合物1(WO2010/013520A1号公报中记载的化合物；以下记载了结构式)成膜。接着，在其上通过电阻加热蒸镀并以
Figure BDA00002654472000272
使膜厚60nm的C70(以下记载了结构式)成膜。
在C70膜上，通过电阻加热蒸镀并以膜厚5nm、
Figure BDA00002654472000273
使实施例3中合成的化合物(2-D)成膜。接着，通过电阻加热蒸镀使Ag成膜，制成膜厚0.5nm的中间电极，接着，通过电阻加热蒸镀使MoO3成膜，制成膜厚5nm的缓冲层。在其上按照使化合物1为膜厚20nm、C70为膜厚20nm以及BCP为膜厚10nm的顺序进行成膜，最后，连续地蒸镀金属Al，使膜厚为80nm，制成对置电极，形成有机薄膜太阳能电池。面积为0.05cm2。
[化19]
Figure BDA00002654472000274
在AM1.5的条件(光强度100mW/cm2)下对所制作的有机薄膜太阳能电池测定I-V特性。表2示出开放端电压(Voc)、短路电流密度(Jsc)、曲线因子(FF)以及光电转换效率(η)。
比较例3
除了不使用实施例5中的化合物(2-D)以外，与实施例5同样地制作了有机太阳能电池。在AM1.5的条件(光强度100mW/cm2)下对由此制作的有机太阳能电池测定I-V特性。表2示出开放端电压(Voc)、短路电流密度(Jsc)、曲线因子(FF)以及光电转换效率(η)。
[表2]
Figure BDA00002654472000281
由表1及表2可知，在将本发明的菲咯啉化合物用于缓冲层的情况下，与不使用其的比较例相比，转换效率得到提高，显示出优异的太阳能电池特性。
产业上的可利用性
本发明的化合物作为电子输送材料、有机薄膜太阳能电池用材料是有用的。
根据本发明，能够提供显示出高效率的光电转换特性的有机薄膜太阳能电池。
虽然以上详细说明几个本发明的实施方式和/或实施例，但本领域技术人员在基本上不脱离本发明的新的启示及效果的条件下，容易对这些例示的实施方式和/或实施例施加较多的变更。因此，这些较多的变更包括在本发明的范围内。
本说明书记载的文献的内容全部援引于此。

Claims (8)

1.一种下述式(1)所示的化合物，
Figure FDA00002654471900011
式中，L为单键或2价的基团，其与1，10-菲咯啉的*所示的6位、8位或9位中的任意一个位置结合，
Rg为取代或未取代的苯环、或取代或未取代的萘环，
X为氧原子、或N-R4，其中，R4为氢原子、卤素原子、氰基、取代或未取代的碳原子数1～40的烷基、取代或未取代的碳原子数2～40的烯基、取代或未取代的碳原子数2～40的炔基、取代或未取代的环形成碳原子数6～40的芳基、取代或未取代的环形成原子数5～40的杂芳基、取代或未取代的碳原子数1～40的烷氧基、或者取代或未取代的环形成碳原子数6～40的芳氧基。
2.根据权利要求1所述的化合物，其中，所述式(1)所示的化合物为下述式(2)或式(3)所示的化合物，
Figure FDA00002654471900012
式中，X为所述式(1)中定义的基团，L为单键或下述式(L1)～(L12)所示的任一种基团，其与1，10-菲咯啉的*所示的6位、8位或9位中的任意一个位置结合，
Figure FDA00002654471900021
式中，R11～R20分别为卤素原子、氰基、取代或未取代的碳原子数1～40的烷基、取代或未取代的碳原子数2～40的烯基、取代或未取代的碳原子数2～40的炔基、取代或未取代的环形成碳原子数6～40的芳基、取代或未取代的环形成原子数5～40的杂芳基、取代或未取代的碳原子数1～40的烷氧基、取代或未取代的环形成碳原子数6～40的芳氧基、取代或未取代的环形成碳原子数6～40的芳氨基、或取代或未取代的碳原子数1～40的烷氨基，
a为0～4的整数、b为0～3的整数、c为0～2的整数、d为0～2的整数、e为0或1、f为0～2的整数、g为0～2的整数、h为0～2的整数、i为0～2的整数、及j为0或1的整数，
在a～d及f～i为2以上的情况下，2个以上的R11～R14、R16～R19可以分别相同或不同。
3.一种电子输送材料，其含有权利要求1或2所述的化合物。
4.一种有机薄膜太阳能电池用材料，其含有权利要求1或2所述的化合物。
5.一种有机薄膜太阳能电池，其中，在阳极与阴极之间配置了包含权利要求1或2所述的化合物的有机层。
6.根据权利要求5所述的有机薄膜太阳能电池，其中，所述有机层为阴极侧的缓冲层。
7.一种层叠型有机薄膜太阳能电池，其中，层叠了多个有机太阳能电池单电池单元的层叠型有机薄膜太阳能电池的与中间电极连接的缓冲层，含有权利要求1或2所述的化合物。
8.一种装置，其具有权利要求5或6所述的有机薄膜太阳能电池或权利要求7所述的层叠型有机薄膜太阳能电池。
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