JP2011111392A - アセナフトチオフェン化合物及びそれを用いた有機薄膜太陽電池材料 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】下記式(A)で表されるアセナフトチオフェン化合物。
(式中、R1〜R8はそれぞれ、水素、C1〜C40の置換もしくは無置換のアルキル基、C2〜C40の置換もしくは無置換のアルケニル基、C2〜C40の置換もしくは無置換のアルキニル基、C6〜C40の置換もしくは無置換のアリール基、C3〜C40の置換もしくは無置換のヘテロアリール基等、であり、R1〜R8のうち隣り合うもの同士は互いに結合して環を形成してもよい。R1〜R8のうち少なくともひとつは、式(S)で表されるアミノ基である。式(S)中、Ra及びRbはそれぞれ、C6〜C40の置換もしくは無置換のアリール基又はC1〜C40の置換もしくは無置換のアルキル基である。)
【選択図】なし
Description
従来、実用化されてきたのは、単結晶Si、多結晶Si、アモルファスSi等に代表されるシリコン系太陽電池であるが、高価であることや原料Siの不足問題等が表面化するにつれて、次世代太陽電池への要求が高まりつつある。このような背景の中で、有機太陽電池は、安価で毒性が低く、原材料不足の懸念もないことから、シリコン系太陽電池に次ぐ次世代の太陽電池として大変注目を集めている。
n層として、チタニア等の無機半導体表面にルテニウム色素等の増感色素を単分子吸着させ、p層として電解質溶液を用いたものは、色素増感太陽電池(所謂グレッツエルセル)と呼ばれている。変換効率の高さから、1991年以降精力的に研究されてきたが、溶液を用いるため、長時間の使用に際して液漏れする等の欠点を有していた。
そこで、このような欠点を克服するため、最近、電解質溶液を固体化して全固体型の色素増感太陽電池を模索する研究がなされている。しかしながら、多孔質チタニアの細孔に有機物をしみ込ませる技術は難易度が高く、再現性よく高変換効率が発現できるセルは完成していないのが現状である。
一方、n層、p層ともに有機薄膜からなる有機薄膜太陽電池は、全固体型のため液漏れ等の欠点がなく、作製が容易であり、稀少金属であるルテニウム等を用いないこと等から最近注目を集め、精力的に研究がなされている。
例えば、特許文献1にはポリアセン類を太陽電池材料に適用する技術が開示されている。しかしながら、一般にポリアセン類は、可視吸収領域を広げるために縮環数を増やすと、光や酸素に対して不安定になるため、精製や取り扱いが困難になり、高純度化も困難である等の欠点を有していた。
1.下記式(A)で表されるアセナフトチオフェン化合物。
R1〜R8のうち少なくともひとつは、下記式(S)で表されるアミノ基である。)
2.下記式(B)で表される1に記載のアセナフトチオフェン化合物。
R11〜R15はそれぞれ、水素、C1〜C40の置換もしくは無置換のアルキル基、C2〜C40の置換もしくは無置換のアルケニル基、C2〜C40の置換もしくは無置換のアルキニル基、C6〜C40の置換もしくは無置換のアリール基、C3〜C40の置換もしくは無置換のヘテロアリール基、C1〜C40の置換もしくは無置換のアルコキシ基、又はC6〜C40の置換もしくは無置換のアリールオキシ基であり、R1〜R8のうち隣り合うもの同士は互いに結合して環を形成してもよい。
R2〜R15のうち少なくともひとつは、前記式(S)で表されるアミノ基である。)
3.下記式(A’)で表されるアセナフトチオフェン化合物からなる有機薄膜太陽電池材料。
4.少なくともp層を有し、前記p層が1〜3のいずれかに記載のアセナフトチオフェン化合物を含有する有機薄膜太陽電池。
R1〜R8のうち隣り合うもの同士は互いに結合してベンゼン環等の環を形成してもよい。
R11〜R15はそれぞれ、水素、C1〜C40の置換もしくは無置換のアルキル基、C2〜C40の置換もしくは無置換のアルケニル基、C2〜C40の置換もしくは無置換のアルキニル基、C6〜C40の置換もしくは無置換のアリール基、C3〜C40の置換もしくは無置換のヘテロアリール基、C1〜C40の置換もしくは無置換のアルコキシ基、又はC6〜C40の置換もしくは無置換のアリールオキシ基である。
R1〜R8のうち隣り合うもの同士は互いに結合してベンゼン環等の環を形成してもよい。
R2〜R15のうち少なくともひとつは、上記式(S)で表されるアミノ基である。
式(S)で表されるアミノ基の具体例としては、メチルフェニルアミノ、ジフェニルアミノ、ジp−トリルアミノ、ジm−トリルアミノ、フェニルm−トリルアミノ、フェニル−1−ナフチルアミノ、フェニル−2−ナフチルアミノ、フェニル(sec−ブチルフェニル)アミノ、フェニルt−ブチルアミノ、ビス(4−メトキシフェニル)アミノ、ジメチルアミノ、メチルエチルアミノ、ジエチルアミノ、ビス(2−ヒドロキシエチル)アミノ、ビス(2−メトキシエチル)アミノ、ピペリジノ、モルホリノ等を挙げることができる。
これらのうち、原料の入手しやすさ等の観点から、ジフェニルアミノ、ジトリルアミノ、ビス(4−メトキシフェニル)アミノ、ジメチルアミノ、ジエチルアミノ、ピペリジノ等が好ましい。
本発明の化合物を用いる有機薄膜太陽電池は、高効率の変換特性を示す。
本発明の有機薄膜太陽電池のセル構造は、一対の電極の間に上記化合物を含有する構造であれば特に限定されるものでない。具体的には、安定な絶縁性基板上に下記の構成を有する構造が挙げられる。
(1)下部電極/有機化合物層/上部電極
(2)下部電極/p層/n層/上部電極
(3)下部電極/p層/i層(又はp材料とn材料の混合層)/n層/上部電極
(4)下部電極/p材料とn材料の混合層/上部電極
及び上記(2)、(3)の構成のp層とn層を置換した構造が挙げられる。
また、必要に応じて、電極と有機層の間にバッファー層を設けてもよい。例えば具体例として、上記構成(1)にバッファー層を設けた場合、下記構成を有する構造が挙げられる。
(5)下部電極/バッファー層/p層/n層/上部電極
(6)下部電極/p層/n層/バッファー層/上部電極
(7)下部電極/バッファー層/p層/n層/バッファー層/上部電極
本発明の有機薄膜太陽電池では、電池を構成するいずれかの部材に本発明の化合物を含有していればよい。また、本発明の化合物を含有する部材は、他の成分を併せて含んでいてもよい。本発明の化合物を含まない部材や混合材料については、有機薄膜太陽電池で使用される公知の部材や材料を使用することができる。以下、各構成部材について簡単に説明する。
下部電極、上部電極の材料は特に制限はなく、公知の導電性材料を使用できる。例えば、p層と接続する電極としては、錫ドープ酸化インジウム(ITO)や金(Au)、オスミウム(Os),パラジウム(Pd)等の金属が使用でき、n層と接続する電極としては、銀(Ag)、アルミニウム(Al)、インジウム(In),カルシウム(Ca),白金(Pt)リチウム(Li)等の金属やMg:Ag、Mg:InやAl:Li等の二成分金属系,さらには上記P層と接続する電極例示材料が使用できる。
尚、高効率の光電変換特性を得るためには、例えば有機薄膜太陽電池が太陽電池の場合、太陽電池の少なくとも一方の面は太陽光スペクトルにおいて充分透明にすることが望ましい。透明電極は、公知の導電性材料を使用して、蒸着やスパッタリング等の方法で所定の透光性が確保するように形成する。受光面の電極の光透過率は10%以上とすることが望ましい。一対の電極構成の好ましい構成では、電極部の一方が仕事関数の大きな金属を含み、他方は仕事関数の小さな金属を含む。
p層、p材料とn材料の混合層又はn層のいずれかである。本発明の化合物を有機化合物層に使用するとき、具体的には、下部電極/本発明の材料の単独層/上部電極や、下部電極/本発明の材料と、後述するn層材料又はp層材料の混合層/上部電極等の構成が挙げられる。
本発明の化合物をp層に用いるときは、n層は特に限定されないが、電子受容体としての機能を有する化合物が好ましい。例えば有機化合物であれば、C60、C70等のフラーレン誘導体、カーボンナノチューブ、ペリレン誘導体、多環キノン、キナクリドン等、高分子系ではCN−ポリ(フェニレン−ビニレン)、MEH−CN−PPV、−CN基又はCF3基含有ポリマー、それらの−CF3置換ポリマー、ポリ(フルオレン)誘導体等を挙げることができる。電子の移動度が高い材料が好ましい。さらに、好ましくは、電子親和力が小さい材料が好ましい。このように電子親和力の小さい材料をn層として組み合わせることで充分な開放端電圧を実現することができる。
また、無機化合物であれば、n型特性の無機半導体化合物を挙げることができる。具体的には、n−Si、GaAs、CdS、PbS、CdSe、InP、Nb2O5,WO3,Fe2O3等のドーピング半導体及び化合物半導体、また、二酸化チタン(TiO2)、一酸化チタン(TiO)、三酸化二チタン(Ti2O3)等の酸化チタン、酸化亜鉛(ZnO)、酸化スズ(SnO2)等の導電性酸化物が挙げられ、これらのうちの1種又は2種以上を組み合わせて用いてもよい。好ましくは、酸化チタン、特に好ましくは、二酸化チタンを用いる。
本発明の化合物をi層に用いるときは、上記p層化合物もしくはn層化合物と混合してi層を形成してもよいが、本発明の化合物を単独でi層として用いることもできる。その場合のp層もしくはn層は、上記例示化合物のいずれも用いることができる。
一般に、有機薄膜太陽電池は総膜厚が薄いことが多く、そのため上部電極と下部電極が短絡し、セル作製の歩留まりが低下することが多い。このような場合には、バッファー層を積層することによってこれを防止することが好ましい。
バッファー層に好ましい化合物としては、膜厚を厚くしても短絡電流が低下しないようにキャリア移動度が充分に高い化合物が好ましい。例えば、低分子化合物であれば下記に示すNTCDAに代表される芳香族環状酸無水物等が挙げられ、高分子化合物であればポリ(3,4−エチレンジオキシ)チオフェン:ポリスチレンスルホネート(PEDOT:PSS)、ポリアニリン:カンファースルホン酸(PANI:CSA)等に代表される公知の導電性高分子等が挙げられる。
基板は、機械的、熱的強度を有し、透明性を有するものが好ましい。例えば、ガラス基板及び透明性樹脂フィルムがある。透明性樹脂フィルムとしては、ポリエチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−ビニルアルコール共重合体、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリメチルメタアクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、ナイロン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリサルホン、ポリエーテルサルフォン、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、ポリビニルフルオライド、テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリビニリデンフルオライド、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリウレタン、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリイミド、ポリプロピレン等が挙げられる。
また、添加剤としては、酸化防止剤、紫外線吸収剤、可塑剤等が挙げられる。
窒素雰囲気下、2,3−ジブロモチオフェン(5.0g,21mmol,1.1eq.)、1−ナフタレンボロン酸(3.2g,19mmol)、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)(0.43g,0.37mmol,2%Pd)を1,2−ジメトキシエタン(60ml)に懸濁し、2M炭酸ナトリウム水溶液(6.0g,57mmol,3eq./30ml)を加えて、11時間還流した。反応混合物をトルエン(200ml)で希釈し、有機層を分取、飽和食塩水(50ml)で洗浄、無水硫酸マグネシウムで乾燥、溶媒留去して黄色オイルを得た。これをカラムクロマトグラフィ(シリカゲル/ヘキサン)で精製して白色固体(4.1g,75%)を得た。
この固体の核磁気共鳴測定(1H−NMR)の結果を以下に示す。
1H−NMR(400MHz,CDCl3,TMS)δ:7.14(1H,d,J=5Hz),7.42(1H,d,J=5Hz),7.48−7.53(4H,m),7.74−7.76(1H,m),7.90−7.94(2H,m)
窒素雰囲気下、中間体A1(4.1g,14mmol)、ジクロロビス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(II)(1.0g,1.4mmol,10%Pd)、1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]−7−ウンデセン(3.0g,20mmol,1.4eq.)を無水DMF(27ml)に溶かし、140℃で11時間加熱撹拌した。反応混合物をトルエン(200ml)で希釈し、セライト545を通してろ別することによりパラジウム黒を除いた。ろ液を水(100ml)、飽和食塩水(50ml)で洗浄、無水硫酸マグネシウムで乾燥、溶媒留去して濃褐色オイルを得た。これをカラムクロマトグラフィ(シリカゲル/ヘキサン+5%ジクロロメタン、続いてヘキサン+10%ジクロロメタン)で精製して黄色固体(2.5g,86%)を得た。
中間体A2(2.5g,12mmol)を無水DMF(20ml)に溶かし、N−ブロモスクシンイミド(2.4g,14mmol,1.1eq.)の無水DMF溶液(5ml)を加えて室温で3時間撹拌し、一晩放置した。反応混合物を水(60ml)で希釈して生じた固体をろ別、水、メタノールで洗浄して黄色板状晶(3.3g,96%)を得た。
窒素雰囲気下、中間体A3(1.6g,5.6mmol)、4−ジフェニルアミノフェニルボロン酸(1.8g,6.2mmol,1.2eq.)、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)(0.13g,0.11mmol,2%Pd)を1,2−ジメトキシエタン(20ml)に懸濁し、2M炭酸ナトリウム水溶液(2.0g,19mmol,3eq./10ml)を加えて、11時間還流した。反応混合物を水(100ml)で希釈し、固体をろ別、水、メタノールで洗浄して赤褐色固体を得た。これをカラムクロマトグラフィ(シリカゲル/ヘキサン+17%ジクロロメタン)で精製して橙色板状晶(2.3g,91%)を得た。これをエタノール(30ml)+トルエン(30ml)から再結晶することにより橙色板状晶(2.0g)を得た。
・1H−NMR(400MHz,CDCl3,TMS)δ:7.05(2H,d,J=7Hz),7.10(2H,d,J=8Hz),7.14(4H,d,J=7Hz),7.28(4H,t,J=7Hz),7.51−7.56(5H,m),7.67(1H,d,J=7Hz),7.72(2H,d,J=7Hz)
・FDMS:計算値C32H21NS=451,実測値m/z=451(M+,100)
・HPLC:99.3%(検出波長254nm:面積%)
物性は以下のとおりである。
・融点:214℃(DSC)
・ガラス転移温度:72℃(DSC)
・吸収極大波長:448nm(ジクロロメタン)
・蛍光極大波長:594nm(ジクロロメタン)
・HPLC:98.8%(検出波長254nm:面積%)
窒素雰囲気下、2,3−ジブロモチオフェン(5.4g,22mmol,1.1eq.)、1−ピレンボロン酸(5.0g,20mmol)、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)(0.76g,0.37mmol,1.5%Pd)を1,2−ジメトキシエタン(60ml)に懸濁し、2M炭酸ナトリウム水溶液(6.4g,60mmol,3eq./30ml)を加えて、11時間還流した。反応混合物を水(100ml)で希釈し、固体をろ別、水、メタノールで洗浄して淡黄色固体(8.6g)を得た。これをカラムクロマトグラフィ(シリカゲル/ヘキサン+10%ジクロロメタン、続いてヘキサン+17%ジクロロメタン、最後にヘキサン+33%ジクロロメタン)で精製して淡黄色固体(5.9g,81%)を得た。
窒素雰囲気下、中間体B1(5.9g,16mmol)、ジクロロビス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(II)(1.1g,1.6mmol,10%Pd)、1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]−7−ウンデセン(3.4g,22mmol,1.4eq.)を無水DMF(30ml)に溶かし、140℃で11時間加熱撹拌した。反応混合物をトルエン(200ml)で希釈し、セライト545を通してろ別することによりパラジウム黒を除いた。ろ液を水(100ml)、飽和食塩水(50ml)で洗浄、無水硫酸マグネシウムで乾燥、溶媒留去して赤褐色オイル(4.0g)を得た。これをカラムクロマトグラフィ(シリカゲル/ヘキサン+17%ジクロロメタン、続いてヘキサン+33%ジクロロメタン)で精製して赤褐色固体(2.8g,62%)を得た。
中間体B2(2.8g,9.9mmol)を無水DMF(50ml)に懸濁し、N−ブロモスクシンイミド(1.9g,11mmol,1.1eq.)の無水DMF溶液(5ml)を加えて室温で11時間撹拌し、一晩放置した。反応混合物を水(60ml)で希釈して固体をろ別、水、メタノールで洗浄して赤色固体(3.5g,98%)を得た。
窒素雰囲気下、中間体B3(1.8g,5.0mmol)、4−ジフェニルアミノフェニルボロン酸(1.7g,5.9mmol,1.2eq.)、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)(0.17g,0.11mmol,2%Pd)を1,2−ジメトキシエタン(50ml)に懸濁し、2M炭酸ナトリウム水溶液(1.9g,18mmol,3eq./10ml)を加えて、11時間還流した。反応混合物を水(100ml)で希釈し、固体をろ別、水、メタノールで洗浄して赤褐色固体を得た。これをカラムクロマトグラフィ(シリカゲル/ヘキサン+33%ジクロロメタン、続いてヘキサン+50%ジクロロメタン、最後にヘキサン+67%ジクロロメタン)で精製して赤褐色固体(1.7g,65%)を得た。これをエタノール(20ml)+トルエン(70ml)で再結晶して赤褐色固体を得た。
・FDMS:計算値C38H28NS=525,実測値m/z=525(M+,100)
・HPLC:93.4%(検出波長254nm:面積%)
・融点:265℃(DSC)
・ガラス転移温度:104℃(DSC)
・吸収極大波長:504nm(ジクロロメタン)
・蛍光極大波長:654nm(ジクロロメタン)
・HPLC:94.7%(検出波長254nm:面積%)
窒素雰囲気下、2,3−ジブロモチオフェン(6.4g,26mmol,1.1eq.)、9−フェナントレンボロン酸(5.3g,24mmol.)、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)(0.61g,0.53mmol,2%Pd)を1,2−ジメトキシエタン(70ml)に懸濁し、2M炭酸ナトリウム水溶液(7.6g,72mmol,3eq./35ml)を加えて、11時間還流した。反応混合物をトルエン(150ml)で希釈し、有機層を分取、飽和食塩水で洗浄、無水硫酸マグネシウムで乾燥、溶媒留去して黄色オイルを得た。これをカラムクロマトグラフィ(シリカゲル/ヘキサン+3%ジクロロメタン、続いてヘキサン+5%ジクロロメタン)で精製して白色固体(7.0g,86%)を得た。
窒素雰囲気下、中間体C1(7.0g,21mmol)、ジクロロビス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(II)(1.4g,2.1mmol,10%Pd)、1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]−7−ウンデセン(4.5g,30mmol,1.4eq.)を無水DMF(40ml)に溶かし、140℃で11時間加熱撹拌した。反応混合物をトルエン(200ml)で希釈し、セライト545を通してろ別することによりパラジウム黒を除いた。ろ液を水(100ml)、飽和食塩水(50ml)で洗浄、無水硫酸マグネシウムで乾燥、溶媒留去して赤褐色オイルを得た。これをカラムクロマトグラフィ(シリカゲル/ヘキサン+10%ジクロロメタン)で精製して黄色固体(4.6g,85%)を得た。
中間体C2(4.6g,18mmol)を無水DMF(50ml)に懸濁し、N−ブロモスクシンイミド(3.5g,20mmol,1.1eq.)の無水DMF溶液(10ml)を加えて室温で4時間撹拌し、一晩放置した。反応混合物を水(60ml)で希釈して固体をろ別、水、メタノールで洗浄して黄色固体(5.7g,94%)を得た。
窒素雰囲気下、中間体C3(2.0g,5.9mmol)、4−ジフェニルアミノフェニルボロン酸(1.9g,6.6mmol,1.1eq.)、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)(0.14g,0.12mmol,2%Pd)を1,2−ジメトキシエタン(40ml)に懸濁し、2M炭酸ナトリウム水溶液(2.1g,20mmol,3eq./10ml)を加えて、11時間還流した。反応混合物を水(100ml)で希釈し、固体をろ別、水、メタノールで洗浄して褐色固体(3.2g)を得た。これをカラムクロマトグラフィ(シリカゲル/ヘキサン+17%ジクロロメタン、続いてヘキサン+33%ジクロロメタン、最後にヘキサン+50%ジクロロメタン)で精製して橙色固体(2.8g,95%)を得た。これをエタノール(20ml)+トルエン(50ml)から再結晶することにより橙色針状晶(1.8g)を得た。
・FDMS:計算値C36H23NS=501,実測値m/z=501(M+,100)
・HPLC:98.8%(検出波長254nm:面積%)
・融点:220℃(DSC)
・ガラス転移温度:96℃(DSC)
・吸収極大波長:441nm(ジクロロメタン)
・蛍光極大波長:563nm(ジクロロメタン)
・HPLC:99.3%(検出波長254nm:面積%)
・FDMS:計算値C32H18S=434,実測値m/z=434(M+,100)
・HPLC:99.4%(検出波長254nm:面積%)
・融点:184℃(DSC)
・ガラス転移温度:76℃(DSC)
・吸収極大波長:481nm(ジクロロメタン)
・蛍光極大波長:608nm(ジクロロメタン)
・HPLC:99.4%(検出波長254nm:面積%)
・FDMS:計算値C30H18S=410,実測値m/z=410(M+,100)
・HPLC:95.1%(検出波長254nm:面積%)
・融点:183℃(DSC)
・ガラス転移温度:69℃(DSC)
・吸収極大波長:406nm(ジクロロメタン)
・蛍光極大波長:518nm(ジクロロメタン)
・HPLC:95.7%(検出波長254nm:面積%)
窒素雰囲気下、1,4−ジブロモナフタレン(10g,30mmol)、ジフェニルアミン(5.1g,30mmol)、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(0)(0.52g,0.57mmol,2%Pd)、1,1’−ビス(ジフェニルホスフィノ)フェロセン(0.49g,0.88mmol,0.8eq.toPd)、ナトリウムt−ブトキシド(4.0g,42mmol,1.4eq.)を無水トルエン(70ml)に溶かし、11時間還流した。反応混合物をシリカゲルパッドを通してろ別し、トルエン(200ml)で洗浄、ろ液を溶媒留去して濃褐色オイルを得た。これをカラムクロマトグラフィ(シリカゲル/ヘキサン+10%ジクロロメタン)で精製して黄色ペースト(5.6g,50%)を得た。
窒素雰囲気下、中間体F1(5.6g,15mmol)、ビスピナコラートジボロン(4.6g,18mmol,1.2eq.)、1,1’−ビス(ジフェニルホスフィノフェロセン)ジクロロパラジウム・ジクロロメタン(0.37g,0.45mmol,3%Pd)、酢酸カリウム(5.3g,54mmol,3eq.)をジメチルスルホキシド(55ml)に溶かし、80℃で11時間撹拌した。反応混合物をトルエン(200ml)、水(100ml)で希釈し、セライト545を通してろ別した。ろ液から有機層を分取し、飽和食塩水(50ml)で洗浄、無水硫酸マグネシウムで乾燥、溶媒留去して濃褐色オイルを得た。これをカラムクロマトグラフィ(シリカゲル/ヘキサン+17%ジクロロメタン、続いてヘキサン+33%ジクロロメタン、最後にヘキサン+50%ジクロロメタン)で精製して淡黄色固体(4.7g,76%)を得た。
窒素雰囲気下、中間体F2(2.0g,4.8mmol)、2,3−ジブロモチオフェン(1.4g,5.8mmol,1.2eq.)、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)(0.20g,0.17mmol,3%Pd)を1,2−ジメトキシエタン(20ml)に溶かし、2M炭酸ナトリウム水溶液(1.5g,14mmol,3eq./10ml)を加えて、11時間還流した。反応混合物をトルエン(100ml)で希釈し、有機層を分取、飽和食塩水(30ml)で洗浄、無水硫酸マグネシウムで乾燥、溶媒留去して濃褐色オイルを得た。これをカラムクロマトグラフィ(シリカゲル/ヘキサン+10%ジクロロメタン、続いてヘキサン+17%ジクロロメタン)で精製して淡黄色固体(1.9g,87%)を得た。
窒素雰囲気下、中間体F3(1.9g,4.2mmol)、ジクロロビス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(II)(0.29g,0.41mmol,10%Pd)、1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]−7−ウンデセン(1.0g,6.6mmol,1.6eq.)を無水DMF(15ml)に溶かし、140℃で11時間加熱撹拌した。反応混合物をトルエン(150ml)で希釈し、セライト545を通してろ別することによりパラジウム黒を除いた。ろ液を水(100ml)、飽和食塩水(50ml)で洗浄、無水硫酸マグネシウムで乾燥、溶媒留去して赤色オイルを得た。これをカラムクロマトグラフィ(シリカゲル/ヘキサン+10%ジクロロメタン、ヘキサン+17%ジクロロメタン)で精製して橙色固体(1.2g,76%)を得た。これをエタノール(20ml)+トルエン(5ml)から再結晶して橙色針状晶(0.9g)を得た。
・FDMS:計算値C26H17NS=375,実測値m/z=375(M+,100)
・HPLC:99.7%(検出波長254nm:面積%)
・融点:161℃(DSC)
・ガラス転移温度:55℃(DSC)
・吸収極大波長:460nm(ジクロロメタン)
・蛍光極大波長:563nm(ジクロロメタン)
・HPLC:99.8%(検出波長254nm:面積%)
窒素雰囲気下、実施例6と同様にして合成した中間体F2(4.7g,11mmol)、2,3−ジブロモベンゾチオフェン(3.9g,13mmol,1.2eq.)、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)(0.45g,0.39mmol,3%Pd)を1,2−ジメトキシエタン(35ml)に溶かし、2M炭酸ナトリウム水溶液(3.5g,33mmol,3eq./18ml)を加えて、11時間還流した。反応混合物をトルエン(100ml)で希釈し、有機層を分取、飽和食塩水(30ml)で洗浄、無水硫酸マグネシウムで乾燥、溶媒留去して黄色オイルを得た。これをカラムクロマトグラフィ(シリカゲル/ヘキサン+10%ジクロロメタン、続いてヘキサン+17%ジクロロメタン)で精製して淡黄色固体(4.5g,81%)を得た。
窒素雰囲気下、中間体G1(4.5g,8.9mmol)、ジクロロビス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(II)(0.62g,0.88mmol,10%Pd)、1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]−7−ウンデセン(2.0g,13mmol,1.5eq.)を無水DMF(30ml)に溶かし、140℃で11時間加熱撹拌した。反応混合物をトルエン(150ml)で希釈し、セライト545を通してろ別することによりパラジウム黒を除いた。ろ液を水(100ml)、飽和食塩水(50ml)で洗浄、無水硫酸マグネシウムで乾燥、溶媒留去して濃赤色オイルを得た。これをカラムクロマトグラフィ(シリカゲル/ヘキサン+10%ジクロロメタン、ヘキサン+17%ジクロロメタン)で精製して橙色板状晶(2.6g,69%)を得た。これをエタノール(30ml)+トルエン(10ml)から再結晶して橙色板状晶(1.9g)を得た。
・FDMS:計算値C30H19NS=425,実測値m/z=425(M+,100)
・HPLC:99.6%(検出波長254nm:面積%)
・融点:200℃(DSC)
・ガラス転移温度:82℃(DSC)
・吸収極大波長:474nm(ジクロロメタン)
・蛍光極大波長:589nm(ジクロロメタン)
・HPLC:99.6%(検出波長254nm:面積%)
実施例8−14
25mm×75mm×0.7mm厚のITO透明電極付きガラス基板をイソプロピルアルコール中で超音波洗浄を5分間行なった後、UVオゾン洗浄を30分間実施した。洗浄後の透明電極ライン付きガラス基板を真空蒸着装置の基板ホルダーに装着し、まず下部電極である透明電極ラインが形成されている側の面上に、前記透明電極を覆うようにして、表1に示す化合物A〜Gのいずれかを、抵抗加熱蒸着により、1Å/sで膜厚30nmに成膜し、p層とした。続けて、p層上に膜厚60nmのC60を抵抗加熱蒸着により1Å/sで成膜した。さらに、バッファー層として10nmのバソクプロイン(BCP)を1Å/sで成膜した。最後に対向電極として金属Alを膜厚80nm蒸着させ、有機太陽電池を形成した。面積は0.5cm2であった。
本発明の有機薄膜太陽電池は、時計、携帯電話及びモバイルパソコン等に使用できる。
Claims (4)
- 下記式(A)で表されるアセナフトチオフェン化合物。
R1〜R8のうち少なくともひとつは、下記式(S)で表されるアミノ基である。)
- 下記式(B)で表される請求項1に記載のアセナフトチオフェン化合物。
R11〜R15はそれぞれ、水素、C1〜C40の置換もしくは無置換のアルキル基、C2〜C40の置換もしくは無置換のアルケニル基、C2〜C40の置換もしくは無置換のアルキニル基、C6〜C40の置換もしくは無置換のアリール基、C3〜C40の置換もしくは無置換のヘテロアリール基、C1〜C40の置換もしくは無置換のアルコキシ基、又はC6〜C40の置換もしくは無置換のアリールオキシ基であり、R1〜R8のうち隣り合うもの同士は互いに結合して環を形成してもよい。
R2〜R15のうち少なくともひとつは、前記式(S)で表されるアミノ基である。) - 少なくともp層を有し、前記p層が請求項1〜3のいずれかに記載のアセナフトチオフェン化合物を含有する有機薄膜太陽電池。
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Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2014051244A1 (ko) * | 2012-09-25 | 2014-04-03 | 제일모직 주식회사 | 유기광전자소자용 화합물, 이를 포함하는 유기발광소자 및 상기 유기발광소자를 포함하는 표시장치 |
KR101400077B1 (ko) | 2013-01-15 | 2014-05-28 | 한국화학연구원 | 신규한 중합체, 이의 제조방법 및 이를 함유하는 유기 광전자 소자 |
WO2015084047A1 (ko) * | 2013-12-04 | 2015-06-11 | 주식회사 동진쎄미켐 | 신규한 화합물 및 이를 포함하는 유기발광소자 |
KR20150065146A (ko) * | 2013-12-04 | 2015-06-12 | 주식회사 동진쎄미켐 | 신규한 화합물 및 이를 포함하는 유기발광소자 |
KR20150101675A (ko) * | 2014-02-27 | 2015-09-04 | 가톨릭대학교 산학협력단 | 신규 억셉터를 함유한 중합체 제조방법 및 이를 이용한 유기 광전자 소자 |
WO2017104994A1 (ko) * | 2015-12-16 | 2017-06-22 | 덕산네오룩스 주식회사 | 유기전기 소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치 |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008239594A (ja) * | 2007-02-26 | 2008-10-09 | Sumitomo Chemical Co Ltd | Cbp化合物 |
JP2008270397A (ja) * | 2007-04-18 | 2008-11-06 | Mitsui Chemicals Inc | 有機トランジスタ |
JP2008305935A (ja) * | 2007-06-07 | 2008-12-18 | Mitsui Chemicals Inc | 有機トランジスタ |
JP2009009966A (ja) * | 2007-06-26 | 2009-01-15 | Mitsui Chemicals Inc | 有機トランジスタ |
JP2009013109A (ja) * | 2007-07-04 | 2009-01-22 | Fuji Xerox Co Ltd | カルバゾール含有化合物 |
JP2009190999A (ja) * | 2008-02-13 | 2009-08-27 | Osaka Univ | 縮合環化合物及びその製造方法、重合体、これらを含む有機薄膜、並びに、これを備える有機薄膜素子及び有機薄膜トランジスタ。 |
JP2009266955A (ja) * | 2008-04-23 | 2009-11-12 | Idemitsu Kosan Co Ltd | 有機薄膜太陽電池用材料及びそれを用いた有機薄膜太陽電池 |
JP2010074076A (ja) * | 2008-09-22 | 2010-04-02 | Yamamoto Chem Inc | 有機電界発光素子およびチオフェン化合物 |
-
2009
- 2009-11-24 JP JP2009266080A patent/JP2011111392A/ja active Pending
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008239594A (ja) * | 2007-02-26 | 2008-10-09 | Sumitomo Chemical Co Ltd | Cbp化合物 |
JP2008270397A (ja) * | 2007-04-18 | 2008-11-06 | Mitsui Chemicals Inc | 有機トランジスタ |
JP2008305935A (ja) * | 2007-06-07 | 2008-12-18 | Mitsui Chemicals Inc | 有機トランジスタ |
JP2009009966A (ja) * | 2007-06-26 | 2009-01-15 | Mitsui Chemicals Inc | 有機トランジスタ |
JP2009013109A (ja) * | 2007-07-04 | 2009-01-22 | Fuji Xerox Co Ltd | カルバゾール含有化合物 |
JP2009190999A (ja) * | 2008-02-13 | 2009-08-27 | Osaka Univ | 縮合環化合物及びその製造方法、重合体、これらを含む有機薄膜、並びに、これを備える有機薄膜素子及び有機薄膜トランジスタ。 |
JP2009266955A (ja) * | 2008-04-23 | 2009-11-12 | Idemitsu Kosan Co Ltd | 有機薄膜太陽電池用材料及びそれを用いた有機薄膜太陽電池 |
JP2010074076A (ja) * | 2008-09-22 | 2010-04-02 | Yamamoto Chem Inc | 有機電界発光素子およびチオフェン化合物 |
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2014051244A1 (ko) * | 2012-09-25 | 2014-04-03 | 제일모직 주식회사 | 유기광전자소자용 화합물, 이를 포함하는 유기발광소자 및 상기 유기발광소자를 포함하는 표시장치 |
KR101400077B1 (ko) | 2013-01-15 | 2014-05-28 | 한국화학연구원 | 신규한 중합체, 이의 제조방법 및 이를 함유하는 유기 광전자 소자 |
WO2015084047A1 (ko) * | 2013-12-04 | 2015-06-11 | 주식회사 동진쎄미켐 | 신규한 화합물 및 이를 포함하는 유기발광소자 |
KR20150065146A (ko) * | 2013-12-04 | 2015-06-12 | 주식회사 동진쎄미켐 | 신규한 화합물 및 이를 포함하는 유기발광소자 |
KR102390954B1 (ko) | 2013-12-04 | 2022-04-27 | 주식회사 동진쎄미켐 | 신규한 화합물 및 이를 포함하는 유기발광소자 |
KR20150101675A (ko) * | 2014-02-27 | 2015-09-04 | 가톨릭대학교 산학협력단 | 신규 억셉터를 함유한 중합체 제조방법 및 이를 이용한 유기 광전자 소자 |
KR101580385B1 (ko) | 2014-02-27 | 2015-12-28 | 가톨릭대학교 산학협력단 | 신규 억셉터를 함유한 중합체 제조방법 및 이를 이용한 유기 광전자 소자 |
WO2017104994A1 (ko) * | 2015-12-16 | 2017-06-22 | 덕산네오룩스 주식회사 | 유기전기 소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치 |
KR20170072053A (ko) * | 2015-12-16 | 2017-06-26 | 덕산네오룩스 주식회사 | 유기전기 소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치 |
KR102516576B1 (ko) * | 2015-12-16 | 2023-03-31 | 덕산네오룩스 주식회사 | 유기전기 소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치 |
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