CN103459455A - 聚合物和光电转换元件 - Google Patents
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Abstract
光电转换元件10，具有在第1电极30和第2电极70之间，夹持空穴输送层40、光电转换层50和电子输送层60的构造。光电转换层50是本体异质结层，作为n型有机半导体使用富勒烯、富勒烯衍生物。作为p型有机半导体，使用下述式（1）表示的聚合物。式（1）中，R1、R2、R3、R4独立地表示支链烷基、直链烷基、烷酯基、羧基烷基、烷氧基中的任一个。另外，X独立地表示S、O、N中的任一个。
Description
技术领域
本发明涉及显示高电荷迁移率且高溶解度的聚合物、以及通过利用该聚合物的光电转换将光能转换成电能的光电转换元件。
背景技术
关于有机薄膜太阳能电池，由于能够期待富于柔软性且大面积化、轻质化和简易廉价的制造法，因此新时代的太阳能电池被认为是有前途的。目前，面向有机薄膜太阳能电池的实用化，转换效率的大幅提高成为重要课题。
作为有机薄膜太阳能电池的构成，已知通过混合P型半导体（电子供体）和N型半导体（电子受体，例如C60衍生物）而得到的本体异质结。作为本体异质结的优点，可以列举由于P型半导体/N型半导体界面扩大，有效地发生光诱导电荷分离，与双层型的太阳能电池相比，光电流增加。
〔在先技术文献〕
〔专利文献〕
〔专利文献1〕韩国授权专利第10-0890145号
〔专利文献2〕国际公开第WO2010/107101号小册子
〔非专利文献〕
〔非专利文献1〕J.Am.Chem.Soc.2009、131、2521.
〔非专利文献2〕Chem.Mater.2010、22、4191.
〔非专利文献3〕J.Phys.Chem.C.2010、114、16843.
〔非专利文献4〕J.Phys.Chem.C.2010、114、17989.
〔非专利文献5〕Chem.Commun.2011、47、1791.
〔非专利文献6〕Appl.Phys.Lett.2011、98、043301.
〔非专利文献7〕Phys.Rev.B.1997、55、R656.
〔非专利文献8〕《ぶんせき》、2002、11、623.
〔非专利文献9〕《ぶんせき》、2007、56、223.
发明内容
〔发明所要解决的课题〕
关于有机薄膜太阳能电池，在P型半导体中的电荷迁移率（空穴迁移率）比在N型半导体中的电荷迁移率（电子迁移率）低，这点成为有机薄膜太阳能电池性能低的重要因素。为了提高空穴迁移率，优选提高用作P型半导体的聚合物的结晶性。然而，结晶性高的聚合物在有机溶剂中的溶解度低，因此不易扩大与N型半导体的接触面积，在PN结界面的电荷分离效率降低，因而存在无法获得足够的短路电流密度（Jsc）和FF（Fill factor：填充因子）这样的问题。另外，由于结晶性高的聚合物对有机溶剂的溶解度低，因而难以适用涂覆工序，所以成为制造成本增大的重要因素。
本发明鉴于这样的问题而完成，其目的在于，提供能够使光电转换元件的光电转换效率提高的技术，所述光电转换元件包括形成本体异质结的有机半导体。
本发明的某个方式为聚合物。该聚合物，其特征在于，是由下述式（1）表示的、包含噻唑并噻唑骨架和含杂原子的5元环的重复单元构成的聚合物，用SCLC法测定的空穴迁移率为7.5×10-5cm2/Vs以上，相对于氯苯1mL的溶解度为10mg以上。
〔化1〕
式（1）中，R1、R2、R3、R4独立地表示支链烷基、直链烷基、烷酯基、羧基烷基、烷氧基中的任一个。另外，X独立地表示S、O、N中的任一个。
在上述方式的聚合物中，式（1）的R1、R2、R3、R4中，直链烷基的比例不超过50%，数均分子量以聚苯乙烯换算为15000以上即可。式（1）中，R1和R2可以是支链烷基，R3、R4可以是直链烷基。式（1）的聚合物可以从下述化学式中选择。
〔化2〕
另外，聚合物的光吸收末端的波长可以是650nm以上。聚合物的最高占据分子轨道（HOMO）可以比5.1eV深。
本发明的一个方案是一种光电转换元件。该光电转换元件的特征在于，包括：p型有机半导体、及与上述p型有机半导体形成本体异质结的n型有机半导体的光电转换层；在上述光电转换层的受光面侧与上述光电转换层电连接的第1电极；以及在上述光电转换层受光面的相反侧与光电转换层电连接的第2电极；上述p型有机半导体为权利要求1所述的聚合物。
根据上述方式的光电转换元件，通过提高短路电流密度和开路电压中的至少一者，可以实现光电转换效率的提高。
需要说明的是，适当组合上述各要素得到的内容也可包含在通过本专利申请而要求进行专利保护的本发明的范围中。
〔发明效果〕
根据本发明，能够提高包含形成本体异质结的有机半导体的光电转换元件的光电转换效率。
附图说明
图1是表示实施方式的光电转换元件的构成的示意剖面图。
具体实施方式
下面，边参照附图边对本发明的实施方式进行说明。需要说明的是，在所有附图中，对相同的构成要素标记同样的标号，并适当省略说明。
（实施方式）
图1是表示实施方式的光电转换元件10的构成的示意剖面图。本实施方式的光电转换元件10是具有包含有机半导体的光电转换层的有机薄膜太阳能电池。
光电转换元件10具备基材20、第1电极30、空穴输送层40、光电转换层50、电子输送层60和第2电极70。
在本实施方式中，第1电极30是正极，与后述的光电转换层50电连接。第1电极30位于光电转换层50的受光面侧，用ITO（氧化铟锡）、SnO2、FTO（氟掺杂氧化锡）、ZnO、AZO（铝掺杂氧化锌）、IZO（铟掺杂氧化锌）等的导电性金属氧化物、金、银、铜、铝等金属薄膜这样的透明导电膜形成。另外，第1电极30，以不妨碍受光性能的方式形成在具有光透过性的基材20上。例如，基材20可以使用无色或有色玻璃、夹丝玻璃、玻璃块等，此外还可以是无色或有色的具有透明性的树脂。作为该树脂，具体来讲，可以列举聚对苯二甲酸乙二醇酯等的聚酯、聚酰胺、聚砜、聚醚砜、聚醚醚酮、聚苯硫醚、聚碳酸酯、聚酰亚胺、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、三醋酸纤维素、聚甲基戊烯等。
空穴输送层40设置在第1电极30和光电转换层50之间的区域。空穴输送层40的功函数，介于第1电极30的功函数和光电转换层50的功函数之间，空穴输送层40起到使空穴容易地从光电转换层50迁移到第1电极30的作用。空穴输送层40，例如由PEDOT（聚噻吩、聚乙撑二氧噻吩）/PSS（聚苯乙烯磺酸盐、poly（styrene sulfonate））、聚吡咯、聚苯胺、聚呋喃、聚吡啶、聚咔唑等的导电性高分子、MoO3、WO3等的无机化合物、酞菁、卟啉等的有机半导体分子和它们的衍生物、过渡金属配合物、三苯胺化合物、肼化合物等的电荷转移剂、四硫富瓦烯（TTF）这样的电荷转移配合物等的空穴迁移率高的材料形成。需要说明的是，也可以兼设有第1电极30与光电转换层50不介由空穴输送层40地局部地直接接触的区域。
本实施方式的光电转换层50是本体异质结层，具有电子供给性的p型有机半导体52和具有电子受容性的n型有机半导体54以纳米水平混合而形成。本实施方式的p型有机半导体，是由下述式表示的、包含噻唑并噻唑骨架和含杂原子的5元环的重复单元构成的聚合物。
〔化3〕
式（1）中，R1、R2、R3、R4独立地表示支链烷基、直链烷基、烷酯基、羧基烷基、烷氧基中的任一个。特别地，从提高光电转换效率的观点出发，在R1、R2、R3、R4中，优选直链烷基的比例不超过50%。更优选R1和R2是支链烷基，R3、R4是直链烷基。支链烷基的碳原子数为1～30，作为实例可以列举下述式表示的组群。另外，X独立地表示S、O、N中的任一个。
〔化4〕
另外，直链烷基的碳原子数为1～30，作为实例可以列举下述式表示的组群。
〔化5〕
-C14H29-C12H25-C1OH21-C8H17-C6H13
另外，烷酯基、羧基烷基、烷氧基的碳原子数分别是1～30。另外，上述聚合物的数均分子量以聚苯乙烯换算优选15000以上500000以下。上述聚合物的多分散度（PDI）为1.5以上。如果数均分子量比上述小，则存在涂覆性差且无法得到均一的膜的问题。如果数均分子量比上述大，则变得难以在溶剂中溶解，存在难以得到均一的膜的问题。通过将上述聚合物的分子量、多分散度设在上述范围，可以提高对有机溶剂的溶解度，并且实现空穴迁移率的提高。
需要说明的是，所谓数均分子量，是应用聚苯乙烯标准试样，使用凝胶渗透色谱法（GPC）评价得到的结果。测定例如可以使用株式会社岛津制作所Prominence GPC System（注册商标）进行测定。另外，在上述方式的光电转换元件中，用SCLC（空间电荷限制电流）法评价得到的上述聚合物的空穴迁移率是7.5×10-5cm2/Vs以上，优选1.0×10-4cm2/Vs以上。需要说明的是，利用SCLC法得到的空穴迁移率是以下这样求得的值。在ITO透明电极上通过旋涂市售的PEDOT:PSS（商品名Starck AI 4083）进行制膜后，在120～150℃下加热，使其干燥，形成膜厚约40nm的PEDOT:PSS膜。将规定量的该聚合物加入氯苯溶剂制成涂覆液，将该涂覆液在PEDOT:PSS膜上进行旋涂。之后，在规定温度下使其干燥形成膜厚约130nm的聚合物层。在得到的聚合物层上，通过真空蒸镀法将Au成膜以使膜厚达到100nm。成膜速度调整为每秒超过0.1nm。将制得的元件（ITO透明电极/PEDOT:PSS膜/光电转换层/Au）放入暗箱内，测定电流（J）-电压（V）特性。将得到的电流-电压特性，以J^1/2为纵轴、以V为横轴进行log-log制图后，在SCLC区域修整后算出斜率（a）。接着，在式（J）^1/2={9ε0εrμ/8（L^3）}^1/2V中，{9ε0εrμ/8（L^3）}^1/2这部分与从图表中求出的斜率相等，得到a={9ε0εrμ/8（L^3）}^1/2。将其中的μ导出，μ={8（L^3）（a^2）}/{9ε0εr}，并向其中代入ε0、εr进行计算。Μ是聚合物的迁移率、L是聚合物的膜厚、ε0是真空的介电常数、εr是聚合物的介电常数。需要说明的是，以非专利文献7为参考。
此外，上述聚合物具有对溶剂的溶解度高的特性，例如上述聚合物的溶解度对氯苯1mL为10mg以上，更优选12mg以上。需要说明的是，所谓溶解度是如下这样求得的值。在氮气氛下，将规定量的该聚合物和氯苯1mL加入带盖的样品瓶中，在85℃下搅拌2小时后，在25～30℃下放置10分钟，目视观察未产生沉淀的重量。
另外，该聚合物的光吸收末端波长优选为650nm以上，由此可以提高太阳光的利用率，能够提高转换效率。通过高的空穴迁移率和光吸收末端波长的长波长化可以得到高的短路电流密度（Jsc）。需要说明的是，光吸收末端波长是如下这样求得的值。在氮气氛下，将规定量的该聚合物加入氯苯溶剂1ml中制成涂覆液，将该涂覆液在基板上进行旋涂。之后，在规定温度下使其干燥形成膜厚约120nm的层。获得包括得到的基板在内的膜的吸收光谱。接下来，获得仅为基板的吸收光谱。从包括基板在内的膜的光谱中减去仅为基板的光谱，得到仅为聚合物膜的吸收光谱。从得到的吸收光谱获得光吸收末端。作为基板，使用玻璃基板等。测定例如可以使用日立先端科技分光光度计（UV-Vis）U-4100（注册商标）进行测定。
另外，优选该聚合物的真空度为0eV时的最高占据分子轨道（HOMO）能级比5.1eV深，由此可以得到高的开路电压（Voc）。需要说明的是，HOMO能级是使用理研计器株式会社大气中光电子能谱仪AC-3（注册商标）测得的值。需要说明的是，HOMO能级评价用的样品用与光吸收末端波长测定用的样品同样的方法制作。
作为n型有机半导体，可以列举富勒烯、[60]PCBM（苯基-C61-丁酸甲酯）、双[60]PCBM、ICMA（单茚基C60）、ICBA（二茚基C60）、[70]PCBM（苯基C71丁酸甲酯）等的富勒烯衍生物、碳纳米管、施以化学修饰的碳纳米管等的碳材料、苝衍生物等的电子受体性分子或其聚合物。
电子输送层60设于第2电极70和光电转换层50之间的区域。电子输送层60的功函数介于第2电极70的功函数和光电转换层50的功函数之间，电子输送层60起到使电子容易地从光电转换层50迁移到第2电极70的作用。需要说明的是，关于电子输送层60，为了改善光电转换层和异性极金属层的密合性和激子阻挡性，可以用各种有机和无机材料形成。作为所使用的材料，若与本发明的目的相一致，则无特别限制，例如可以利用邻二氮杂菲、浴铜灵（バソキユプロイン）、苝等的有机半导体分子和它们的衍生物、过渡金属配合物等的有机物的、LiF、CsF，CsO、Cs2CO3、TiOx（x为0～2的任意数字）、ZnO等的无机化合物的、Ca、Ba等的金属的薄膜层。
本实施方式的第2电极70是阴极，在光电转换层50的受光面的相反侧，与光电转换层50电连接。第2电极70的材料具有导电性即可，没有特别限定，可以使用金、铂、银、铜、铝、镁、锂、钾等的金属、或者碳电极等。对于异性极的设置方法，可以采用真空蒸镀法、电子束真空蒸镀法、溅射法，涂覆分散于溶剂中的金属微粒，将溶剂挥发除去等的公知方法进行成膜。
在本实施方式的光电转换元件10中，也可以将空穴输送层40和电子输送层60的位置翻转。在将电子输送层60设置于第1电极30和光电转换层50之间的区域、并将空穴输送层40设置于第2电极70和光电转换层50之间的区域的情况下，第1电极30成为阴极，第2电极70成为阳极。
按照本实施方式的光电转换元件10，通过提高短路电流密度和开路电压中的至少一者，由此可以实现光电转换效率的提高。
特别地，在将式（1）示出的R1、R2设为支链烷基，将R3、R4设为直链烷基的情况下（以下称为聚合物a），能够期待更大的光电转换效率的提高。
进而，在将式（1）示出的R1、R2、R3、R4全部设为支链烷基的情况下（以下称为聚合物b），也可以获得显著的光电转换效率。然而，在这种情况下，有必要将支链烷基的长度进行适当地调整。如果烷基的长度过长，则迁移率下降，存在光电转换效率变差的问题。另一方面，如果支链烷基的长度过短，则溶解度变低，存在光电转换效率变差的问题。作为适当的支链烷基的碳原子数，优选1～18，进而更优选5～13。作为烷基的实例，可以列举下述式表示的组群。
〔化6〕
此外，在将式（1）示出的R1、R2、R3、R4中的两个以上设为烷酯基、羧基烷基、烷氧基的情况下（以下称为聚合物c），也可以获得显著的光电转换效率。特别地，在导入烷氧基的情况下，聚合物的光吸收末端与导入烷基比较可以实现长波长化。作为这种情况下的烷基取代基，可以是直链、也可以是支链，可以使用碳原子数1～30、优选碳原子数5～25、更优选碳原子数10～20的直链烷基取代基。另外，可以使用碳原子数1～30、优选碳原子数5～25、更优选碳原子数8～20的支链烷基取代基。作为烷酯基、羧基烷基、烷氧基的实例，可以列举下述式所示的组群。
〔化7〕
另外，在使用p型有机半导体和n型有机半导体的混合薄膜的面内X射线衍射测定中，优选满足2θ为23～26度的范围的峰值强度（I2）与2θ为2～4度的范围的峰值强度（I1）之比（I2/I1）为0.2以下，或者I2与2θ为15～23度的范围的峰值强度（I3）之比（I2/I3）为0.6以下中的任一者。若满足I2/I1和I2/I3的两者中的任一者即可。需要说明的是，面内X射线衍射测定用样品，与有机薄膜太阳能电池的元件相同地，通过将混合溶液滴落浇注（ドロツプキヤスト）来制作。使膜厚为500nm以上，这是为了获取衍射强度。测定例如可以使用株式会社Rigaku制全自动水平型多功能X射线衍射装置SmartLab（注册商标）进行测定。需要说明的是，以非专利文献8和非专利文献9为参考。
作为本实施方式的p型有机半导体使用的聚合物，具有空穴迁移率高这样的特性。而且，该聚合物的结晶性低，因此具有对有机溶剂的溶解度优异的这样的特性。因此，通过旋涂、狭缝式涂布等的非真空工序可以形成光电转换层，因此可以实现制造设备的简便化，进而控制制造成本。
通过选择式（1）中示出的聚合物的R1、R2、R3、R4使用的烷基链的长度，可以调整聚合物的HOMO能级。通过缩短烷基链，可以实现更深的HOMO能级。由此，可以实现光电转换层的大气稳定性的提高，进而可以实现光电转换元件的长寿命化。
〔实施例〕
下面基于实施例对本发明进行详细说明，本发明并不受这些实施例的任何限制。
实施例1～8和比较例1～4的光电转换元件的元件构造，除去光电转换层的形态这点是通用的，其概要如下所示。
[元件构造]ITO透明电极/PEDOT:PSS膜/光电转换层/Ca/Al
作为ITO透明电极，使用市售的ITO玻璃（面电阻20Ω/sq以下）。在ITO透明电极上旋涂市售的PEDOT:PSS（商品名Starck AI 4083）进行制膜后，在120～150℃加热使其干燥形成膜厚约40nm的PEDOT:PSS膜。以重量比1:1将[60]PCBM和p型有机半导体加入氯苯溶剂制作规定浓度的涂覆液，将该涂覆液旋涂在PEDOT:PSS膜上。然后，在规定温度下使其干燥形成膜厚约120nm的光电转换层。后面叙述了作为p型有机半导体的聚合物的详细内容。在所得的光电转换层上，通过真空蒸镀法将Ca成膜使膜厚达到约10nm之后，进而通过真空蒸镀法将Al成膜使膜厚达到约100nm。
（作为p型有机半导体的聚合物）
比较例1的p型有机半导体（供体），是市售的聚（3-己基噻吩）（P3HT）（Rieke Metal制），数均分子量以聚苯乙烯换算为16500，多分散度为1.8。另外，P3HT相对于氯苯1mL的溶解度为20mg。此外，用SCLC法评价的空穴迁移率为3.1×10-4cm2/Vs。需要说明的是，制作有机薄膜太阳能电池元件时的涂覆液的浓度为2.0质量%，干燥温度为约110℃。
比较例2的p型有机半导体，是由下述式（1-1）表示的聚合物P1。聚合物P1的数均分子量以聚苯乙烯换算为18900，多分散度为2.1。此外，聚合物P1相对于氯苯1mL的溶解度为5mg。另外，用SCLC法评价的空穴迁移率为6.7×10-5cm2/Vs。需要说明的是，制作有机薄膜太阳能电池元件时的涂覆液的浓度为0.5质量%，干燥温度为约25℃。
〔化8〕
比较例3的p型有机半导体，是由下述式（1-2）表示的聚合物P2。聚合物P2的数均分子量以聚苯乙烯换算为13700，多分散度为1.8。另外，聚合物P2相对于氯苯1mL的溶解度为30mg。此外，用SCLC法评价的空穴迁移率为6.2×10-7cm2/Vs。需要说明的是，制作有机薄膜太阳能电池元件时的涂覆液的浓度为1.0质量%，干燥温度为约25℃。
〔化9〕
比较例4、实施例1和实施例2的p型有机半导体，是由下述式（1-3）表示的聚合物P3，各自的数均分子量不同。
〔化10〕
比较例4的p型有机半导体的数均分子量以聚苯乙烯换算为10000，多分散度为1.6。另外，该聚合物相对于氯苯1mL的溶解度为20mg。此外，用SCLC法评价的空穴迁移率为6.2×10-5cm2/Vs。需要说明的是，制作有机薄膜太阳能电池元件时的涂覆液的浓度为1.0质量%，干燥温度为约25℃。
实施例1的p型有机半导体的数均分子量以聚苯乙烯换算为20200，多分散度为2.6。另外，该聚合物相对于氯苯1mL的溶解度为15mg。另外，用SCLC法评价的空穴迁移率为8.8×10-5cm2/Vs。需要说明的是，制作有机薄膜太阳能电池元件时的涂覆液的浓度为0.8质量%，干燥温度为约25℃。
实施例2的p型有机半导体的数均分子量以聚苯乙烯换算为32700，多分散度为9.1。另外，该聚合物相对于氯苯1mL的溶解度为12mg。另外，用SCLC法评价的空穴迁移率为1.3×10-4cm2/Vs。需要说明的是，制作有机薄膜太阳能电池元件时的涂覆液的浓度为0.5质量%，干燥温度为约25℃。
实施例3的p型有机半导体，是由下述式（1-4）表示的聚合物P4。聚合物P4的数均分子量以聚苯乙烯换算为20000，多分散度为2.3。另外，聚合物P4相对于氯苯1mL的溶解度为12mg。另外，用SCLC法评价的空穴迁移率为9.4×10-5cm2/Vs。需要说明的是，制作有机薄膜太阳能电池元件时的涂覆液的浓度为0.5质量%，干燥温度为约25℃。
〔化11〕
实施例4的p型有机半导体是由下述式（1-5）表示的聚合物P5。聚合物P5的数均分子量以聚苯乙烯换算为35000，多分散度为3.0。另外，聚合物P5相对于氯苯1mL的溶解度为31mg。另外，用SCLC法评价的空穴迁移率为1.7×10-4cm2/Vs。需要说明的是，制作有机薄膜太阳能电池元件时的涂覆液的浓度为0.5质量%，干燥温度为约25℃。需要说明的是，在本实施例中，[60]PCBM与p型有机半导体的重量比为2:1。
〔化12〕
实施例5的p型有机半导体是由下述式（1-6）表示的聚合物P6。聚合物P6的数均分子量以聚苯乙烯换算为22000，多分散度为500。另外，聚合物P6相对于氯苯1mL的溶解度为13mg。另外，用SCLC法评价的空穴迁移率为8.5×10-5cm2/Vs。需要说明的是，制作有机薄膜太阳能电池元件时的涂覆液的浓度为0.5质量%，干燥温度为约25℃。需要说明的是，在本实施例中，[60]PCBM与p型有机半导体的重量比为4:1。
〔化13〕
实施例6的p型有机半导体是由下述式（1-7）表示的聚合物P7。聚合物P7的数均分子量以聚苯乙烯换算为16000，多分散度为2.3。另外，聚合物P7相对于氯苯1mL的溶解度为21mg。另外，用SCLC法评价的空穴迁移率为8.1×10-5cm2/Vs。需要说明的是，制作有机薄膜太阳能电池元件时的涂覆液的浓度为0.5质量%，干燥温度为约25℃。需要说明的是，在本实施例中，[60]PCBM与p型有机半导体的重量比为3:1。
〔化14〕
实施例7的p型有机半导体是由下述式（1-8）表示的聚合物P8。聚合物P8的数均分子量以聚苯乙烯换算为48000，多分散度为3.0。另外，聚合物P8相对于氯苯1mL的溶解度为23mg。另外，用SCLC法评价的空穴迁移率为7.9×10-5cm2/Vs。需要说明的是，制作有机薄膜太阳能电池元件时的涂覆液的浓度为0.5质量%，干燥温度为约25℃。需要说明的是，在本实施例中，[60]PCBM与p型有机半导体的重量比为2:1。
〔化15〕
实施例8的p型有机半导体是由下述式（1-9）表示的聚合物P9。聚合物P9的数均分子量以聚苯乙烯换算为28000，多分散度为8.1。另外，聚合物P9相对于氯苯1mL的溶解度为22mg。另外，用SCLC法评价的空穴迁移率为7.8×10-5cm2/Vs。需要说明的是，制作有机薄膜太阳能电池元件时的涂覆液的浓度为0.5质量%，干燥温度为约25℃。需要说明的是，在本实施例中，[60]PCBM与p型有机半导体的重量比为2:1。
〔化16〕
（聚合物的合成方法）
以下对在比较例1～4中使用的各聚合物的合成方法进行说明。比较例1中使用的p型有机半导体是市售的聚（3-己基噻吩）（P3HT）（Rieke Metal制），数均分子量以聚苯乙烯换算为16500，多分散度为1.8。比较例2以非专利文献1为参考进行合成。比较例3和比较例4以非专利文献2为参考进行合成。
下面对实施例1～3中使用的各聚合物的合成方法进行说明。
<3-（2-己基癸基）噻吩的合成>
首先，按照下述反应式合成3-（2-己基癸基）噻吩（A1）。
〔化17〕
在烧瓶中加入镁（2.92g，0.12mol），良好地脱气并置于氮气氛下。加入THF（10ml），边将THF回流边滴加1-溴-2-己基癸烷（33.5g，0.11mol），在滴加后同样地进行3小时回流。之后，加入THF（190ml）冷却至室温。
在另外的烧瓶中加入Ni（dppp）Cl2（542mg，1mmol），良好地脱气并置于氮气氛下。加入THF（200ml）、3-溴噻吩（9.5ml，16.3g，0.1mol），滴加合成的格氏试剂，在室温下搅拌过夜。之后，在反应溶液中加入1N盐酸（50ml），用己烷进行萃取，将有机层用饱和食盐水、水洗涤。将有机层用无水硫酸镁干燥，过滤之后在减压下蒸馏除去溶剂。将得到的反应混合物进行减压蒸馏，由此得到透明油状的3-（2-己基癸基）噻吩（A1）（16g，收率52%）。对于得到的生成物（A1）使用1H-NMR法进行识别。
1H-NMR（400MHZ，CDCl3，TMS）δ7.23（dd，J=4.9Hz，1.0Hz，1H），6.93（d，J=4.9Hz，1H），6.92（d，J=1.0Hz，1H），2.55（d，J=6.8Hz，2H），1.25（m，25H），0.88（m，6H）
<2-溴-3-（2-己基癸基）噻吩的合成>
接下来，按照下述反应式合成2-溴-3-（2-己基癸基）噻吩（A2）。
〔化18〕
在氮气氛下，加入3-（2-己基癸基）噻吩（10g，32.4mmol）、THF（100ml），冷却到0℃。缓慢地加入NBS（5.75g，32.4mmol），之后升温至室温，搅拌过夜。之后，在反应溶液中加入饱和碳酸氢钠水溶液（50ml），用己烷进行萃取，有机层用饱和食盐水、水洗涤。将有机层用无水硫酸镁干燥，过滤之后在减压下蒸馏除去溶剂。将得到的反应混合物用以己烷为流动层的硅胶柱色谱进行分离提纯，由此得到透明油状的2-溴-3-（2-己基癸基）噻吩（A2）（12.4g，收率99%）。对于得到的生成物（A2）用1H-NMR法进行识别。
1H-NMR（400MHZ，CDCl3，TMS）δ7.17（d，J=5.4Hz，1H），6.75（d，J=5.4Hz，1H），2.49（d，J=7.0Hz，2H），1.25（m，25H），0.88（m，6H）
<3-（2-己基癸基）-2噻吩醛的合成>
接下来，按照下述反应式合成3-（2-己基癸基）-2噻吩醛（A3）。
〔化19〕
在烧瓶中加入镁（345mg，14.2mmol），良好地脱气并置于氮气氛下。加入THF（10ml），2-溴-3-（2-己基癸基）噻吩（A2）（5g，12.9mmol）边将THF回流边滴加，在滴加后同样地进行3小时回流。之后，加入THF（40ml），冷却到0℃，滴加DMF（10ml），升温至室温，搅拌1小时。在反应溶液中加入1N盐酸（20ml），用氯仿萃取，将有机层用饱和食盐水、水洗涤。将有机层用无水硫酸镁干燥，过滤之后在减压下蒸馏除去溶剂。将得到的反应混合物用以己烷和氯仿的混合溶剂为流动层的硅胶柱色谱进行分离提纯，由此得到透明油状的3-（2-己基癸基）-2噻吩醛（A3）（3.0g，收率69%））。对于得到的生成物（A3）用1H-NMR法进行识别。
1H-NMR（400MHZ，CDCl3，TMS）δ10.03（s，1H）7.64（d，J=4.9Hz，1H），6.97（d，J=4.9Hz，1H），2.88（d，J=7.3Hz，2H），1.25（m，25H），0.88（m，6H）
<2，5-双（3（2-己基癸基）噻吩-2-基）噻唑并[5，4-d]噻唑的合成>
接下来，按照下述反应式合成2，5-双（3（2-己基癸基）噻吩-2-基）噻唑并[5，4-d]噻唑（A4）。
〔化20〕
在氮气氛下，将3-（2-己基癸基）-2噻吩醛（3.00g，8.91mmol）（A3）、红氨酸（375mg，2.97mmol）加入安装了迪安－斯塔克装置的烧瓶中，加热到200℃，搅拌5小时。之后，将反应混合物用氯仿萃取，将有机层用饱和食盐水、水洗涤。将有机层用无水硫酸镁干燥，过滤之后在减压下蒸馏除去溶剂。将得到的反应混合物用以己烷和氯仿的混合溶剂为流动层的硅胶柱色谱进行分离提纯，得到黄色固体状的2，5-双（3（2-己基癸基）噻吩-2-基）噻唑并[5，4-d]噻唑（A4）（630mg，收率28%）。对得到的生成物（A4）用1H-NMR法进行识别。
1H-NMR（400MHZ，CDCl3，TMS）δ7.34（d，J=5.4Hz，1H），6.95（d，J=5.4Hz，1H），2.93（d，J=7.4Hz，2H），1.25（m，25H），0.88（m，6H）
<2，5-双（5-溴-3（2-己基癸基）噻吩-2-基）噻唑并[5，4-d]噻唑的合成>
接下来，按照下述反应式合成2，5-双（5-溴-3（2-己基癸基）噻吩-2-基）噻唑并[5，4-d]噻唑（A5）。
〔化21〕
在氮气氛下，将2，5-双（3（2-己基癸基）噻吩-2-基）噻唑并[5，4-d]噻唑（630mg，0.83mmol）（A4）、NBS（445mg，2.5mmol）、氯仿（50ml）加入烧瓶，回流3小时。之后冷却至室温，在反应溶液中加入饱和碳酸氢钠水溶液（50ml），用氯仿萃取，将有机层用饱和食盐水、水洗涤。将有机层用无水硫酸镁干燥，过滤之后在减压下蒸馏除去溶剂。将得到的反应混合物用以己烷和氯仿的混合溶剂为流动层的硅胶柱色谱进行分离提纯，得到黄色固体状的2，5-双（5-溴-3（2-己基癸基）噻吩-2-基）噻唑并[5，4-d]噻唑（A5）（620mg，收率82%）。得到的提纯物在实施例1的聚合物的合成中使用。另一方面，实施例2和实施例3的聚合物的合成中使用的提纯物适用以下的提纯方法。将得到的反应混合物用以己烷和氯仿的混合溶剂为流动相的硅胶柱色谱进行分离提纯，进而用以氯仿为流动相的制备凝胶渗透色谱进行分离提纯，从而得到黄色固体状的2，5-双（5-溴-3（2-己基癸基）噻吩-2-基）噻唑并[5，4-d]噻唑（5）（552mg，收率73%）。对得到的生成物（A5）用1H-NMR法进行识别。
1H-NMR（400MHZ，CDCl3，TMS）δ6.90（d，J=5.4Hz，1H），2.84（d，J=7.5Hz，2H），1.25（m，25H），0.88（m，6H）
<3-（十四烷基）噻吩的合成>
〔化22〕
用与3-（2-己基癸基）噻吩（A1）同样的顺序进行合成，得到透明油状的3-（十四烷基）噻吩（A6）（收率73%）。对于得到的生成物（A6）用1H-NMR法进行识别。
1H-NMR（400MHZ，CDCl3，TMS）δ7.24（dd，J=4.9Hz，1.0Hz，1H），6.93（d，J=4.9Hz，1H），6.92（d，J=1.0Hz，1H），2.62（t，J=7.7Hz，2H），1.25（m，24H），0.88（m，3H）
<2-溴-3-（十四烷基）噻吩的合成>
〔化23〕
用与2-溴-3-（2-己基癸基）噻吩（A2）同样的顺序进行合成，得到透明油状的2-溴-3-（十四烷基）噻吩（A7）（收率99%）。对于得到的生成物（A7）用1H-NMR法进行识别。
1H-NMR（400MHZ，CDCl3，TMS）δ7.18（d，J=5.6Hz，1H），6.79（d，J=5.6Hz，1H），2.56（t，J=7.7Hz，2H），1.25（m，24H），0.88（m，3H）
<3-（十四烷基）-2噻吩醛的合成>
〔化24〕
用与3-（2-己基癸基）-2噻吩醛（A3）同样的顺序进行合成，得到透明油状的3-（十四烷基）-2噻吩醛（A8）（收率72%）。对于得到的生成物（A8）用1H-NMR法进行识别。
1H-NMR（400MHZ，CDCl3，TMS）δ10.04（s，1H），7.64（d，J=4.9Hz，1H），7.00（d，J=4.9Hz，1H），2.96（t，J=7.7Hz，2H），1.25（m，24H），0.88（m，3H）
<2，5-双（3（十四烷基）噻吩-2-基）噻唑并[5，4-d]噻唑的合成>
〔化25〕
用与2，5-双（3（2-己基癸基）噻吩-2-基）噻唑并[5，4-d]噻唑（A4）同样的顺序进行合成，得到黄色固体状的2，5-双（3（十四烷基）噻吩-2-基）噻唑并[5，4-d]噻唑（A9）（收率30%）。对于得到的生成物（A9）用1H-NMR法进行识别。
1H-NMR（400MHZ，CDCl3，TMS）δ7.38（d，J=5.1Hz，1H），6.99（d，J=5.1Hz，1H），2.97（t，J=7.8Hz，2H），1.25（m，25H），0.88（m，6H）
<2，5-双（5-溴-3（十四烷基）噻吩-2-基）噻唑并[5，4-d]噻唑的合成>
〔化26〕
用与2，5-双（5-溴-3-（2-己基癸基）噻吩-2-基）噻唑并[5，4-d]噻唑（A5）同样的顺序进行合成，得到黄色固体状的2，5-双（5-溴-3（十四烷基）噻吩-2-基）噻唑并[5，4-d]噻唑（A10）（收率85%）。对于得到的生成物（A10）用1H-NMR法进行识别。
1H-NMR（400MHZ，CDCl3，TMS）δ6.95（d，J=5.4Hz，1H），2.88（d，J=7.5Hz，2H），1.25（m，25H），0.88（m，6H）
<2，5-双（3-十四烷基-5-三甲基锡）噻吩-2-基）噻唑并[5，4-d]噻唑的合成>
〔化27〕
在氮气氛下，加入2，5-双（5-溴-3（十四烷基）噻吩-2-基）噻唑并[5，4-d]噻唑（A10）（500mg，0.58mmol）、THF（20ml），冷却至-78℃。之后，滴加正丁基鋰（1.46mmol，0.88ml，1.67M），在相同温度下搅拌1小时，加入Me3SnCl（350mg，1.75mmol）升温至室温，进而搅拌1小时。之后，在反应溶液中加入水，用氯仿萃取，将有机层用饱和食盐水、水洗涤。将有机层用无水硫酸镁干燥，过滤之后在减压下蒸馏除去溶剂。将得到的混合物，用以己烷为流动相的氧化铝柱色谱进行分离提纯，由此得到黄色固体状的2，5-双（3-十四烷基-5-三甲基锡）噻吩-2-基）噻唑并[5，4-d]噻唑（390mg，收率65%）。将得到的提纯物在实施例1的聚合物的合成中使用。另一方面，在实施例2的聚合物的合成中使用的提纯物适用以下的提纯方法。将得到的混合物用己烷进行二次再结晶，由此得到黄色固体状的2，5-双（3-十四烷基-5-三甲基锡）噻吩-2-基）噻唑并[5，4-d]噻唑。对于得到的生成物（A11）用1H-NMR法进行识别。
1H-NMR（400MHZ，CDCl3，TMS）δ7.03（d，J=5.4Hz，1H），2.96（d，J=7.5Hz，2H），1.25（m，25H），0.88（m，6H），0.40（s，9H）
<2，5-双（3-癸基-5-三甲基锡）噻吩-2-基）噻唑并[5，4-d]噻唑（A12）的合成>
作为起始原料，使用1-溴癸烷，除此之外，用与原料单体A11同样的顺序合成。
<2，5-双（5-溴-3-（2-丁基辛基）噻吩-2-基）噻唑并[5，4-d]噻唑（A13）的合成>
作为起始原料，使用1-溴-2-丁基辛烷，除此之外，用与原料单体A5同样的顺序合成。
<2，5-双（3-（2-丁基辛基）-5-三甲基锡）噻吩-2-基）噻唑并[5，4-d]噻唑（A14）的合成>
作为起始原料，使用A13，除此之外，用与A10～A11的合成同样的顺序合成。
<2，5-双（3-（2-乙基己基）-5-三甲基锡）噻吩-2-基）噻唑并[5，4-d]噻唑（A15）的合成>
作为起始原料，使用1-溴-2-乙基己烷，除此之外，用与原料单体A11同样的顺序合成。
<2，5-双（3-（2-丁基辛氧基）-5-三甲基锡）噻吩-2-基）噻唑并[5，4-d]噻唑（A16）的合成>
按照以下的顺序来合成。
（1）3-甲氧基噻吩的合成
在氮气氛下，在装有迪安－斯塔克装置的烧瓶中加入乙醇（60ml），然后在冰浴中加入钠（6.9g，300mmol）搅拌30分钟。然后，加入NMP（50ml）将反应溶液在110℃下加热，移除甲醇，然后加入3-溴噻吩（32.6g，200mmol）和溴化铜（2.9g，20mmol），在110℃下搅拌45分钟。将反应溶液冷却至室温，在反应溶液中加入水，用戊烷萃取，将有机层用饱和食盐水、水洗涤。将有机层用无水硫酸镁干燥，过滤之后将溶液在减压下蒸馏除去。通过将到的反应混合物进行减压蒸馏，由此得到透明油状的目标物（收率65%）。
1H-NMR（400MHZ，CDCl3，TMS）δ7.18（dd，J=4.8Hz，2.8Hz1H），6.75（dd，J=4.8Hz，1.9Hz，1H），6.25（d，J=1.9Hz，1H），3.81（s，3H）
（2）3-（2-丁基辛氧基）噻吩的合成
在氮气氛下，将3-甲氧基噻吩（5.0g，44.8mmol）、2-丁基辛醇（16.7g，89.6mmol）、对甲苯磺酸（850mg，4.48mmol）溶解在甲苯（40ml）中，进行15小时回流。之后在反应溶液中加入水，用二氯甲烷萃取，将有机层用饱和食盐水、水洗涤。将有机层用无水硫酸镁干燥，过滤之后将溶液在减压下蒸馏除去。将得到的反应溶液用以己烷为流动层的硅胶柱色谱进行分离提纯，由此得到透明油状的目标物（收率83%）。
1H-NMR（400MHZ，CDCl3，TMS）δ7.17（dd，J=5.2Hz，1.6Hz1H），6.76（d，J=5.2Hz，1H），6.21（d，J=1.6Hz，1H），3.81（d，J=5.8Hz，2H），1.25（m，17H），0.88（m，6H）
（3）2-甲酰基-3-（2-丁基辛氧基）噻吩的合成
在氮气氛下，在0℃下将三氯氧磷（3.5ml40mmol）缓慢地滴加到DMF（70ml）中，搅拌10分钟。之后，将3-（2-丁基辛氧基）噻吩（9g，30.4mmol）的DMF（15ml）溶液缓慢地滴加到反应溶液。之后，将反应溶液在70℃加热2小时。之后，冷却到室温，边在冰浴中冷却边将10%氢氧化钠水溶液缓慢地加入，搅拌30分钟。之后，将反应溶液用氯仿萃取，将有机层用饱和食盐水、水洗涤。将有机层用无水硫酸镁干燥，过滤之后将溶液在减压下蒸馏除去。将得到的反应混合物用以己烷和乙酸乙酯的混合溶剂为流动层的硅胶柱色谱进行分离提纯，从而得到透明油状的目标物（收率80%）。
1H-NMR（400MHZ，CDCl3，TMS）δ10.00（s，1H），7.67（d，J=4.8Hz，1H），6.84（d，J=4.8Hz，1H），4.03（d，J=4.8Hz，2H），1.25（m，17H），0.88（m，6H）
（4）2，5-双（3-（2-丁基辛氧基）噻吩-2-基）噻唑并[5，4-d]噻唑的合成
在氮气氛下，将2-甲酰基-3-（2-丁基辛氧基）噻吩（7g，23.6mmol）、红氨酸（1.42g，11.8mmol）加入装有迪安－斯塔克装置的烧瓶中，加热到200℃，搅拌5小时。之后，将反应混合物用氯仿萃取将有机层用饱和食盐水、水洗涤。将有机层用无水硫酸镁干燥，过滤之后在减压下蒸馏除去溶剂。将得到的反应混合物用以己烷和氯仿的混合溶剂为流动层的硅胶柱色谱进行分离提纯，从而得到黄色固体状的目标物（收率29%）。
1H-NMR（400MHZ，CDCl3，TMS）δ7.31（d，J=5.6Hz，1H），6.88（d，J=5.6Hz，1H），4.13（d，J=4.8Hz，2H），1.25（m，17H），0.88（m，6H）
（5）2，5-双（5-溴-3-（2-丁基辛氧基）噻吩-2-基）噻唑并[5，4-d]噻唑的合成
在氮气氛下，将2，5-双（3-（2-丁基辛氧基）噻吩-2-基）噻唑并[5，4-d]噻唑（2.3g，3.4mmol）、NBS（1.33g，7.4mmol）、氯仿（80ml）、乙酸（40ml）加入烧瓶，在0℃搅拌3小时。之后，在反应溶液中加入饱和碳酸氢钠水溶液，用氯仿萃取，将有机层用饱和食盐水、水洗涤。将有机层用无水硫酸镁干燥，过滤之后在减压下蒸馏除去溶剂。将得到的反应混合物用以己烷和氯仿的混合溶剂为流动层的硅胶柱色谱进行分离提纯，之后用己烷进行再结晶，从而得到黄色固体状的目标物（收率85%）。
1H-NMR（400MHZ，CDCl3，TMS）δ6.90（s，1H），4.09（d，J=4.8Hz，2H），1.25（m，17H），0.88（m，6H）
（6）2，5-双（3-（2-丁基辛氧基）-5-三甲基锡）噻吩-2-基）噻唑并[5，4-d]噻唑（A16）的合成
在氮气氛下，加入2，5-双（5-溴-3-（2-丁基辛氧基）噻吩-2-基）噻唑并[5，4-d]噻唑（416mg0.5mmol）、THF（20ml），冷却至-78℃。之后，滴加正丁基鋰（1.25mmol，0.78ml，1.60M），在相同温度下搅拌1小时，加入Me3SnCl（300mg，1.5mmol），升温至室温，然后搅拌1小时。之后，在反应溶液中加入水，用氯仿萃取，将有机层用饱和食盐水、水洗涤。将有机层用无水硫酸镁干燥，过滤之后在减压下蒸馏除去溶剂。将得到的混合物用己烷进行二次再结晶（在冰箱等低温下），从而得到黄色固体状的目标物（A16）（收率60%）。
1H-NMR（400MHZ，CDCl3，TMS）δ6.92（s，1H），4.16（d，J=4.8Hz，2H），1.25（m，17H），0.88（m，6H），0.41（s，9H）
<2，5-双（5-溴-3-（2-十六烷氧基）噻吩-2-基）噻唑并[5，4-d]噻唑（A17）的合成>
在原料单体A16的合成中，代替2-丁基辛醇使用2-己基癸醇，除此之外按照同样的顺序合成。
<双（2-己基癸基）2，2’-（噻唑并[5，4-d]噻唑）双（5-溴噻吩-3-羧酸盐）（A18）的合成>
按照以下的顺序合成。
（1）5-溴-3-噻吩羧酸的合成
在氮气氛下，将3-噻吩羧酸（10g，78mmol）加入乙酸（100ml），然后缓慢地滴加溴（12.5g，78mmol），在相同温度下搅拌1小时，然后加入冰（300g），将析出的白色固体进行过滤，用水洗涤后进行干燥，从而得到白色固体状的目标物（收率80%）。
1H-NMR（400MHZ，CDCl3，TMS）δ8.12（s，1H），7.51（s，1H）
（1）5-溴-2-甲酰基-3-噻吩羧酸的合成
在氮气氛下，将5-溴-3-噻吩羧酸（12g，58mmol）加入THF（300ml），在-78℃下缓慢地滴加LDA（174mmol，232ml，0.75M）。之后，在-30℃下搅拌2小时，在-78℃下缓慢地滴加DMF。之后，在反应溶液中加入水，用乙酸乙酯萃取，将有机层用饱和食盐水、水洗涤。将有机层用无水硫酸镁干燥，过滤后将溶剂在减压下蒸馏除去，从而得到固体状的目标物（收率95%、粗产品）。
1H-NMR（400MHZ，CDCl3，TMS）δ10.44（s，1H），7.63（s，1H）
（3）2-己基癸基5-溴-2-甲酰基-3-噻吩羧酸盐
在氮气氛下，将5-溴-2-甲酰基-3-噻吩羧酸（12g，51mmol）加入DMF（200ml），然后加入碳酸钠（27g，255mmol）。之后，在120℃下加热10小时，之后，冷却到室温，在反应溶液中加入水，用乙酸乙酯萃取，将有机层用饱和食盐水、水洗涤。将有机层用无水硫酸镁干燥，过滤之后在减压下蒸馏除去溶剂。将得到的混合物用以己烷和氯仿的混合溶剂为流动层的硅胶柱色谱进行分离提纯，从而得到透明油状的目标物（收率55%）。
1H-NMR（400MHZ，CDCl3，TMS）δ10.50（s，1H），7.52（s，1H），4.26（d，J=5.9Hz，2H），1.25（m，25H），0.88（m，6H）
（4）双（2-己基癸基）2，2’-（噻唑并[5，4-d]噻唑）双（5-溴噻吩-3-羧酸盐）（A17）的合成
在氮气氛下，将2-己基癸基-5-溴-2-甲酰基-3-噻吩羧酸盐（6g，13mmol）、红氨酸（780mg，6.5mmol）加入DMF（100ml），加热到140℃，用TLC确认原料是否被消耗，同时搅拌8小时。之后，将反应混合物用氯仿萃取将有机层用饱和食盐水、水洗涤。将有机层用无水硫酸镁干燥，过滤之后在减压下蒸馏除去溶剂。将得到的反应混合物用以己烷和氯仿的混合溶剂为流动层的硅胶柱色谱进行分离提纯，之后用己烷进行再结晶，从而得到黄色固体状的目标物（A18）（收率9%）。
1H-NMR（400MHZ，CDCl3，TMS）δ7.45（s，1H），4.26（d，J=4.8Hz，2H），1.25（m，25H），0.88（m，6H）
<实施例1中使用的聚合物P3的合成>
将实施例1中使用的聚合物P3按照下述反应式来合成。
〔化28〕
在氮气氛下，加入氯苯（10ml），脱气30分钟。加入Pd2（dba）3·CHCl3（2.0mg，0.002mmol）、P（o-甲苯基）3（4.4mg，0.008mmol）、2，5-双（5-溴-3（2-己基癸基）噻吩-2-基）噻唑并[5，4-d]噻唑（A5）（91mg，0.1mmol）、2，5-双（3-十四烷基-5-三甲基锡）噻吩-2-基）噻唑并[5，4-d]噻唑（A11）（102mg，0.1mmol），回流、搅拌3天。将反应溶液注入甲醇（100ml）和盐酸（5ml）的混合溶液使其再沉淀。将反应混合物用索氏萃取[甲醇、己烷、氯仿]进行提纯，从而得到上述式表示的聚合物P3的青紫色固体（108mg，收率75%）。
<实施例2中使用的聚合物P3的合成>
实施例2中使用的聚合物P3与实施例1中使用的聚合物P3同样地合成。使用的原料单体与实施例1同样地是原料单体A5和A11，实施例2的聚合物P3的数均分子量与聚合物P3不同。
<比较例4中使用的聚合物P3的合成>
比较例4中使用的聚合物P3与实施例1中使用的聚合物P3同样地合成。使用的原料单体与实施例1同样地为原料单体A5和A11，比较例4的聚合物P3的数均分子量与聚合物P3不同。
<实施例3中使用的聚合物P4的合成>
实施例3中使用的聚合物P4，使用原料单体A12代替原料单体A11，除此之外，与实施例1中使用的聚合物P3同样地合成。
<实施例4中使用的聚合物P5的合成>
实施例4中使用的聚合物P5，使用原料单体A14代替原料单体A11，除此之外，与实施例1中使用的聚合物P3同样地合成。
<实施例5中使用的聚合物P6的合成>
实施例5中使用的聚合物P6，使用原料单体A15代替原料单体A11，除此之外，与实施例1中使用的聚合物P3同样地合成。
<实施例6中使用的聚合物P7的合成>
实施例6中使用的聚合物P7，使用原料单体A13代替原料单体A5，使用原料单体A14代替原料单体A11，除此之外，与实施例1中使用的聚合物P3同样地合成。
<实施例7中使用的聚合物P8的合成>
实施例7中使用的聚合物P8，使用原料单体A17代替原料单体A5，使用原料单体A16代替原料单体A11，作为溶剂代替氯苯使用甲苯，除此之外，与实施例1中使用的聚合物P3同样地合成。
<实施例8中使用的聚合物P9的合成>
实施例8中使用的聚合物P9，使用原料单体A18代替原料单体A17，除此之外，与实施例7中使用的聚合物P8同样地合成。
对于实施例1～8、比较例1～4的光电转换元件，分别测定Jsc（短路电流密度）、Voc（开路电压）、FF（填充因子），按照下述式算出PCE（光电转换效率）。
PCE（%）=Jsc（mA/cm2）×Voc（V）×FF
在AM1.5G条件下得到的结果示于表1。
〔表1〕
确认了实施例1～8中的任一个光电转换元件与比较例1、2的光电转换元件相比Voc增高。确认了实施例1～8中的任一个光电转换元件与比较例2～4的光电转换元件相比Jsc增高。确认了实施例1～8中的任一个光电转换元件与比较例1～4的光电转换元件相比光电转换效率（PCE）提高。
本发明并不限于上述实施方式，也可以基于本领域技术人员的知识施以各种设计变更等的变形，施加了这样变形的实施方式也包含在本发明的范围。
〔标号说明〕
10-光电转换元件、20-基材、30-第1电极、40-空穴输送层、50-光电转换层、60-电子输送层、70-第2电极
〔工业可利用性〕
本发明涉及显示高电荷迁移率和高溶解度的聚合物和通过使用该聚合物的光电转换而将光能转换成电能的光电转换元件。
Claims (6)
1.一种聚合物，其特征在于，是由下述式（1）表示的、包含噻唑并噻唑骨架和含杂原子的5元环的重复单元构成的，用SCLC法测定的空穴迁移率为7.5×10-5cm2/Vs以上，相对于氯苯1mL的溶解度为10mg以上，
式（1）中，R1、R2、R3、和R4独立地表示支链烷基、直链烷基、烷酯基、羧基烷基、和烷氧基中的任一者，而且，X独立地表示S、O、和N中的任一者。
2.根据权利要求1所述的聚合物，在上述式（1）中，R1、R2、R3、和R4中，直链烷基的比例不超过50%，数均分子量以聚苯乙烯换算为15000以上。
3.根据权利要求1或2所述的聚合物，在上述式（1）中，R1和R2为支链烷基，R3、和R4为直链烷基。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的聚合物，所述聚合物的光吸收末端的波长为650nm以上。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的聚合物，所述聚合物的最高占据分子轨道（HOMO）比5.1eV深。
6.一种光电转换元件，其特征在于，具备：
光电转换层，具有p型有机半导体、及与所述p型有机半导体形成本体异质结的n型有机半导体，
第1电极，在所述光电转换层的受光面侧与所述光电转换层电连接，以及
第2电极，在所述光电转换层受光面的相反侧与所述光电转换层电连接；
其中，所述p型有机半导体是权利要求1所述的聚合物。
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