DE112016001262T5

DE112016001262T5 - Vorrichtung zur photoelektrischen Umwandlung, die eine Reflexionsplatte aufweist

Info

Publication number: DE112016001262T5
Application number: DE112016001262.4T
Authority: DE
Inventors: Kouichi Rokuhara
Original assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd
Priority date: 2015-03-18
Filing date: 2016-03-15
Publication date: 2017-12-28
Also published as: US20180053868A1; WO2016148119A1; JP6816714B2; CN107431134A; JPWO2016148119A1

Abstract

Eine Vorrichtung zur photoelektrischen Umwandlung, die ein Trägersubstrat, eine Elektrode, eine Aktivschicht, eine Elektrode und eine Reflexionsplatte, welche in dieser Reihenfolge laminiert sind, umfasst und die eine mittlere Transmission von 10% oder mehr für Licht in einem Wellenlängenbereich von 400 bis 700 nm ergibt, wobei die Reflexionsplatte eine mittlere Transmission von 70% oder mehr für Licht in einem Wellenlängenbereich von 400 bis 700 nm aufweist und die Aktivschicht einen mittleren Reflexionsgrad von 50% oder mehr für Licht in einem Bereich von ±150 nm von der Peak-Wellenlänge der Lichtabsorption hat.

Description

Fachgebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur photoelektrischen Umwandlung, die eine Reflexionsplatte aufweist.
Hintergrund
In jüngster Zeit wird die Einführung eines Solarsystems, das eine Solarbatterie auf der Basis eines Silizium-pn-Übergangs verwendet, als eine Ausführungsform der Vorrichtung zur photoelektrischen Umwandlung vorgeschlagen. Die siliziumbasierte Solarbatterie ist jedoch opak und in ihrer Verwendung, was verschiedene Lebensstile angeht, einschließlich des Designs, beschränkt.
Dagegen bieten organische Dünnschicht-Solarbatterien mit einer Aktivschicht, die eine organische Verbindung, wie z. B. eine Polymerverbindung und dergleichen, enthält, eine breite Auswahl hinsichtlich der Gestaltung der Vorrichtung und es kann auch eine transparente Solarbatterie hergestellt werden. Deshalb erlangen organische Dünnschicht-Solarbatterien gerade Aufmerksamkeit als eine neuartige Technologie, die in der Lage ist, je nach den Anwendungsumgebungen verschiedenen Bedürfnissen Rechnung zu tragen. Zum Beispiel ist eine organische Dünnschicht-Solarbatterie, umfassend ein Substrat, eine Elektrode, eine Lochtransportschicht, eine Aktivschicht, die eine Polymerverbindung enthält, eine Funktionsschicht und eine Elektrode, die in dieser Reihenfolge laminiert sind, bekannt (Patentdokument 1).
[Dokument des Standes der Technik]
[Patentdokument]

[Patentdokument 1] JP-A Nr. 2013-33906

Kurzdarstellung der Erfindung
Die organische Dünnschicht-Solarbatterie, die im Patentdokument 1 beschrieben ist, erreicht in manchen Fällen nicht unbedingt einen ausreichenden photoelektrischen Umwandlungswirkungsgrad.
Die vorliegende Erfindung ist nachstehend beschrieben.

[1] Eine Vorrichtung zur photoelektrischen Umwandlung, die ein Trägersubstrat, eine Elektrode, eine Aktivschicht, eine Elektrode und eine Reflexionsplatte, welche in dieser Reihenfolge laminiert sind, umfasst und die eine mittlere Transmission von 10% oder mehr für Licht in einem Wellenlängenbereich von 400 bis 700 nm aufweist, wobei die Reflexionsplatte eine mittlere Transmission von 70% oder mehr für Licht in einem Wellenlängenbereich von 400 bis 700 nm aufweist und die Aktivschicht einen mittleren Reflexionsgrad von 50% oder mehr für Licht in einem Bereich von ±150 nm von der Peak-Wellenlänge der Lichtabsorption hat.
[2] Die Vorrichtung zur photoelektrischen Umwandlung gemäß [1], wobei die Reflexionsplatte ferner einen mittleren Reflexionsgrad von 50% oder mehr für Licht in einem Wellenlängenbereich von 850 bis 1100 nm hat.
[3] Die Vorrichtung zur photoelektrischen Umwandlung gemäß [1] oder [2], wobei die Aktivschicht eine Polymerverbindung enthält.
[4] Die Vorrichtung zur photoelektrischen Umwandlung gemäß [3], wobei die Aktivschicht, die die Polymerverbindung enthält, eine Peak-Wellenlänge der Lichtabsorption von 750 bis 850 nm aufweist.
[5] Die Vorrichtung zur photoelektrischen Umwandlung gemäß [3] oder [4], wobei die Polymerverbindung eine Polymerverbindung ist, die einen Strukturbaustein umfasst, der durch die Formel (I) dargestellt wird:
[In der Formel (I) stellt Z eine Gruppe dar, die durch eine der folgenden Formeln (Z-1) bis (Z-7) dargestellt wird. Ar¹ und Ar² können gleich oder verschieden sein und stellen eine dreiwertige aromatische heterocyclische Gruppe dar.]
[In den Formeln (Z-1) bis (Z-7) stellt R ein Wasserstoffatom, ein Halogenatom, eine Aminogruppe, eine Cyanogruppe oder eine einwertige organische Gruppe dar. Wenn zwei R vorhanden sind, können sie gleich oder verschieden sein.]
[6] Die Vorrichtung zur photoelektrischen Umwandlung gemäß [5], wobei der Strukturbaustein, der durch die Formel (I) dargestellt wird, ein durch die folgende Formel (II) dargestellter Strukturbaustein ist:
[In der Formel (II) hat Z die gleiche Bedeutung wie vorstehend beschrieben.]
[7] Die Vorrichtung zur photoelektrischen Umwandlung gemäß [5] oder [6], wobei Z eine Gruppe ist, die durch eine der Formeln (Z-4) bis (Z-7) dargestellt wird.
[8] Die Vorrichtung zur photoelektrischen Umwandlung gemäß einem von [5] bis [7], wobei der Strukturbaustein, der durch die Formel (I) dargestellt wird, ein durch die folgende Formel (III) dargestellter Strukturbaustein ist:
[In der Formel (III) können die zwei R gleich oder verschieden sein und haben die gleiche Bedeutung wie vorstehend beschrieben.]
[9] Ein Solarbatteriemodul, umfassend die Vorrichtung zur photoelektrischen Umwandlung gemäß einem von [1] bis [8].

Kurze Erläuterung der Zeichnungen
1 ist ein Transmissionsspektrum eines IR-Sperrfilters.
2 ist ein Reflexionsspektrum eines IR-Sperrfilters.
Art der Ausführung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung wird nachstehend im Einzelnen erläutert.
<1> Aufbau der Vorrichtung zur photoelektrischen Umwandlung
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur photoelektrischen Umwandlung ist eine Vorrichtung zur photoelektrischen Umwandlung, die ein Trägersubstrat, eine Elektrode (erste Elektrode), eine Aktivschicht, eine Elektrode (zweite Elektrode) und eine Reflexionsplatte, welche in dieser Reihenfolge laminiert sind, umfasst und die eine mittlere Transmission von 10% oder mehr für Licht in einem Wellenlängenbereich von 400 bis 700 nm aufweist, wobei die vorstehend beschriebene Reflexionsplatte eine mittlere Transmission von 70% oder mehr für Licht in einem Wellenlängenbereich von 400 bis 700 nm aufweist und die Aktivschicht einen mittleren Reflexionsgrad von 50% oder mehr für Licht in einem Bereich von ±150 nm von der Peak-Wellenlänge der Lichtabsorption hat.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur photoelektrischen Umwandlung ist vorzugsweise eine organische Vorrichtung zur photoelektrischen Umwandlung. Der Begriff organische Vorrichtung zur photoelektrischen Umwandlung bezeichnet eine Vorrichtung zur photoelektrischen Umwandlung, die eine organische Verbindung in einer Aktivschicht enthält.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur photoelektrischen Umwandlung schließt (a) eine Vorrichtung zur photoelektrischen Umwandlung, bei welcher die erste Elektrode eine Anode und die zweite Elektrode eine Katode ist, und (b) eine Vorrichtung zur photoelektrischen Umwandlung, bei welcher die erste Elektrode eine Katode und die zweite Elektrode eine Anode ist, ein.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur photoelektrischen Umwandlung schließt eine Vorrichtung zur photoelektrischen Umwandlung ein, die einen Aufbau aufweist, bei welchem eine Anode, eine Aktivschicht, eine Katode und ein versiegelndes Substrat in dieser Reihenfolge auf ein Trägersubstrat laminiert sind und eine Reflexionsplatte aufgeklebt ist.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur photoelektrischen Umwandlung schließt auch eine Vorrichtung zur photoelektrischen Umwandlung ein, die einen Aufbau aufweist, bei welchem eine Katode, eine Aktivschicht, eine Anode und ein versiegelndes Substrat in dieser Reihenfolge auf ein Trägersubstrat laminiert sind und eine Reflexionsplatte aufgeklebt ist.
Es ist bevorzugt, dass eine Anode und eine Katode eine transparente oder halbtransparente Elektrode darstellen. Licht, das von der transparenten oder halbtransparenten Elektrode her einfällt, wird durch mindestens eine Verbindung, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Elektronen aufnehmenden Verbindungen und Elektronen abgebenden Verbindungen, die später beschrieben sind, in einer Aktivschicht absorbiert, wodurch ein Exziton erzeugt wird, das sich aus einem Elektron und einem Loch, die aneinander gebunden sind, zusammensetzt. Wenn dieses Exziton in der Aktivschicht wandert und den Heteroübergang, die Grenzschicht, wo die Elektronen aufnehmende Verbindung und die Elektronen abgebende Verbindung benachbart sind, erreicht, trennen sich Elektronen und Löcher aufgrund der Unterschiede in den jeweiligen HOMO-Energien und LUMO-Energien an der Grenzfläche und es werden unabhängig voneinander bewegliche Ladungen (Elektronen und Löcher) erzeugt. Die erzeugten Ladungen bewegen sich zu den jeweiligen Elektroden und werden außen als elektrische Energie (Strom) abgenommen.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur photoelektrischen Umwandlung ist transparent. Konkret weist die erfindungsgemäße Vorrichtung zur photoelektrischen Umwandlung eine mittlere Transmission von 10% oder mehr für Licht in einem Wellenlängenbereich von 400 bis 700 nm auf. Die mittlere Transmission für Licht in einem Wellenlängenbereich von 400 bis 700 nm beträgt vorzugsweise 20% oder mehr, vom Standpunkt des Designs aus gesehen, und stärker bevorzugt 30% oder mehr, noch stärker bevorzugt 40% oder mehr, besonders bevorzugt 45% oder mehr.
(Trägersubstrat)
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur photoelektrischen Umwandlung wird gewöhnlich auf einem Trägersubstrat ausgebildet. Als Trägersubstrat wird geeigneterweise eines verwendet, das sich bei der Fertigung einer Vorrichtung zur photoelektrischen Umwandlung chemisch nicht verändert. Als Trägersubstrat seien z. B. ein Glassubstrat, ein Kunststoffsubstrat, eine Polymerschicht und dergleichen aufgeführt und es wird geeigneterweise ein hochlichtdurchlässiges Substrat als Trägersubstrat verwendet.
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur photoelektrischen Umwandlung wird Licht gewöhnlich von der Seite des Trägersubstrats her aufgenommen.
(Anode)
Als Anode werden eine elektrisch leitendende Metalloxidschicht, eine Metallschicht, eine elektrisch leitende Schicht, die eine organische Substanz enthält, und dergleichen verwendet. Konkret werden Schichten aus Indiumoxid, Zinkoxid, Zinnoxid, Indiumzinnoxid (abgekürzt: ITO), Indiumzinkoxid (abgekürzt: IZO), Gold, Platin, Silber, Kupfer, Aluminium, Polyanilin und Derivaten davon, Polythiophen und Derivaten davon und dergleichen verwendet. Von diesen werden Schichten aus ITO, IZO und Zinnoxid geeigneterweise als Anode verwendet. Zum Beispiel wird eine transparente oder halbtransparente Elektrode, die erhalten wird, indem die Dicke der vorstehend beschriebenen Schicht, die die Anode darstellt, so eingestellt wird, dass sie in einem Bereich liegt, dass Licht hindurch gelangen kann, als Anode verwendet.
(Aktivschicht)
Die Aktivschicht kann die Form einer einzelnen Schicht oder die Form eines Laminats aus einer Vielzahl von Schichten annehmen. Die Aktivschicht, die aus einer einzelnen Schicht aufgebaut ist, besteht aus einer Schicht, die eine Elektronen aufnehmende Verbindung und eine Elektronen abgebende Verbindung enthält.
Die Aktivschicht, die aus einem Laminat aus einer Vielzahl von Schichten aufgebaut ist, besteht zum Beispiel aus einem Laminat, erhalten durch Laminieren einer ersten Aktivschicht, die eine Elektronen abgebende Verbindung enthält, und einer zweiten Aktivschicht, die eine Elektronen aufnehmende Verbindung enthält. In diesem Fall befindet sich die erste Aktivschicht näher an einer Anode als die zweite Aktivschicht.
Es ist bevorzugt, dass die Aktivschicht durch ein Auftragsverfahren gebildet wird. Es ist bevorzugt, dass die Aktivschicht eine Polymerverbindung enthält, wobei eine einzelne Polymerverbindung enthalten sein kann oder zwei oder mehr Polymerverbindungen in Kombination enthalten sein können. Zur Verbesserung der Ladungstransportfähigkeit der Aktivschicht kann mindestens eine Verbindung, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Elektronen abgebenden Verbindungen und Elektronen aufnehmenden Verbindungen, in die Aktivschicht eingemischt werden.
Die Elektronen aufnehmende Verbindung, die in einer Vorrichtung zur photoelektrischen Umwandlung verwendet wird, ist vorzugsweise eine Verbindung, deren HOMO-Energie höher liegt als die HOMO-Energie einer Elektronen abgebenden Verbindung und deren LUMO-Energie höher liegt als die LUMO-Energie einer Elektronen abgebenden Verbindung.
Die Elektronen abgebende Verbindung kann eine niedermolekulare Verbindung oder eine Polymerverbindung sein. Die niedermolekulare Elektronen abgebende Verbindung schließt Phthalocyanin, Metallphthalocyanin, Porphyrin, Metallporphyrin, Oligothiophen, Tetracen, Pentacen, Rubren und dergleichen ein.
Die Elektronen abgebende Polymerverbindung schließt Polyvinylcarbazol und Derivate davon, Polysilan und Derivate davon, Polysiloxanderivate, die ein aromatisches Amin in der Seitenkette oder Hauptkette umfassen, Polyanilin und Derivate davon, Polythiophen und Derivate davon, Polypyrrol und Derivate davon, Polyphenylenvinylen und Derivate davon, Polythienylenvinylen und Derivate davon, Polyfluoren und Derivate davon, Polymerverbindungen, die einen durch die Formel (I) dargestellten Strukturbaustein und dergleichen umfassen, ein und Polymerverbindungen, die einen durch die Formel (I) dargestellten Strukturbaustein umfassen, sind bevorzugt.
Diese Polymerverbindungen sind vorzugsweise konjugierte Polymerverbindungen.
[In der Formel (I) können Ar¹ und Ar² gleich oder verschieden sein und stellen eine dreiwertige aromatische heterocyclische Gruppe dar.]
In der Formel (I) stellt Z eine Gruppe dar, die durch eine der folgenden Formeln (Z-1) bis (Z-7) dargestellt ist.
In den Formeln (Z-1) bis (Z-7) stellt R ein Wasserstoffatom, ein Halogenatom, eine Aminogruppe, eine Cyanogruppe oder eine einwertige organische Gruppe dar. Die einwertige organische Gruppe schließt z. B. einen gegebenenfalls substituierten Alkylrest, einen gegebenenfalls substituierten Alkoxyrest, einen gegebenenfalls substituierten Alkylthiorest, einen Arylrest, einen Aryloxyrest, einen Arylthiorest, einen gegebenenfalls substituierten Arylalkylrest, einen gegebenenfalls substituierten Arylalkoxyrest, einen gegebenenfalls substituierten Arylalkylthiorest, einen gegebenenfalls substituierten Acylrest, einen gegebenenfalls substituierten Acyloxyrest, einen gegebenenfalls substituierten Amidrest, einen gegebenenfalls substituierten Säureimidrest, eine substituierte Aminogruppe, eine substituierte Silylgruppe, eine substituierte Silyloxygruppe, eine substituierte Silylthiogruppe, eine substituierte Silylaminogruppe, einen einwertigen heterocyclischen Rest, einen Heterocyclooxyrest, einen Heterocyclothiorest, einen Arylalkenylrest, einen Arylalkinylrest und eine substituierte Carboxylgruppe ein. In jeder der Formeln (Z-1) bis (Z-7) können, wenn zwei Gruppen R vorhanden sind, diese gleich oder verschieden sein.
Das Halogenatom, das durch R dargestellt wird, schließt ein Fluoratom, ein Chloratom, ein Bromatom und ein Iodatom ein und ein Fluoratom ist bevorzugt.
Der gegebenenfalls substituierte Alkylrest kann linear oder verzweigt sein und kann auch ein Cycloalkylrest sein. Der Alkylrest weist gewöhnlich eine Anzahl an Kohlenstoffatomen von 1 bis 30 auf. Der Substituent, den der Alkylrest gegebenenfalls aufweist, schließt z. B. ein Halogenatom ein. Konkrete Beispiele für das Halogenatom sind die gleichen wie die konkreten Beispiele für das Halogenatom, das durch R dargestellt wird. Konkrete Beispiele für den gegebenenfalls substituierten Alkylrest schließen lineare Alkylreste, wie z. B. eine Methylgruppe, eine Ethylgruppe, eine Propylgruppe, eine Isopropylgruppe, eine Butylgruppe, eine Isobutylgruppe, eine sec-Butylgruppe, eine tert-Butylgruppe, eine Pentylgruppe, eine Isopentylgruppe, eine 2-Methylbutylgruppe, eine 1-Methylbutylgruppe, eine Hexylgruppe, eine Isohexylgruppe, eine 3-Methylpentylgruppe, eine 2-Methylpentylgruppe, eine 1-Methylpentylgruppe, eine Heptylgruppe, eine Octylgruppe, eine Isooctylgruppe, eine 2-Ethylhexylgruppe, eine 3,7-Dimethyloctylgruppe, eine Nonylgruppe, eine Decylgruppe, eine Undecylgruppe, eine Dodecylgruppe, eine Tetradecylgruppe, eine Hexadecylgruppe, eine Octadecylgruppe, eine Eicosylgruppe und dergleichen, und Cycloalkylreste, wie z. B. eine Cyclopentylgruppe, eine Cyclohexylgruppe, eine Adamantylgruppe und dergleichen, ein.
Der gegebenenfalls substituierte Alkoxyrest kann linear oder verzweigt sein und kann auch ein Cycloalkoxyrest sein. Der Substituent, den der Alkoxyrest gegebenenfalls aufweist, schließt z. B. ein Halogenatom ein. Konkrete Beispiele für das Halogenatom sind die gleichen wie die konkreten Beispiele für das Halogenatom, das durch R dargestellt wird. Der Alkoxyrest weist gewöhnlich eine Anzahl an Kohlenstoffatomen von etwa 1 bis 20 auf. Konkrete Beispiele für den gegebenenfalls substituierten Alkoxyrest schließen eine Methoxygruppe, eine Ethoxygruppe, eine Propoxygruppe, eine Isopropoxygruppe, eine Butoxygruppe, eine Isobutoxygruppe, eine tert-Butoxygruppe, eine Pentyloxygruppe, eine Hexyloxygruppe, eine Cyclohexyloxygruppe, eine Heptyloxygruppe, eine Octyloxygruppe, eine 2-Ethylhexyloxygruppe, eine Nonyloxygruppe, eine Decyloxygruppe, eine 3,7-Dimethyloctyloxygruppe, eine Lauryloxygruppe, eine Trifluormethoxygruppe, eine Pentafluorethoxygruppe, eine Perfluorbutoxygruppe, eine Perfluorhexyloxygruppe, eine Perfluoroctyloxygruppe, eine Methoxymethyloxygruppe und eine 2-Methoxyethyloxygruppe ein.
Der gegebenenfalls substituierte Alkylthiorest kann linear oder verzweigt sein und kann auch ein Cycloalkylthiorest sein. Der Substituent, den der Alkylthiorest gegebenenfalls aufweist, schließt z. B. ein Halogenatom ein. Konkrete Beispiele für das Halogenatom sind die gleichen wie die konkreten Beispiele für das Halogenatom, das durch R dargestellt wird. Der Alkylthiorest weist gewöhnlich eine Anzahl an Kohlenstoffatomen von etwa 1 bis 20 auf. Konkrete Beispiele für den gegebenenfalls substituierten Alkylthiorest schließen eine Methylthiogruppe, eine Ethylthiogruppe, eine Propylthiogruppe, eine Isopropylthiogruppe, eine Butylthiogruppe, eine Isobutylthiogruppe, eine tert-Butylthiogruppe, eine Pentylthiogruppe, eine Hexylthiogruppe, eine Cyclohexylthiogruppe, eine Heptylthiogruppe, eine Octylthiogruppe, eine 2-Ethylhexylthiogruppe, eine Nonylthiogruppe, eine Decylthiogruppe, eine 3,7-Dimethyloctylthiogruppe, eine Laurylthiogruppe und eine Trifluormethylthiogruppe ein.
Der Arylrest ist eine Atomgruppe, die erhalten wird, indem von einem gegebenenfalls substituierten aromatischen Kohlenwasserstoff ein Wasserstoffatom des aromatischen Rings entfernt wird, und weist gewöhnlich eine Anzahl an Kohlenstoffatomen von 6 bis 60 auf. Der Substituent schließt z. B. ein Halogenatom, einen gegebenenfalls substituierten Alkoxyrest und einen gegebenenfalls substituierten Alkylthiorest ein. Konkrete Beispiele für das Halogenatom, den gegebenenfalls substituierten Alkoxyrest und den gegebenenfalls substituierten Alkylthiorest sind die gleichen wie die konkreten Beispiele für das Halogenatom, den gegebenenfalls substituierten Alkylrest, den gegebenenfalls substituierten Alkoxyrest und den gegebenenfalls substituierten Alkylthiorest, die durch R dargestellt sind. Konkrete Beispiele für den Arylrest schließen eine Phenylgruppe, C₁-C₁₂-Alkyloxyphenylreste (Der Ausdruck C₁-C₁₂ bezeichnet ein Alkyl mit einer Anzahl an Kohlenstoffatomen von 1 bis 12. Das C₁-C₁₂-Alkyl ist vorzugsweise ein C₁-C₈-Alkyl, stärker bevorzugt ein C₁-C₆-Alkyl. Das C₁-C₈-Alkyl bezeichnet ein Alkyl mit einer Anzahl an Kohlenstoffatomen von 1 bis 8 und das C₁-C₆-Alkyl bezeichnet ein Alkyl mit einer Anzahl an Kohlenstoffatomen von 1 bis 6. Konkrete Beispiele für das C₁-C₁₂-Alkyl, das C₁-C₈-Alkyl und das C₁-C₆-Alkyl schließen jene ein, die für den vorstehend beschriebenen Alkylrest erläutert und beispielhaft genannt sind. Dasselbe gilt nachstehend.), C₁-C₁₂-Alkylphenylreste, eine 1-Naphthylgruppe, eine 2-Naphthylgruppe und eine Pentafluorphenylgruppe ein.
Der Aryloxyrest weist gewöhnlich eine Anzahl an Kohlenstoffatomen von etwa 6 bis 60. Konkrete Beispiele für den Aryloxyrest schließen eine Phenoxygruppe, C₁-C₁₂-Alkyloxyphenoxyreste, C₁-C₁₂-Alkylphenoxyreste, eine 1-Naphthyloxygruppe, eine 2-Naphthyloxygruppe und eine Pentafluorphenyloxygruppe ein.
Der Arylthiorest weist gewöhnlich eine Anzahl an Kohlenstoffatomen von etwa 6 bis 60 auf. Konkrete Beispiele für den Arylthiorest schließen eine Phenylthiogruppe, C₁-C₁₂-Alkyloxyphenylthioreste, C₁-C₁₂-Alkylphenylthioreste, eine 1-Naphthylthiogruppe, eine 2-Naphthylthiogruppe und eine Pentafluorphenylthiogruppe ein.
Der gegebenenfalls substituierte Arylalkylrest weist gewöhnlich eine Anzahl an Kohlenstoffatomen von etwa 7 bis 60 auf und der Alkylteil weist gegebenenfalls einen Substituenten auf. Der Substituent schließt z. B. ein Halogenatom ein. Konkrete Beispiele für das Halogenatom sind die gleichen wie die konkreten Beispiele für das Halogenatom, das durch R dargestellt wird. Konkrete Beispiele für den gegebenenfalls substituierten Arylalkylrest schließen Phenyl-C₁-C₁₂-Alkylreste, C₁-C₁₂-Alkyloxyphenyl-C₁-C₁₂-alkylreste, C₁-C₁₂-Alkylphenyl-C₁-C₁₂-alkylreste, 1-Naphthyl-C₁-C₁₂-alkylreste und 2-Naphthyl-C₁-C₁₂-alkylreste ein.
Der gegebenenfalls substituierte Arylalkoxyrest weist gewöhnlich eine Anzahl an Kohlenstoffatomen von etwa 7 bis 60 auf und der Alkoxyteil weist gegebenenfalls einen Substituenten auf. Der Substituent schließt z. B. ein Halogenatom ein. Konkrete Beispiele für das Halogenatom sind die gleichen wie die konkreten Beispiele für das Halogenatom, das durch R dargestellt ist. Konkrete Beispiele für den gegebenenfalls substituierten Arylalkoxyrest schließen Phenyl-C₁-C₁₂-alkoxyreste, C₁-C₁₂-Alkoxyphenyl-C₁-C₁₂-alkoxyreste, C₁-C₁₂-Alkylphenyl-C₁-C₁₂-alkoxyreste, 1-Naphthyl-C₁-C₁₂-alkoxyreste und 2-Naphthyl-C₁-C₁₂-alkoxyreste ein.
Der gegebenenfalls substituierte Arylalkylthiorest weist gewöhnlich eine Anzahl an Kohlenstoffatomen von etwa 7 bis 60 auf und der Alkylthioteil weist gegebenenfalls einen Substituenten auf. Der Substituent schließt z. B. ein Halogenatom ein. Konkrete Beispiele für das Halogenatom sind die gleichen wie die konkreten Beispiele für das Halogenatom, das durch R dargestellt wird. Konkrete Beispiele für den gegebenenfalls substituierten Arylalkylthiorest schließen Phenyl-C₁-C₁₂-alkylthioreste, C₁-C₁₂-Alkyloxyphenyl-C₁-C₁₂-alkylthioreste, C₁-C₁₂-Alkylphenyl-C₁-C₁₂-alkylthioreste, 1-Naphthyl-C₁-C₁₂-alkylthioreste und 2-Naphthyl-C₁-C₁₂-alkylthioreste ein.
Der gegebenenfalls substituierte Acylrest weist gewöhnlich eine Anzahl an Kohlenstoffatomen von etwa 2 bis 20 auf. Der Substituent, den der Acylrest gegebenenfalls aufweist, schließt z. B. ein Halogenatom ein. Konkrete Beispiele für das Halogenatom sind die gleichen wie die konkreten Beispiele für das Halogenatom, das durch R dargestellt ist. Konkrete Beispiele für den gegebenenfalls substituierten Acylrest schließen eine Acetylgruppe, eine Propionylgruppe, eine Butyrylgruppe, eine Isobutyrylgruppe, eine Pivaloylgruppe, eine Benzoylgruppe, eine Trifluoracetylgruppe und eine Pentafluorbenzoylgruppe ein.
Der gegebenenfalls substituierte Acyloxyrest weist gewöhnlich eine Anzahl an Kohlenstoffatomen von etwa 2 bis 20 auf. Der Substituent, den der Acyloxyrest gegebenenfalls aufweist, schließt z. B. ein Halogenatom ein. Konkrete Beispiele für das Halogenatom sind die gleichen wie die konkreten Beispiele für das Halogenatom, das durch R dargestellt wird. Konkrete Beispiele für den gegebenenfalls substituierten Acyloxyrest schließen eine Acetoxygruppe, eine Propionyloxygruppe, eine Butyryloxygruppe, eine Isobutyryloxygruppe, eine Pivaloyloxygruppe, eine Benzoyloxygruppe, eine Trifluoracetyloxygruppe und eine Pentafluorbenzoyloxygruppe ein.
Der gegebenenfalls substituierte Amidrest weist gewöhnlich eine Anzahl an Kohlenstoffatomen von etwa 1 bis 20 auf. Der Amidrest bezeichnet einen Rest, der erhalten wird, indem von einem Amid ein an das Stickstoffatom gebundenes Wasserstoffatom entfernt wird. Der Substituent, den der Amidrest gegebenenfalls aufweist, schließt z. B. ein Halogenatom ein. Konkrete Beispiele für das Halogenatom sind die gleichen wie die konkreten Beispiele für das Halogenatom, das durch R dargestellt wird. Konkrete Beispiele für den gegebenenfalls substituierten Amidrest schließen eine Formamidgruppe, eine Acetamidgruppe, eine Propionamidgruppe, eine Butyramidgruppe, eine Benzamidgruppe, eine Trifluoracetamidgruppe, eine Pentafluorbenzamidgruppe, eine Diformamidgruppe, eine Diacetamidgruppe, eine Dipropionamidgruppe, eine Dibutyramidgruppe, eine Dibenzamidgruppe, eine Ditrifluoracetamidgruppe und eine Dipentafluorbenzamidgruppe ein.
Der gegebenenfalls substituierte Säureimidrest weist gewöhnlich eine Anzahl an Kohlenstoffatomen von etwa 2 bis 20 auf. Der Säureimidrest bezeichnet einen Rest, der erhalten wird, indem von einem Säureimid ein an das Stickstoffatom gebundenes Wasserstoffatom entfernt wird. Der Substituent, den der Säureimidrest gegebenenfalls aufweist, schließt z. B. ein Halogenatom ein. Konkrete Beispiele für das Halogenatom sind die gleichen wie die konkreten Beispiele für das Halogenatom, das durch R dargestellt wird. Konkrete Beispiele für den gegebenenfalls substituierten Säureimidrest schließen eine Bernsteinsäureimidgruppe und eine Phthalsäureimidgruppe ein.
Die substituierte Aminogruppe weist gewöhnlich eine Anzahl an Kohlenstoffatomen von etwa 1 bis 40 auf. Der Substituent, den die substituierte Aminogruppe aufweist, schließt z. B. einen gegebenenfalls substituierten Alkylrest und einen Arylrest ein. Konkrete Beispiele für den gegebenenfalls substituierten Alkylrest und den Arylrest sind die gleichen wie die konkreten Beispiele für den gegebenenfalls substituierten Alkylrest und den Arylrest, wie durch R dargestellt werden. Konkrete Beispiele für die substituierte Aminogruppe schließen eine Methylaminogruppe, eine Dimethylaminogruppe, eine Ethylaminogruppe, eine Diethylaminogruppe, eine Propylaminogruppe, eine Dipropylaminogruppe, eine Isopropylaminogruppe, eine Diisopropylaminogruppe, eine Butylaminogruppe, eine Isobutylaminogruppe, eine tert-Butylaminogruppe, eine Pentylaminogruppe, eine Hexylaminogruppe, eine Cyclohexylaminogruppe, eine Heptylaminogruppe, eine Octylaminogruppe, eine 2-Ethylhexylaminogruppe, eine Nonylaminogruppe, eine Decylaminogruppe, eine 3,7-Dimethyloctylaminogruppe, eine Laurylaminogruppe, eine Cyclopentylaminogruppe, eine Dicyclopentylaminogruppe, eine Cyclohexylaminogruppe, eine Dicyclohexylaminogruppe, eine Pyrrolidylgruppe, eine Piperidylgruppe, eine Ditrifluormethylaminogruppe, eine Phenylaminogruppe, eine Diphenylaminogruppe, C₁-C₁₂-Alkyloxyphenylaminoreste, Di(C₁-C₁₂-alkyloxyphenyl)aminoreste, Di(C₁-C₁₂-alkylphenyl)aminoreste, eine 1-Naphthylaminogruppe, eine 2-Naphthylaminogruppe, eine Pentafluorphenylaminogruppe, eine Pyridylaminogruppe, eine Pyridazinylaminogruppe, eine Pyrimidylaminogruppe, eine Pyrazylaminogruppe, eine Triazylaminogruppe, Phenyl-C₁-C₁₂-alkylaminoreste, C₁-C₁₂-Alkyloxyphenyl-C₁-C₁₂-alkylaminoreste, C₁-C₁₂-Alkylphenyl-C₁-C₁₂-alkylaminoreste, Di(C₁-C₁₂-alkyloxyphenyl-C₁-C₁₂-alkylaminoreste, Di(C₁-C₁₂-alkylphenyl-C₁-C₁₂-alkyl)aminoreste, 1-Naphthyl-C₁-C₁₂-alkylaminoreste und 2-Naphthyl-C₁-C₁₂-alkylaminoreste ein.
Die substituierte Silylgruppe weist gewöhnlich eine Anzahl an Kohlenstoffatomen von etwa 3 bis 40 auf. Der Substituent, den die substituierte Silylgruppe aufweist, schließt z. B. einen gegebenenfalls substituierten Alkylrest und einen Arylrest ein. Konkrete Beispiele für den gegebenenfalls substituierten Alkylrest und den Arylrest sind die gleichen wie die konkreten Beispiele für den gegebenenfalls substituierten Alkylrest und den Arylrest, die durch R dargestellt werden. Konkrete Beispiele für die substituierte Silylgruppe schließen eine Trimethylsilylgruppe, eine Triethylsilylgruppe, eine Tripropylsilylgruppe, eine Triisopropylsilylgruppe, eine tert-Butyldimethylsilylgruppe, eine Triphenylsilylgruppe, eine Tri-p-xylylsilylgruppe, eine Tribenzylsilylgruppe, eine Diphenylmethylsilylgruppe, eine tert-Butyldiphenylsilylgruppe und eine Dimethylphenylsilylgruppe ein.
Die substituierte Silyloxygruppe weist gewöhnlich eine Anzahl an Kohlenstoffatomen von etwa 3 bis 40 auf. Der Substituent, den die substituierte Silyloxygruppe aufweist, schließt z. B. einen gegebenenfalls substituierten Alkylrest und einen Arylrest ein. Konkrete Beispiele für den gegebenenfalls substituierten Alkylrest und den Arylrest sind die gleichen wie die konkreten Beispiele für den gegebenenfalls substituierten Alkylrest und den Arylrest, die durch R dargestellt werden. Konkrete Beispiele für die substituierte Silyloxygruppe schließen eine Trimethylsilyloxygruppe, eine Triethylsilyloxygruppe, eine Tripropylsilyloxygruppe, eine Triisopropylsilyloxygruppe, eine tert-Butyldimethylsilyloxygruppe, eine Triphenylsilyloxygruppe, eine Tri-p-xylylsilyloxygruppe, eine Tribenzylsilyloxygruppe, eine Diphenylmethylsilyloxygruppe, eine tert-Butyldiphenylsilyloxygruppe und eine Dimethylphenylsilyloxygruppe ein.
Die substituierte Silylthiogruppe weist gewöhnlich eine Anzahl an Kohlenstoffatomen von etwa 3 bis 40 auf. Der Substituent, den die substituierte Silylthiogruppe aufweist, schließt z. B. einen gegebenenfalls substituierten Alkylrest und einen Arylrest ein. Konkrete Beispiele für den gegebenenfalls substituierten Alkylrest und den Arylrest sind die gleichen wie die konkreten Beispiele für den gegebenenfalls substituierten Alkylrest und den Arylrest, die durch R dargestellt werden. Konkrete Beispiele für die substituierte Silylthiogruppe schließen eine Trimethylsilylthiogruppe, eine Triethylsilylthiogruppe, eine Tripropylsilylthiogruppe, eine Triisopropylsilylthiogruppe, eine tert-Butyldimethylsilylthiogruppe, eine Triphenylsilylthiogruppe, eine Tri-p-xylylsilylthiogruppe, eine Tribenzylsilylthiogruppe, eine Diphenylmethylsilylthiogruppe, eine tert-Butyldiphenylsilylthiogruppe und eine Dimethylphenylsilylthiogruppe ein.
Die substituierte Silylaminogruppe weist gewöhnlich eine Anzahl an Kohlenstoffatomen von etwa 3 bis 80 auf. Der Substituent, den die substituierte Silylaminogruppe aufweist, schließt z. B. einen gegebenenfalls substituierten Alkylrest und einen Arylrest ein. Konkrete Beispiele für den gegebenenfalls substituierten Alkylrest und den Arylrest sind die gleichen wie die konkreten Beispiele für den gegebenenfalls substituierten Alkylrest und den Arylrest, die durch R dargestellt werden. Konkrete Beispiele für die substituierte Silylaminogruppe schließen eine Trimethylsilylaminogruppe, eine Triethylsilylaminogruppe, eine Tripropylsilylaminogruppe, eine Triisopropylsilylaminogruppe, eine tert-Butyldimethylsilylaminogruppe, eine Triphenylsilylaminogruppe, eine Tri-p-xylylsilylaminogruppe, eine Tribenzylsilylaminogruppe, eine Diphenylmethylsilylaminogruppe, eine tert-Butyldiphenylsilylaminogruppe, eine Dimethylphenylsilylaminogruppe, eine Di(trimethylsilyl)aminogruppe, eine Di(triethylsilyl)aminogruppe, eine Di(tripropylsilyl)aminogruppe, eine Di(triisopropylsilyl)aminogruppe, eine Di(tert-butyldimethylsilyl)aminogruppe, eine Di(triphenylsilyl)aminogruppe, eine Di(tri-p-xylylsilyl)aminogruppe, eine Di(tribenzylsilyl)aminogruppe, eine Di(diphenylmethylsilyl)aminogruppe, eine Di(tert-butyldiphenylsilyl)aminogruppe und eine Di(dimethylphenylsilyl)aminogruppe ein.
Der einwertige heterocyclische Rest ist eine Atomgruppe, die erhalten wird, indem von einer gegebenenfalls substituierten heterocyclischen Verbindung ein Wasserstoffatom des heterocyclischen Rings entfernt wird. Der einwertige heterocyclische Rest weist gewöhnlich eine Anzahl an Kohlenstoffatomen von 4 bis 20 auf. Die heterocyclische Verbindung schließt z. B. Furan, Thiophen, Pyrrol, Pyrrolin, Pyrrolidin, Oxazol, Isoxazol, Thiazol, Isothiazol, Imidazol, Imidazolin, Imidazolidin, Pyrazol, Pyrazolin, Pyrazolidin, Furazan, Triazol, Thiadiazol, Oxadiazol, Tetrazol, Pyran, Pyridin, Piperidin, Thiopyran, Pyridazin, Pyrimidin, Pyrazin, Piperazin, Morpholin, Triazin, Benzofuran, Isobenzofuran, Benzothiophen, Indol, Isoindol, Indolizin, Indolin, Isoindolin, Chromen, Chroman, Isochroman, Benzopyran, Chinolin, Isochinolin, Chinolizin, Benzimidazol, Benzothiazol, Indazol, Naphthyridin, Chinoxalin, Chinazolin, Chinazolidin, Cinnolin, Phthalazin, Purin, Pteridin, Carbazol, Xanthen, Phenanthridin, Acridin, β-Carbolin, Perimidin, Phenanthrolin, Thianthren, Phenoxathiin, Phenoxazin, Phenothiazin und Phenazin ein. Der Substituent, den die heterocyclische Verbindung gegebenenfalls aufweist, schließt z. B. ein Halogenatom, einen gegebenenfalls substituierten Alkylrest, einen gegebenenfalls substituierten Alkoxyrest und einen gegebenenfalls substituierten Alkylthiorest ein. Konkrete Beispiele für das Halogenatom, den gegebenenfalls substituierten Alkylrest, den gegebenenfalls substituierten Alkoxyrest und den gegebenenfalls substituierten Alkylthiorest sind die gleichen wie die konkreten Beispiele für das Halogenatom, den gegebenenfalls substituierten Alkylrest, den gegebenenfalls substituierten Alkoxyrest und den gegebenenfalls substituierten Alkylthiorest, die durch R dargestellt werden. Der heterocyclische Rest ist vorzugsweise ein aromatischer heterocyclischer Rest.
Der Heterocyclooxyrest schließt einen durch die Formel (A-1) dargestellten Rest ein, der durch Bindung eines Sauerstoffatoms an den vorstehend beschriebenen einwertigen heterocyclischen Rest erhalten wird. Konkrete Beispiele für den Heterocyclooxyrest schließen eine Thienyloxygruppe, C₁-C₁₂-Alkylthienyloxyreste, eine Pyrrolyloxygruppe, eine Furyloxygruppe, eine Pyridyloxygruppe, C₁-C₁₂-Alkylpyridyloxyreste, eine Imidazolyloxygruppe, eine Pyrazolyloxygruppe, eine Triazolyloxygruppe, eine Oxazolyloxygruppe, eine Thiazoloxygruppe und eine Thiadiazoloxygruppe ein.
Der Heterocyclothiorest schließt einen durch die Formel (A-2) dargestellten Rest ein, der durch Bindung eines Schwefelatoms an den vorstehend beschriebenen einwertigen heterocyclischen Rest erhalten wird. Konkrete Beispiele für den Heterocyclothiorest schließen eine Thienylmercaptogruppe, C₁-C₁₂-Alkylthienylmercaptoreste, eine Pyrrolylmercaptogruppe, eine Furylmercaptogruppe, eine Pyridylmercaptogruppe, C₁-C₁₂-Alkylpyridylmercaptoreste, eine Imidazolylmercaptogruppe, eine Pyrazolylmercaptogruppe, eine Triazolylmercaptogruppe, eine Oxazolylmercaptogruppe, eine Thiazolmercaptogruppe und eine Thiadiazolmercaptogruppe ein.
(In den Formeln (A-1) und (A-2) stellt A³ einen einwertigen heterocyclischen Rest dar.)
Der Arylalkenylrest weist gewöhnlich eine Anzahl an Kohlenstoffatomen von 8 bis 20 auf. Konkrete Beispiele für den Arylalkenylrest schließen eine Styrylgruppe ein.
Der Arylalkinylrest weist gewöhnlich eine Anzahl an Kohlenstoffatomen von 8 bis 20 auf. Konkrete Beispiele für den Arylalkinylrest schließen eine Phenylacetylenylgruppe ein.
Die substituierte Carboxylgruppe bezeichnet eine Carboxylgruppe, die mit einem Alkylrest, einem Arylrest, einem Arylalkylrest oder einem einwertigen heterocyclischen Rest substituiert ist und die gewöhnlich eine Anzahl an Kohlenstoffatomen von etwa 2 bis 60, vorzugsweise 2 bis 48, aufweist.
Konkrete Beispiele für die substituierte Carboxylgruppe schließen eine Methoxycarbonylgruppe, eine Ethoxycarbonylgruppe, eine Propoxycarbonylgruppe, eine Isopropoxycarbonylgruppe, eine Butoxycarbonylgruppe, eine Isobutoxycarbonylgruppe, eine tert-Butoxycarbonylgruppe, eine Pentyloxycarbonylgruppe, eine Hexyloxycarbonylgruppe, eine Cyclohexyloxycarbonylgruppe, eine Heptyloxycarbonylgruppe, eine Octyloxycarbonylgruppe, eine 2-Ethylhexyloxycarbonylgruppe, eine Nonyloxycarbonylgruppe, eine Decyloxycarbonylgruppe, eine 3,7-Dimethyloctyloxycarbonylgruppe, eine Dodecyloxycarbonylgruppe, eine Trifluormethoxycarbonylgruppe, eine Pentafluorethoxycarbonylgruppe, eine Perfluorbutoxycarbonylgruppe, eine Perfluorhexyloxycarbonylgruppe, eine Perfluoroctyloxycarbonylgruppe, eine Phenoxycarbonylgruppe, eine Naphthoxycarbonylgruppe, eine Pyridyloxycarbonylgruppe und dergleichen ein.
Im Hinblick auf die Verbesserung der Löslichkeit einer Polymerverbindung, die einen durch die Formel (I) dargestellten Strukturbaustein aufweist, in einem Lösungsmittel ist R vorzugsweise ein gegebenenfalls substituierter Alkylrest mit einer Anzahl an Kohlenstoffatomen von 6 oder mehr, ein gegebenenfalls substituierter Alkoxyrest mit einer Anzahl an Kohlenstoffatomen von 6 oder mehr, ein gegebenenfalls substituierter Alkylthiorest mit einer Anzahl an Kohlenstoffatomen von 6 oder mehr, ein gegebenenfalls substituierter Arylrest, ein gegebenenfalls substituierter Aryloxyrest, ein gegebenenfalls substituierter Arylthiorest, ein gegebenenfalls substituierter Arylalkylrest, ein gegebenenfalls substituierter Arylalkoxyrest, ein gegebenenfalls substituierter Arylalkylthiorest, ein gegebenenfalls substituierter Acylrest mit einer Anzahl an Kohlenstoffatomen von 6 oder mehr oder ein gegebenenfalls substituierter Acyloxyrest mit einer Anzahl an Kohlenstoffatomen von 6 oder mehr, stärker bevorzugt ein gegebenenfalls substituierter Alkylrest mit einer Anzahl an Kohlenstoffatomen von 6 oder mehr, ein gegebenenfalls substituierter Alkoxyrest mit einer Anzahl an Kohlenstoffatomen von 6 oder mehr, ein gegebenenfalls substituierter Arylrest oder ein gegebenenfalls substituierter Aryloxyrest, besonders bevorzugt ein gegebenenfalls substituierter Alkylrest mit einer Anzahl an Kohlenstoffatomen von 6 oder mehr.
Der Alkylrest mit einer Anzahl an Kohlenstoffatomen von 6 oder mehr, der eine bevorzugte Ausführungsform von R darstellt, schließt lineare Alkylreste, wie z. B. eine Hexylgruppe, eine Heptylgruppe, eine Octylgruppe, eine Nonylgruppe, eine Decylgruppe, eine Undecylgruppe, eine Dodecylgruppe, eine Tridecylgruppe, eine Tetradecylgruppe, eine Pentadecylgruppe, eine Hexadecylgruppe, eine Heptadecylgruppe, eine Octadecylgruppe, eine Nonadecylgruppe, eine Eicosylgruppe, eine Triacontylgruppe, eine Tetracontylgruppe, eine Pentacontylgruppe und dergleichen, und verzweigte Alkylreste, wie z. B. eine 1,1,3,3-Tetramethylbutylgruppe, eine 1-Methylheptylgruppe, eine 2-Ethylhexylgruppe, eine 3,7-Dimethyloctylgruppe, eine 1-Propylpentylgruppe, eine 3-Heptyldodecylgruppe, eine 2-Heptylundecylgruppe, eine 2-Octyldodecylgruppe, eine 3,7,11-Trimethyldodecylgruppe, eine 3,7,11,15-Tetramethylhexadecylgruppe, eine 3,5,5-Trimethylhexylgruppe und dergleichen, ein.
Der Alkylrest mit einer Anzahl an Kohlenstoffatomen von 6 oder mehr wird mit Blick auf die Löslichkeit der Polymerverbindung in einem Lösungsmittel und dergleichen passend ausgewählt und ist vorzugsweise eine Hexylgruppe, eine Heptylgruppe, eine Octylgruppe, eine Nonylgruppe, eine Decylgruppe, eine Undecylgruppe, eine Dodecylgruppe, eine Tridecylgruppe, eine Tetradecylgruppe, eine Pentadecylgruppe, eine Hexadecylgruppe, eine 2-Ethylhexylgruppe, eine 3,7-Dimethyloctylgruppe, eine 1-Propylpentylgruppe oder eine 3-Heptyldodecylgruppe, stärker bevorzugt eine Hexylgruppe, eine Heptylgruppe, eine Octylgruppe, eine Dodecylgruppe, eine Tetradecylgruppe, eine Hexadecylgruppe, eine 2-Ethylhexylgruppe, eine 3,7-Dimethyloctylgruppe oder eine 3-Heptyldodecylgruppe, besonders bevorzugt eine Hexylgruppe, eine Octylgruppe, eine Dodecylgruppe, eine Hexadecylgruppe, eine 2-Ethylhexylgruppe, eine 3,7-Dimethyloctylgruppe oder eine 3-Heptyldodecylgruppe.
Der Arylrest, der eine bevorzugte Ausführungsform von R darstellt, ist vorzugsweise eine mit einem Alkylrest substituierte Phenylgruppe, wenn die Löslichkeit der Polymerverbindung der vorliegenden Erfindung in einem Lösungsmittel und dergleichen in Betracht gezogen werden. Die Substitutionsposition des Alkylrests ist vorzugsweise die para-Position. Die Phenylgruppe, die mit einem Alkylrest an der para-Position substituiert ist, ist vorzugsweise eine p-Hexylphenylgruppe, eine p-Heptylphenylgruppe, eine p-Octylphenylgruppe, eine p-Nonylphenylgruppe, eine p-Decylphenylgruppe, eine p-Undecylphenylgruppe, eine p-Dodecylphenylgruppe, eine p-Tridecylphenylgruppe, eine p-Tetradecylphenylgruppe, eine p-Pentadecylphenylgruppe, eine p-Hexadecylphenylgruppe, eine p-2-Ethylhexylphenylgruppe, eine p-3,7-Dimethyloctylphenylgruppe, eine p-1-Propylpentylphenylgruppe oder eine p-2-Hexyldecylphenylgruppe, stärker bevorzugt eine p-Hexylphenylgruppe, eine p-Heptylphenylgruppe, eine p-Octylphenylgruppe, eine p-Dodecylphenylgruppe, eine p-Pentadecylphenylgruppe, eine p-Hexadecylphenylgruppe, eine p-2-Ethylhexylphenylgruppe, eine p-3,7-Dimethyloctylphenylgruppe oder eine p-2-Hexyldecylphenylgruppe, besonders bevorzugt eine p-Dodecylphenylgruppe, eine p-Pentadecylphenylgruppe, eine p-2-Ethylhexylphenylgruppe oder eine p-3,7-Dimethyloctylphenylgruppe.
In der Formel (I) bezeichnet der dreiwertige aromatische heterocyclische Rest, der durch Ar¹ und Ar² dargestellt ist, eine Atomgruppe, die verbleibt, nachdem aus einer gegebenenfalls substituierten heterocyclischen Verbindung, die aromatisch ist, drei Wasserstoffatome des aromatischen Rings entfernt wurden. Die Anzahl der Kohlenstoffatome des dreiwertigen aromatischen heterocyclischen Rests beträgt gewöhnlich 2 bis 60, vorzugsweise 4 bis 60, stärker bevorzugt 4 bis 20.
Der Substituent, den die heterocyclische Verbindung, die aromatisch ist, gegebenenfalls aufweist, schließt zum Bespiel ein Halogenatom, eine Aminogruppe, eine Cyanogruppe und einen einwertigen organischen Rest ein. Die Definitionen und die konkreten Beispiele für das Halogenatom und den einwertigen organischen Rest sind die gleichen wie die Definitionen und die konkreten Beispiele für das Halogenatom und den einwertigen organischen Rest, die durch R dargestellt werden.
Konkrete Beispiele für den dreiwertigen aromatischen heterocyclischen Rest, der durch Ar¹ und Ar² dargestellt wird, schließen Reste der folgenden Formeln (201) bis (301) ein:

(wobei R die gleiche Bedeutung hat, wie vorstehend beschrieben; wenn mehrere Reste R vorhanden sind, diese gleich oder verschieden sein können.).
Von den dreiwertigen aromatischen heterocyclischen Resten, die durch die Formeln (210) bis (301) dargestellt werden, sind Reste, die durch die Formel (202), die Formel (205), die Formel (206), die Formel (207), die Formel (210), die Formel (212), die Formel (220), die Formel (235), die Formel (238), die Formel (270), die Formel (271), die Formel (272), die Formel (273), die Formel (274), die Formel (275), die Formel (286), die Formel (287), die Formel (288), die Formel (291), die Formel (292), die Formel (293), die Formel (296) und die die Formel (301) dargestellt werden, bevorzugt, sind Reste, die durch die Formel (235), die Formel (271), die Formel (272), die Formel (273), die Formel (274), die Formel (286), die Formel (291), die Formel (296) und die Formel (301) dargestellt werden, stärker bevorzugt, sind Reste, die durch die Formel (271), die Formel (272), die Formel (273) und die Formel (274) dargestellt werden, noch stärker bevorzugt, und ist ein Rest, der durch die Formel (273) dargestellt wird, besonders bevorzugt, vom Standpunkt der Einfachheit der Synthese der Polymerverbindung her gesehen.
Der Strukturbaustein, der durch die Formel (I) dargestellt wird, ist vorzugsweise ein Strukturbaustein, der durch die folgende Formel (II) dargestellt wird:
[In der Formel (II) hat Z die gleiche Bedeutung, wie vorstehend beschrieben.]
Der Strukturbaustein, der durch die Formel (II) dargestellt wird, schließt z. B. Strukturbausteine ein, die durch die Formeln (501) bis (505) dargestellt werden:
[wobei R die gleiche Bedeutung hat, wie vorstehend beschrieben. Wenn zwei Reste R vorhanden sind, können diese gleich oder verschieden sein].
Von den Strukturbausteinen, die durch die vorstehend beschriebenen Formeln (501) bis (505) dargestellt werden, sind Strukturbausteine, die durch die Formel (501), die Formel (502), die Formel (503) und die Formel (504) beschrieben werden, bevorzugt, sind Strukturbausteine, die durch die Formel (501) und die Formel (504) beschrieben werden, stärker bevorzugt und ist ein Strukturbaustein, der durch die Formel (501) beschrieben wird, besonders bevorzugt, im Hinblick darauf, die erfindungsgemäße hocheffiziente Vorrichtung zur photoelektrischen Umwandlung zu erhalten.
Die vorstehend beschriebene Elektronen aufnehmende Verbindung kann eine niedermolekulare Verbindung oder eine Polymerverbindung sein. Die niedermolekulare Elektronen aufnehmende Verbindung schließt Oxadiazolderivate, Anthrachinondimethan und Derivate davon, Benzochinon und Derivate davon, Naphthochinon und Derivate davon, Anthrachinon und Derivate davon, Tetracyanoanthrachinodimethan und Derivate davon, Fluorenonderivate, Diphenyldicyanoethylen und Derivate davon, Diphenochinonderivate, Metallkomplexe von 8-Hydroxychinolin und Derivate davon, Polychinolin und Derivate davon, Polychinoxalin und Derivate davon, Polyfluoren oder Derivate davon, Fullerene, wie z. B. C₆₀ und dergleichen, und Derivate davon, Phenanthrenderivate, wie z. B. Bathocuproin und dergleichen, usw. ein.
Die Elektronen aufnehmende Polymerverbindung schließt Polyvinylcarbazol und Derivate davon, Polysilan und Derivate davon, Polysiloxanderivate, die ein aromatisches Amin in der Seitenkette oder Hauptkette aufweisen, Polyanilin und Derivate davon, Polythiophen und Derivate davon, Polypyrrol und Derivate davon, Polyphenylenvinylen und Derivate davon, Polythienylenvinylen und Derivate davon, Polyfluoren und Derivate davon und dergleichen ein. Von diesen sind Fullerene und Derivate davon besonders bevorzugt.
Die Fullerene schließen C₆₀-Fulleren, C₇₀- oder höhere Fullerene und Kohlenstoffnanoröhren ein. Die Fullerenderivate schließen Derivate von C₆₀-Fulleren und Derivate von C₇₀- oder höheren Fullerenen ein.
Konkrete Beispiele für Strukturen von C₆₀-Fulleren-Derivaten schließen die nachstehend dargestellten ein:
Bei einem Aufbau, bei dem die Aktivschicht eine Elektronen aufnehmende Verbindung, umfassend mindestens eine Verbindung, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Fullerenen und Derivaten von Fullerenen, und eine Elektronen abgebende Verbindung enthält, beträgt der Anteil an Fullerenen und Derivaten von Fullerenen vorzugsweise 10 bis 1.000 Gewichtsteile, stärker bevorzugt 50 bis 500 Gewichtsteile, bezogen auf 100 Gewichtsteile der Elektronen abgebenden Verbindung. Die Vorrichtung zur photoelektrischen Umwandlung weist vorzugsweise eine Aktivschicht mit einem einschichtigen Aufbau auf, wie vorstehend beschrieben, und weist im Hinblick darauf, viel von der Heteroübergangsgrenzschicht einzuschließen, stärker bevorzugt eine Aktivschicht mit einem einschichtigen Aufbau, die eine Elektronen aufnehmende Verbindung, umfassend mindestens eine Verbindung, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Fullerenen und Derivaten von Fullerenen, und eine Elektronen abgebende Verbindung enthält, auf.
Insbesondere ist es bevorzugt, dass die Aktivschicht eine Polymerverbindung (vorzugsweise eine konjugierte Polymerverbindung) und mindestens eine Verbindung, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Fullerenen und Derivaten von Fullerenen, enthält.
Die Polymerverbindung, die in der Aktivschicht verwendet wird, schließt Polyvinylcarbazol und Derivate davon, Polysilan und Derivate davon, Polysiloxanderivate, die ein aromatisches Amin in der Seitenkette oder Hauptkette aufweisen, Polyanilin und Derivate davon, Polythiophen und Derivate davon, Polypyrrol und Derivate davon, Polyphenylenvinylen und Derivate davon, Polythienylenvinylen und Derivate davon, Polyfluoren und Derivate davon, Polymerverbindungen, die einen Strukturbaustein der Formel (I) aufweisen, und dergleichen ein und Polymerverbindungen, die einen Strukturbaustein der Formel (I) aufweisen, sind bevorzugt.
Diese Polymerverbindungen sind vorzugsweise konjugierte Polymerverbindungen.
Die Dicke der Aktivschicht beträgt gewöhnlich 1 nm bis 100 μm, vorzugsweise 2 nm bis 1.000 nm, stärker bevorzugt 5 nm bis 500 nm, noch stärker bevorzugt 20 nm bis 200 nm.
Die Peak-Wellenlänge der Lichtabsorption der Aktivschicht beträgt vorzugsweise 750 bis 850 nm, im Hinblick darauf, die Transparenz im sichtbaren Lichtbereich sicherzustellen und den Wirkungsgrad der photoelektrischen Umwandlung zu verbessern.
(Funktionsschicht)
Bei der Vorrichtung zur photoelektrischen Umwandlung kann eine Funktionsschicht zwischen Elektroden angeordnet werden. Als eine solche Funktionsschicht ist vorzugsweise eine Funktionsschicht, die ein zum Transport von Elektronen fähiges Material enthält, zwischen einer Aktivschicht und einer Katode angeordnet. Die Funktionsschicht ist vorzugsweise transparent oder teilweise transparent. Im Hinblick darauf, die Transparenz sicherzustellen, beträgt die Schichtdicke vorzugsweise etwa 0,1 bis 300 nm, bevorzugt 1 bis 100 nm.
Die Funktionsschicht wird vorzugsweise durch ein Auftragsverfahren ausgebildet und wird vorzugsweise z. B. durch Auftragen einer Auftragsflüssigkeit, die ein zum Transport von Elektronen fähiges Material und ein Lösungsmittel enthält, auf die Oberfläche einer Schicht, auf welcher die Funktionsschicht ausgebildet werden soll, ausgebildet. In der vorliegenden Erfindung schließt die Auftragsflüssigkeit auch Dispersionsflüssigkeiten, wie z. B. eine Emulsion (Emulsionsflüssigkeit), eine Suspension (Suspensionsflüssigkeit) und dergleichen ein.
Das zum Transport von Elektronen fähige Material schließt z. B. Zinkoxid, Titanoxid, Zirconiumoxid, Zinnoxid, Indiumoxid, ITO (Indiumzinnoxid), FTO (Fluor-dotiertes Zinnoxid), GZO (Gallium-dotiertes Zinkoxid), ATO (Antimon-dotiertes Zinnoxid) und AZO (Aluminium-dotiertes Zinkoxid) ein und von diesen ist Zinkoxid bevorzugt, da ein hoher Wirkungsgrad der photoelektrischen Umwandlung gezeigt wird. Beim Ausbilden einer Funktionsschicht ist es bevorzugt, dass eine Auftragsflüssigkeit, die partikelförmiges Zinkoxid enthält, aufgetragen wird, um die Funktionsschicht auszubilden. Als ein solches zum Transport von Elektronen fähiges Material werden vorzugsweise sogenannte Zinkoxid-Nanopartikel verwendet und es ist stärker bevorzugt, die Funktionsschicht unter Verwendung eines zum Transport von Elektronen fähigen Materials, das sich ausschließlich aus Zinkoxid-Nanopartikeln zusammensetzt, auszubilden. Die mittlere kugeläquivalente Teilchengröße des Zinkoxids beträgt vorzugsweise 1 nm bis 1.000 nm, stärker bevorzugt 10 nm bis 100 nm. Die mittlere Teilchengröße wird durch ein Lichtstreuungsverfahren gemessen.
Durch Bereitstellen einer Funktionsschicht, die ein zum Transport von Elektronen fähiges Material zwischen einer Katode und einer Aktivschicht enthält, kann ein Abblättern einer Katode verhindert werden und kann die Effizienz der Elektroneninjektion von einer Aktivschicht in eine Katode verbessert werden. Es ist bevorzugt, dass die Funktionsschicht in Kontakt mit einer Aktivschicht bereitgestellt wird, und ferner ist es bevorzugt, dass eine Funktionsschicht auch in Kontakt mit einer Katode bereitgestellt wird. Durch Bereitstellen einer Funktionsschicht, die ein zum Transport von Elektronen fähiges Material enthält, wie vorstehend beschrieben, kann ein Abblättern der Katode verhindert werden und kann die Effizienz der Elektroneninjektion von der Aktivschicht in die Katode weiter verbessert werden. Durch Bereitstellen einer solchen Funktionsschicht kann eine Vorrichtung zur photoelektrischen Umwandlung realisiert werden, die eine hohe Zuverlässigkeit aufweist und einen hohen Wirkungsgrad der photoelektrischen Umwandlung zeigt.
Zu den Funktionen der Funktionsschicht, die ein zum Transport von Elektronen fähiges Material enthält, zählt mindestens eine, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus der Funktion als eine sogenannte Elektronentransportschicht und der Funktion als eine sogenannte Elektroneninjektionsschicht. Durch Bereitstellung einer solchen Funktionsschicht kann die Effizienz der Injektion von Elektronen in die Katode verbessert werden, kann die Injektion von Löchern aus der Aktivschicht verhindert werden, kann die Elektronentransportleistung verbessert werden, kann eine Aktivschicht vor der Erosion durch eine Auftragsflüssigkeit, die zum Ausbilden der Katode durch ein Auftragsverfahren verwendet wird, geschützt werden und kann die Funktionsminderung der Aktivschicht unterdrückt werden.
Es ist bevorzugt, dass die Funktionsschicht, die ein zum Transport von Elektronen fähiges Material enthält, aus einem Material besteht, das eine hohe Benetzbarkeit durch die Auftragsflüssigkeit, die zur Ausbildung der Katode aufgetragen wird, aufweist. Konkret ist es bevorzugt, dass die Benetzbarkeit der Funktionsschicht, die ein zum Transport von Elektronen fähiges Material enthält, durch diese Auftragsflüssigkeit höher ist als die Benetzbarkeit der Aktivschicht durch die Auftragsflüssigkeit, die zum Ausbilden einer Katode aufgetragen wird. Wenn die Katode auf einer solchen Funktionsschicht ausgebildet wird, benetzt die Auftragsflüssigkeit, die beim Ausbilden der Katode aufgetragen wird, die Oberfläche der Funktionsschicht erfolgreich und breitet sich darauf aus und es kann eine Katode mit einer gleichmäßigen Dicke ausgebildet werden.
(Lochtransportschicht)
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur photoelektrischen Umwandlung kann eine Lochtransportschicht aufweisen. Die Lochtransportschicht ist zwischen einer Anode und einer Aktivschicht angeordnet. Es ist bevorzugt, dass die Lochtransportschicht transparent oder halbtransparent ist und ihre Dicke beträgt vorzugsweise 0,1 bis 300 nm, bevorzugt 1 bis 100 nm, im Hinblick auf die Sicherstellung der Transparenz. Das Material, das in der Lochtransportschicht verwendet wird, ist in der Lage, die Glattheit einer Elektrode zu verbessern und Löcher zu transportieren, und Beispiele dafür schließen wasserlösliche leitfähige Polymere, wie z. B. Polyvinylcarbazol, Polysilan, Polyethylendioxythiophen, Polystyrolsulfonat und dergleichen, ein und die Lochtransportschicht kann durch Auftragen einer wässrigen Lösung dieser Polymermaterialien auf die Oberfläche der Elektrode ausgebildet werden. Das Material, aus dem die Lochtransportschicht gebildet wird, kann vorteilhafterweise ein wasserlösliches Polymermaterial sein. Von diesen ist PEDOT/PSS, das sich aus Poly(3,4-ethylendioxythiophen) (PEDOT) und Poly(4-styrolsulfonsäure) (PSS) zusammensetzt, bevorzugt, da ein hoher Wirkungsgrad der photoelektrischen Umwandlung gezeigt wird.
(Katode)
Die Katode kann die Form einer einzelnen Schicht oder die Form eines Laminats aus einer Vielzahl von Schichten annehmen. Die Katode kann z. B. durch ein Auftragsverfahren ausgebildet werden. Die Auftragsflüssigkeit, die zum Ausbilden der Katode durch ein Auftragsverfahren verwendet wird, enthält das Material, aus dem die Katode besteht, und ein Lösungsmittel. Es ist bevorzugt, dass die Katode eine Polymerverbindung enthält, die elektrisch leitfähig ist, und es ist bevorzugt, dass die Katode im Wesentlichen aus einer Polymerverbindung besteht, die elektrisch leitfähig ist. Die Materialien, aus denen die Katode besteht, schließen organische Materialien, wie z. B. Polyanilin und Derivate davon, Polythiophen und Derivate davon, Polypyrrol und Derivate davon und dergleichen, ein. Zum Beispiel wird eine transparente oder halbtransparente Elektrode, die erhalten wird, indem die Dicke der Schicht, die die Kathode darstellt, so eingestellt wird, dass sie in einem Bereich liegt, dass Licht hindurchgelangen kann, als Katode verwendet.
Es ist bevorzugt, dass die Katode mindestens eine Verbindung, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Polythiophen und Polythiophenderivaten, enthält. Es ist bevorzugt, dass die Katode mindestens eine Verbindung, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Polyanilin und Polyanilinderivaten, enthält.
Konkrete Beispiele für das Polythiopen und Derivate davon schließen Verbindungen ein, die eine oder mehrere aus einer Vielzahl von Einheiten der nachstehend dargestellten Strukturformeln als Wiederholungseinheit enthalten:
[wobei n eine ganze Zahl von 1 oder mehr darstellt].
Konkrete Beispiele für das Polypyrrol und Derivate davon schließen Verbindungen ein, die eine oder mehrere aus einer Vielzahl von Einheiten der nachstehend dargestellten Strukturformeln als Wiederholungseinheit enthalten:
[wobei n eine ganze Zahl von 1 oder mehr darstellt].
Konkrete Beispiele für das Polyanilin und Derivate davon schließen Verbindungen ein, die eine oder mehrere aus einer Vielzahl von Einheiten der nachstehend dargestellten Strukturformeln als Wiederholungseinheit enthalten:
[wobei n eine ganze Zahl von 1 oder mehr darstellt].
Von den vorstehend beschriebenen Materialien, aus denen die Katode besteht, wird PEDOT/PSS, das sich aus Poly(3,4-ethylendioxythiophen) (PEDOT) und Poly(4-styrolsulfonsäure) (PSS) zusammensetzt, geeigneterweise als Material, aus dem die Katode besteht, verwendet, da es einen hohen Wirkungsgrad bei der photoelektrischen Umwandlung aufweist.
Die Katode kann durch ein Auftragsverfahren unter Verwendung einer Emulsion (Emulsionsflüssigkeit) oder einer Suspension (Suspensionsflüssigkeit), enthaltend Nanopartikel einer elektrisch leitfähigen Substanz, Nanodrähte einer elektrisch leitfähigen Substanz oder Nanoröhren einer elektrisch leitfähigen Substanz, einer Dispersion, wie z. B. einer Metallpaste und dergleichen, eines niedrigschmelzenden Metalls im geschmolzenen Zustand und dergleichen ausgebildet werden, wobei die Auftragsflüssigkeit nicht auf eine Auftragsflüssigkeit, die die vorstehend beschriebenen organischen Materialien enthält, beschränkt ist. Die elektrisch leitfähige Substanz schließt Metalle, wie z. B. Gold, Silber und dergleichen, Oxide (Metalloxide), wie z. B. ITO (Indiumzinnoxid) und dergleichen, Kohlenstoffnanoröhren und dergleichen ein. Die Katode kann ausschließlich aus Nanopartikeln oder Nanofasern einer elektrisch leitfähigen Substanz bestehen, kann jedoch auch einen Aufbau aufweisen, bei dem Nanopartikel oder Nanofasern einer elektrisch leitfähigen Substanz in einem bestimmten Medium, wie z. B. einem elektrisch leitfähigen Polymer und dergleichen, dispergiert und darin befindlich sind, wie in der nationalen Veröffentlichung der japanischen Patentanmeldung Nr. 2010-525526 offenbart.
(Versiegelungssubstrat)
Das Versiegelungssubstrat schließt z. B. ein Glassubstrat, ein Kunststoffsubstrat, eine Polymerfolie und dergleichen ein. Als Versiegelungssubstrat wird geeigneterweise ein Substrat, das eine hohe Lichtdurchlässigkeit zeigt, verwendet.
(Reflexionsplatte)
Bei der Reflexionsplatte, die in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, beträgt die mittlere Transmission für Licht in einem Wellenlängenbereich von 400 bis 700 nm 70% oder mehr. Es ist bevorzugt, dass die mittlere Transmission für Licht in einem Wellenlängenbereich von 400 bis 650 nm 80% oder mehr beträgt. Die mittlere Transmission ist ein Wert, der durch Mitteln der Lichttransmissionen, die im Abstand von 1 nm in einem Wellenlängenbereich von 400 bis 700 nm oder in einem Wellenlängenbereich von 400 bis 650 nm gemessen werden, erhalten wird.
Bei der Reflexionsplatte, die in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, weist die Aktivschicht einen mittleren Reflexionsgrad von 50% oder mehr für Licht in einem Bereich von ±150 nm von der Peak-Wellenlänge der Lichtabsorption auf. Der mittlere Reflexionsgrad für dieses Licht beträgt vorzugsweise 60% oder mehr, stärker bevorzugt 70% oder mehr, noch stärker bevorzugt 80% oder mehr. Der mittlere Reflexionsgrad ist ein Wert, der durch Mitteln der Lichtreflexionsgrade, die im Abstand von 1 nm in einem Bereich von ±150 nm von der Peak-Wellenlänge der Lichtabsorption gemessen werden, erhalten wird. Als Reflexionsplatte kann in der vorliegenden Erfindung z. B. eine nahes Infrarot reflektierende Schicht, bestehend aus einer dielektrischen mehrlagigen Schicht, verwendet werden. Die dielektrische mehrlagige Schicht weist eine Struktur auf, bei der Lagen mit einer niedrigen Brechzahl und Lagen mit einer hohen Brechzahl alternierend laminiert sind. Die Brechzahldifferenz zwischen der Lage mit einer hohen Brechzahl und der Lage mit einer niedrigen Brechzahl beträgt vorzugsweise 0,5 oder mehr, stärker bevorzugt 1,0 oder mehr. Wenn die Brechzahldifferenz 1,0 oder mehr beträgt, können die Wellenlängen des nahen Infrarotbereiches breiter abgeschnitten werden und es wird ein Filter mit einer noch hervorragenderen Leistung, was das Abschneiden des nahen Infrarots betrifft, erhalten.
<Lage mit hoher Brechzahl>
Die Brechzahl des Materials, das die Lage mit hoher Brechzahl bildet, beträgt gewöhnlich 1,6 oder weniger, vorzugsweise 1,2 bis 1,6. Als ein solches Material seien z. B. Siliciumdioxid (SiO₂), Aluminiumoxid, Lanthanfluorid, Magnesiumfluorid, Aluminiumnatriumhexafluorid und dergleichen aufgeführt, wobei Siliciumdioxid bevorzugt ist.
<Lage mit niedriger Brechzahl>
Die Brechzahl des Materials, das die Lage mit niedriger Brechzahl bildet, beträgt gewöhnlich 1,7 oder mehr, vorzugsweise 1,7 oder mehr und 2,5 oder weniger. Als ein solches Material seien ein oder mehrere Materialien, ausgewählt aus der Gruppe bestehend z. B. aus Titanoxid (Titandioxid, TiO₂), Zirconiumoxid, Tantalpentoxid, Niobpentoxid, Lanthanoxid, Yttriumoxid, Zinkoxid, Zinksulfid, Indiumoxid und dergleichen, aufgeführt. Bevorzugt sind ein oder mehrere Materialien, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Titandioxid, (TiO₂), ITO (Zinn-dotiertem Indiumoxid) und ATO (Antimon-dotiertem Zinnoxid). Insbesondere können ein oder mehrere Materialien, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus ITO (Zinn-dotiertem Indiumoxid) und ATO (Antimon-dotiertem Zinnoxid), verwendet werden.
Ferner beträgt bei der Reflexionsplatte, die in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, der mittlere Reflexionsgrad für Licht in einem Wellenlängenbereich von 850 bis 1.100 nm 50% oder mehr, im Hinblick darauf, ihr die Fähigkeit zu verleihen, das nahe Infrarot abzuschneiden. Der mittlere Reflexionsgrad beträgt vorzugsweise 60% oder mehr, stärker bevorzugt 70% oder mehr, noch stärker bevorzugt 80% oder mehr. Der mittlere Reflexionsgrad ist ein Wert, der durch Mitteln der Lichtreflexionsgrade, die im Abstand von 1 nm in einem Bereich von 850 bis 1.100 nm gemessen werden, erhalten wird.
Die Position, an der die Reflexionsplatte ausgebildet wird, ist nicht auf die Position unmittelbar über einer Katode oder einer Anode beschränkt, sondern die Reflexionsplatte kann auch im Inneren des Versiegelungssubstrates oder an der Außenfläche des Versiegelungssubstrates ausgebildet werden, und es ist auch erlaubt, dass die Reflexionsplatte auf einem neuen Substrat ausgebildet und das Substrat aufgeklebt wird.
(Messung des Reflexionsgrades und der Transmission)
Als Gerät zur Messung des Reflexionsgrades und der Transmission, wird ein Spektrophotometer verwendet, das in den Wellenlängenbereichen des ultravioletten Lichts, des sichtbaren Lichts und des nahen Infrarotlichts arbeitet (z. B. das Ultraviolett-Visible-Near Infrared-Spektrophotometer JASCO-V670, hergestellt von der JASCO Corporation). Wenn das JASCO-V670 verwendet wird, ist der Wellenlängenbereich von 200 bis 2.500 nm messbar, sprich die Messung wird in diesem Wellenlängenbereich durchgeführt.
Zur Ermittlung des Absorptionsspektrums einer Schicht, die eine Polymerverbindung enthält, wird beispielsweise ein Ultraviolett-Visible-Near Infrared-Spektrophotometer, hergestellt von der JASCO Corporation (Handelsname: V670) verwendet. Wenn das V670 verwendet wird, kann das Absorptionsspektrum in einem Wellenlängenbereich von 300 bis 2.500 nm ermittelt werden.
Zuerst wird eine Schicht, die eine Polymerverbindung enthält, auf einem Substrat (z. B. einem Quarzsubstrat, einem Glassubstrat) ausgebildet, indem eine Lösung, die eine Polymerverbindung enthält, oder eine geschmolzene Masse, die eine Polymerverbindung enthält, aufgetragen wird.
Als nächstes werden das Absorptionsspektrum des Substrates und das Absorptionsspektrum eines Laminates, bestehend aus der Schicht und dem Substrat, gemessen.
Das Absorptionsspektrum der Schicht wird durch Subtrahieren des Absorptionsspektrums des Substrats vom Absorptionsspektrum des Laminats erhalten.
Die Ordinate und die Abszisse des Absorptionsspektrums zeigen die Absorbanz bzw. die Wellenlänge. Es ist erwünscht, die Dicke der Schicht so steuern, dass die maximale Absorbanz 0,3 bis 2 beträgt.
<Verfahren zur Herstellung der Vorrichtung zur photoelektrischen Umwandlung>
Das Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur photoelektrischen Umwandlung wird unter Verwendung einer Vorrichtung zur photoelektrischen Umwandlung, bei welcher die erste Elektrode eine Anode ist und die zweite Elektrode eine Katode ist, als Beispiel veranschaulicht.
Diese Vorrichtung zur photoelektrischen Umwandlung kann hergestellt werden, indem eine Anode auf einem Trägersubstrat gebildet wird, eine Aktivschicht auf der vorstehend beschriebenen Anode gebildet wird, eine Katode auf der vorstehend beschriebenen Aktivschicht gebildet wird, z. B. durch ein Auftragsverfahren, und dann eine Reflexionsplatte auf die Katode geklebt wird.
<Schritt des Bildens der Anode>
Die Anode wird gebildet, indem eine Schicht des vorstehend beschriebenen Anodenmaterials auf dem vorstehend beschriebenen Trägersubstrat durch ein Vakuumaufdampf-Verfahren, ein Sputter-Verfahren, ein Ionenplattierungs-Verfahren, ein Plattierungsverfahren und dergleichen gebildet wird. Die Anode kann auch durch ein Auftragsverfahren unter Verwendung einer Auftragsflüssigkeit, die ein organisches Material, wie z. B. Polyanilin und Derivate davon, Polythiophen und Derivate davon und dergleichen enthält, einer Metalltinte, einer Metallpaste, eines niedrigschmelzenden Metalls im geschmolzenen Zustand und dergleichen gebildet werden.
<Schritt des Bildens der Aktivschicht>
Das Verfahren zur Bildung der Aktivschicht ist nicht besonders beschränkt, wobei es im Hinblick auf die Vereinfachung des Herstellungsschrittes bevorzugt ist, die Aktivschicht durch ein Auftragsverfahren zu bilden. Die Aktivschicht kann durch ein Auftragsverfahren unter Verwendung einer Auftragsflüssigkeit, die die vorstehend beschriebenen Materialien, aus denen die Aktivschicht besteht, und ein Lösungsmittel enthält, gebildet werden und kann z. B. durch ein Auftragsverfahren unter Verwendung einer Auftragsflüssigkeit, die mindestens eine Verbindung, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus konjugierten Polymerverbindungen sowie Fullerenen und Derivaten von Fullerenen, und ein Lösungsmittel enthält, gebildet werden.
Das Lösungsmittel schließt beispielsweise Kohlenwasserstofflösungsmittel, wie z. B. Toluol, Xylol, Mesitylen, Tetralin, Decalin, Bicyclohexyl, n-Butylbenzol, s-Butylbenzol, t-Butylbenzol und dergleichen, halogenierte gesättigte Kohlenwasserstofflösungsmittel, wie z. B. Tetrachlorkohlenstoff, Chloroform, Dichlormethan, Dichlorethan, Chlorbutan, Brombutan, Chlorpentan, Brompentan, Chlorhexan, Bromhexan, Chlorcyclohexan, Bromcyclohexan und dergleichen, halogenierte ungesättigte Kohlenwasserstofflösungsmittel, wie z. B. Chlorbenzol, Dichlorbenzol, Trichlorbenzol und dergleichen, Etherlösungsmittel, wie z. B. Tetrahydrofuran, Tetrahydropyran und dergleichen, ein. Die Auftragsflüssigkeit, die in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, kann zwei oder mehr Arten von Lösungsmitteln enthalten.
Das Verfahren zum Auftragen einer Auftragsflüssigkeit, enthaltend das Material, aus dem die Aktivschicht besteht, schließt Auftragsverfahren, wie z. B. die Schleuderbeschichtung, das Gießen, die Mikrogravurbeschichtung, die Gravurbeschichtung, die Rakelbeschichtung, die Walzenbeschichtung, die Spiralrakelbeschichtung, die Tauchbeschichtung, die Sprühbeschichtung, den Siebdruck, den Flexodruck, den Offsetdruck, den Tintenstrahldruck, den Druck mit Dispenser, den Düsenauftrag, die Kapillarbeschichtung und dergleichen ein und von diesen sind die Schleuderbeschichtung, der Flexodruck, der Tintenstrahldruck und der Druck mit Dispenser bevorzugt.
<Schritt des Bildens der Funktionsschicht>
Wie vorstehend beschrieben, ist es bevorzugt, eine Funktionsschicht, die ein zum Transport von Elektronen fähiges Material enthält, zwischen einer Aktivschicht und einer Katode auszubilden. Das heißt, es ist bevorzugt, eine Funktionsschicht auszubilden, indem nach der Ausbildung der Aktivschicht und vor der Ausbildung der Katode eine Auftragsflüssigkeit, die das vorstehend beschriebene zum Transport von Elektronen fähige Material enthält, auf die Aktivschicht aufgetragen wird.
Wenn eine Funktionsschicht, die ein zum Transport von Elektronen fähiges Material enthält, in Kontakt mit einer Aktivschicht angeordnet wird, wird eine Funktionsschicht durch Auftragen der vorstehend beschriebenen Auftragsflüssigkeit auf die Oberfläche einer Aktivschicht ausgebildet. Beim Ausbilden einer Funktionsschicht ist es bevorzugt, eine Auftragsflüssigkeit zu verwenden, die die Schicht, auf welche die Auftragsflüssigkeit aufgetragen werden soll (die Aktivschicht und dergleichen), wenig angreift, und konkret ist es bevorzugt, eine Auftragsflüssigkeit zu verwenden, die die Schicht, auf welche die Auftragsflüssigkeit aufgetragen werden soll (die Aktivschicht und dergleichen), schlecht löst. Das heißt, wenn eine Auftragsflüssigkeit, die zum Ausbilden einer Katode verwendet wird, auf eine Aktivschicht aufgetragen wird, ist es bevorzugt, eine Funktionsschicht unter Verwendung einer Auftragsflüssigkeit auszubilden, die die Aktivschicht weniger angreift als jene Auftragsflüssigkeit die Aktivschicht angreift. Konkret ist es bevorzugt, eine Funktionsschicht unter Verwendung einer Auftragsflüssigkeit aufzutragen, die eine schlechtere Fähigkeit zum Lösen der Aktivschicht aufweist als eine Auftragsflüssigkeit, die zum Ausbilden einer Katode verwendet wird.
Die Auftragsflüssigkeit, die zum Auftragen und Ausbilden einer Funktionsschicht verwendet wird, enthält ein Lösungsmittel und das vorstehend beschriebene zum Transport von Elektronen fähige Material. Das Lösungsmittel der vorstehend beschriebenen Auftragsflüssigkeit schließt Wasser, Alkohole und dergleichen ein und konkrete Beispiele für den Alkohol schließen Methanol, Ethanol, Isopropanol, Butanol, Ethylenglycol, Propylenglycol, Butoxyethanol, Methoxybutanol und dergleichen ein. Die Auftragsflüssigkeit, die in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, kann zwei oder mehr Arten von Lösungsmitteln enthalten und kann zwei oder mehr der vorstehend beispielhaft genannten Lösungsmittel enthalten.
<Schritt des Bildens der Katode>
Die Katode wird auf der Oberfläche einer Aktivschicht oder einer Funktionsschicht ausgebildet, zum Beispiel durch ein Auftragsverfahren. Konkret wird die Katode durch Auftragen einer Auftragsflüssigkeit, die ein Lösungsmittel und das vorstehend beschriebene Material, aus dem die Katode besteht, auf die Oberfläche einer Licht emittierenden Schicht oder einer Funktionsschicht ausgebildet. Das Lösungsmittel in der Auftragsflüssigkeit, die zum Ausbilden der Katode verwendet wird, schließt z. B. Kohlenwasserstofflösungsmittel, wie Toluol, Xylol, Mesitylen, Tetralin, Decalin, Bicyclohexyl, n-Butylbenzol, s-Butylbenzol, t-Butylbenzol und dergleichen, halogenierte gesättigte Kohlenwasserstofflösungsmittel, wie z. B. Tetrachlorkohlenstoff, Chloroform, Dichlormethan, Dichlorethan, Chlorbutan, Brombutan, Chlorpentan, Brompentan, Chlorhexan, Bromhexan, Chlorcyclohexan, Bromcyclohexan und dergleichen, halogenierte ungesättigte Kohlenwasserstofflösungsmittel, wie z. B. Chlorbenzol, Dichlorbenzol, Trichlorbenzol und dergleichen, Etherlösungsmittel, wie z. B. Tetrahydrofuran, Tetrahydropyran und dergleichen, Wasser, Alkohol und dergleichen ein. Konkrete Beispiele für den Alkohol schließen Methanol, Ethanol, Isopropanol, Butanol, Ethylenglycol, Propylenglycol, Butoxyethanol, Methoxybutanol und dergleichen ein. Die Auftragsflüssigkeit, die in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, kann zwei oder mehr Arten von Lösungsmitteln enthalten und kann zwei oder mehr der vorstehend beispielhaft genannten Lösungsmittel enthalten.
Wenn eine Katode unter Verwendung einer Auftragsflüssigkeit ausgebildet wird, die eine Aktivschicht und eine Funktionsschicht angreift, ist es z. B. zulässig, dass die Katode einen zweischichtigen Aufbau aufweist und die erste Schicht unter Verwendung einer Auftragsflüssigkeit ausgebildet wird, die eine lichtemittierende Schicht und eine Funktionsschicht nicht angreift, und die zweite Schicht dann unter Verwendung einer Auftragsflüssigkeit ausgebildet wird, die eine lichtemittierende Schicht und eine Funktionsschicht gegebenenfalls angreift. Wird für die Katode ein zweischichtiger Aufbau gewählt, wie vorstehend beschrieben, ist es möglich, zu vermeiden, dass eine lichtemittierende Schicht und eine Funktionsschicht angegriffen werden, da die erste Schicht als Schutzschicht fungiert, auch wenn die zweite Schicht unter Verwendung einer Auftragsflüssigkeit ausgebildet wird, die eine lichtemittierende Schicht und eine Funktionsschicht gegebenenfalls angreift. Wird eine Katode beispielsweise auf einer Funktionsschicht ausgebildet, die aus Zinkoxid besteht, ist es zulässig, die erste Schicht unter Verwendung einer neutralen Auftragsflüssigkeit und die zweite Schicht danach unter Verwendung einer sauren Lösung auszubilden, wodurch eine Katode mit einem zweischichtigen Aufbau ausgebildet wird, da die Funktionsschicht, die aus Zinkoxid besteht, anfällig dafür ist, von einer sauren Lösung angegriffen zu werden.
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur photoelektrischen Umwandlung wird, wenn eine transparente oder teilweise transparente Elektrode mit Licht, wie z. B. Sonnenlicht und dergleichen, bestrahlt wird, photovoltaisch Strom zwischen den Elektroden erzeugt und die Vorrichtung kann als organische Dünnschicht-Solarbatterie betrieben werden. Es ist möglich, eine Vielzahl von organischen Dünnschicht-Solarbatterien zusammenzuschalten und als organisches Dünnschicht-Solarbatteriemodul zu verwenden.
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur photoelektrischen Umwandlung fließt, wenn die transparente oder teilweise transparente Elektrode mit Licht bestrahlt wird, während eine Spannung zwischen den Elektroden anliegt, ein Photostrom und die Vorrichtung kann als organischer Optosensor betrieben werden. Es ist möglich, eine Vielzahl von organischen Optosensoren zusammenzuschalten und als organischen Bildsensor zu verwenden.
Wenn eine Katode und eine Anode eine transparente oder halbtransparente Elektrode sind, kann eine Vorrichtung zur photoelektrischen Umwandlung erhalten werden, die lichtdurchlässig ist. Eine solche Vorrichtung zur photoelektrischen Umwandlung hat den Vorzug, dass problemlos eine parallele oder serielle Mehrfachzelle aufgebaut werden kann, indem die Vorrichtung auf eine opake Vorrichtung zur photoelektrischen Umwandlung oder eine Vorrichtung zur photoelektrischen Umwandlung, die lichtdurchlässig ist, aufgesetzt wird.
<Schritt der Herstellung der Reflexionsplatte>
Die Reflexionsplatte wird zum Beispiel gebildet, indem eine nahes Infrarotlicht reflektierende Schicht, die aus einer dielektrischen mehrlagigen Schicht besteht, wie vorstehend beschrieben, auf einem Glassubstrat oder dergleichen durch ein Vakuumaufdampf-Verfahren, ein Sputter-Verfahren, ein Ionenplattierungsverfahren, ein Plattierungsverfahren und dergleichen ausgebildet wird.
BEISPIELE
Die nachstehenden Beispiele dienen der ausführlichen Erläuterung der vorliegenden Erfindung, aber die vorliegende Erfindung ist nicht auf diese beschränkt.
Synthesebeispiel 1
(Synthese der Polymerverbindung A)
Eine Polymerverbindung A, bestehend aus den folgenden Strukturbausteinen, wurde nach einem Verfahren, das in Beispiel 1 in der internationalen Veröffentlichung WO 2013/051676 A1 beschrieben ist, synthetisiert und als die erfindungsgemäße Polymerverbindung, die einen durch die Formel (I) dargestellten Strukturbaustein aufweist, verwendet.
(Herstellung der Tinte 1)
Die Polymerverbindung A und das Fulleren C60PCBM (Phenyl-C₆₁-Buttersäuremethylester, hergestellt von der Frontier Carbon Corporation) wurden in Tetralin gelöst, um eine Tinte 1 herzustellen. Das Verhältnis des Gewichts an C60PCBM zum Gewicht der Polymerverbindung A betrug 2. Bei der Tinte 1 betrug das Verhältnis der Summe aus dem Gewicht der Polymerverbindung A und dem Gewicht des C60PCBM zum Gewicht der Tinte 1 1,5%.
BEISPIEL 1
(Fertigung und Bewertung einer organischen Dünnschicht-Solarbatterie)
Es wurde ein Glassubstrat mit einer ITO-Schicht darauf, die als Anode einer Solarbatterie funktioniert, hergestellt. Die ITO-Schicht war eine durch ein Sputter-Verfahren hergestellte Schicht und ihre Dicke betrug 150 nm. Dieses Glassubstrat wurde einer Ozon-UV-Behandlung unterzogen, wodurch die Oberfläche der ITO-Schicht behandelt wurde. Als nächstes wurde eine PEDOT:PSS-Lösung (CleviosP VP AI4083, hergestellt von H. C. Starck) auf die ITO-Schicht durch Schleuderbeschichtung aufgetragen, und in atmosphärischer Luft 10 min auf 120°C erhitzt, um eine Lochtransportschicht mit einer Dicke von 35 nm zu bilden. Auf diese Lochtransportschicht wurde die vorstehend beschriebene Tinte 1 durch Schleuderbeschichtung aufgetragen, um eine Aktivschicht (Dicke: etwa 120 nm) zu bilden.
Gleichzeitig wurde auch eine Aktivschicht auf dem Glassubstrat gebildet und deren Absorptionsspektrum, unter Verwendung eines Spektrophotometers (Ultraviolett-Visible-Near Infrared-Spektrophotometer JASCO-V670, hergestellt von der JASCO Corporation) gemessen. Die Peak-Wellenlänge der Absorption betrug 810 nm.
Als nächstes wurden 1 Gewichtsteil einer 45-gew.-%igen Isopropanoldispersion (HTD-711Z, hergestellt von der TAYCA Corporation) von Zinkoxid-Nanopartikeln (Teilchendurchmesser: 20 bis 30 nm) und 5 Gewichtsteile Isopropanol, das Natriumacetylacetonat, gelöst in einem Anteil von 1 Gew.-%, enthielt, gemischt, um eine Auftragsflüssigkeit herzustellen. Diese Auftragsflüssigkeit wurde in einer Schichtdicke von 45 nm auf die lichtemittierende Schicht durch Schleuderbeschichtung aufgetragen, und die Schicht wurde getrocknet, um eine in Wasser unlösliche Funktionsschicht auszubilden.
Als nächstes wurde eine leitfähige Dispersion, die einen drahtartigen Leiter enthält und Wasser als Lösungsmittel verwendet, (ClearOhm^® Ink-N AQ, hergestellt von der Cambrios Technologies Corporation) aufgetragen, durch einen Spin-Coater, und getrocknet, um eine Katode zu erhalten, die aus einer Schicht eines leitfähigen Drahts mit einer Dicke von 120 nm besteht. Danach wurde ein UV-härtbares Versiegelungsmittel auf die peripheren Teile aufgetragen und ein Glassubstrat aufgeklebt, wonach eine Bestahlung mit UV-Licht erfolgte, um eine Versiegelung zu erreichen.
Als nächstes wurde ein IR-Sperrfilter (IRC2, hergestellt von der CERATEC JAPAN Co., Ltd.) als Reflexionsplatte auf die Außenseite des versiegelten Substrates aufgeklebt, wofür eine hochtransparente, selbstklebende Folie (CEF0806, hergestellt von 3M) verwendet wurde, um eine organische Dünnschicht-Solarbatterie zu erhalten. Das Transmissionsspektrum der erhaltenen organischen Dünnschicht-Solarbatterie wurde unter Verwendung eines Spektrophotometers (Ultraviolett-Visible-Near Infrared-Spektrophotometer JASCO-V670, hergestellt von der JASCO Corporation) gemessen. Die mittlere Transmission in einem Wellenlängenbereich von 400 bis 700 nm betrug 45%.
Das Reflexions- und das Transmissionsspektrum des verwendeten IR-Sperrfilters wurden unter Verwendung eines Spektrophotometers (Ultraviolett-Visible-Near Infrared-Spektrophotometer JASCO-V670, hergestellt von der JASCO Corporation) gemessen und die Ergebnisse für die Transmission sind in 1 dargestellt. Die Ergebnisse für den Reflexionsgrad sind in 2 dargestellt. Die mittlere Transmission in einem Wellenlängenbereich von 400 bis 700 nm betrug 72% und der mittlere Reflexionsgrad in einem Wellenlängenbereich von 660 bis 960 nm betrug 100%. Der mittlere Reflexionsgrad für Licht in einem Wellenlängenbereich von 850 bis 1.100 nm betrug 98%. Die mittlere Transmission in einem Wellenlängenbereich von 400 bis 650 nm betrug 86%.
Die erhaltene organische Dünnschicht-Solarbatterie hatte die Form eines regelmäßigen Vierecks von 10 mm × 10 mm. Die erhaltene organische Dünnschicht-Solarbatterie wurde mit konstantem Licht, unter Verwendung eines Solarsimulators (hergestellt von der Bunkoukeiki Co., Ltd., Handelsname: OTENTO-SUNII: AM 1,5 G Filter, Bestrahlungsstärke: 100 mW/cm²) bestrahlt und es wurden der erzeugte Strom und die Spannung gemessen, um den Wirkungsgrad der photoelektrischen Umwandlung zu bestimmen. Der Wirkungsgrad der photoelektrischen Umwandlung betrug 4,58%.
Vergleichsbeispiel 1
Es wurde die gleiche organische Dünnschicht-Solarbatterie wie in Beispiel 1 gefertigt, außer dass kein IR-Sperrfilter auf die Außenseite des versiegelten Substrates aufgeklebt wurde.
Die erhaltene organische Dünnschicht-Solarbatterie wurde mit konstantem Licht, unter Verwendung eines Solarsimulators (hergestellt von der Bunkoukeiki Co., Ltd., Handelsname: OTENTO-SUNII: AM 1,5 G Filter, Bestrahlungsstärke: 100 mW/cm²) bestrahlt und es wurden der erzeugte Strom und die Spannung gemessen, um den Wirkungsgrad der photoelektrischen Umwandlung zu bestimmen. Der Wirkungsgrad der photoelektrischen Umwandlung betrug 3,89%.
Industrielle Anwendbarkeit
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine hocheffiziente Vorrichtung zur photoelektrischen Umwandlung bereitgestellt.

Claims

Eine Vorrichtung zur photoelektrischen Umwandlung, umfassend ein Trägersubstrat, eine Elektrode, eine Aktivschicht, eine Elektrode und eine Reflexionsplatte, welche in dieser Reihenfolge laminiert sind, aufweisend eine mittlere Transmission von 10% oder mehr an Licht in einem Wellenlängenbereich von 400 bis 700 nm, wobei die Reflexionsplatte eine mittlere Transmission von 70% oder mehr an Licht in einem Wellenlängenbereich von 400 bis 700 nm und die Aktivschicht einen mittleren Reflexionsgrad von 50% oder mehr an Licht in einem Bereich von ±150 nm der Peak-Wellenlänge der Lichtabsorption hat.
Die Vorrichtung zur photoelektrischen Umwandlung gemäß Anspruch 1, wobei die Reflexionsplatte weiter einen mittleren Reflexionsgrad von 50% oder mehr an Licht in einem Wellenlängenbereich von 850 bis 1100 nm aufweist.
Die Vorrichtung zur photoelektrischen Umwandlung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Aktivschicht eine Polymerverbindung enthält.
Die Vorrichtung zur photoelektrischen Umwandlung gemäß Anspruch 3, wobei die die Polymerverbindung enthaltende Aktivschicht eine Peak-Wellenlänge der Lichtabsorption von 750 bis 850 nm aufweist.
Die Vorrichtung zur photoelektrischen Umwandlung gemäß Anspruch 3 oder 4, wobei die Polymerverbindung eine Polymerverbindung mit einem Strukturbaustein dargestellt durch die Formel (I) ist:
[in Formel (I), stellt Z eine Gruppe dar, dargestellt durch eine der folgenden Formeln (Z-1) bis (Z-7). Ar¹ und Ar² können gleich oder verschieden sein und stellen eine dreiwertige aromatische heterocyclische Gruppe dar.]
[in Formel (Z-1) bis Formel (Z-7), stellt R ein Wasserstoffatom, ein Halogenatom, eine Aminogruppe, eine Cyanogruppe, oder eine einwertige organische Gruppe dar. Wenn zwei R anwesend sind, können sie gleich oder verschieden sein.].
Die Vorrichtung zur photoelektrischen Umwandlung gemäß Anspruch 5, wobei der Strukturbaustein, dargestellt durch die Formel (I), ein durch die folgende Formel (II) dargestellter Strukturbaustein, ist:
[in Formel (II) hat Z die gleiche Bedeutung wie oben beschrieben.].
Die Vorrichtung zur photoelektrischen Umwandlung gemäß Anspruch 5 oder 6, wobei Z eine durch eine der Formeln (Z-4) bis (Z-7) dargestellte Gruppe ist.
Die Vorrichtung zur photoelektrischen Umwandlung gemäß einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei der Strukturbaustein, dargestellt durch die Formel (I), ein durch die folgende Formel (III) dargestellter Strukturbaustein, ist:
[in Formel (III), können zwei R gleich oder verschieden sein und die gleiche Bedeutung wie oben beschrieben haben.].
Ein Solarbatteriemodul, umfassend die Vorrichtung zur photoelektrischen Umwandlung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8.