JP2013070000A - Organic photoelectric conversion element and method of manufacturing the same - Google Patents

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Shigeaki Funyu
重昭 舟生
Naoki Asano
直紀 浅野
Kenichi Ishizuka
健一 石塚
Sentaro Okamoto
専太郎 岡本
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Hitachi Chemical Co Ltd
Kanagawa University
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an organic photoelectric conversion element which exhibits an excellent photoelectric conversion efficiency, and a method of manufacturing the same.SOLUTION: The organic photoelectric conversion element has a layer containing a high-molecular compound including a repeating unit expressed by the formula (1). In the formula (1), R1 and R2 are each independently a group selected from the group consisting of substituent groups consisting of hydrogen, and C, H and/or X (X is a heteroatom), and Ar1 and Ar2 are each independently a group selected from the group consisting of a divalent aromatic ring consisting of C and H, and a divalent aromatic ring consisting of C, H and X (X is a heteroatom).

Description

本発明は、有機光電変換素子及びその製造方法に関する。   The present invention relates to an organic photoelectric conversion element and a method for producing the same.

近年、有機半導体材料を有機光電変換素子(有機太陽電池、光センサー等)の活性層に用いる検討が活発に行われている。特に、有機半導体薄膜により構成された太陽電池である有機薄膜太陽電池は、従来のシリコンや化合物半導体太陽電池と比較して、簡便な製法により低コストで製造することができるため、将来の低コスト太陽電池として期待されている。   In recent years, studies using an organic semiconductor material for an active layer of an organic photoelectric conversion element (such as an organic solar cell or an optical sensor) have been actively conducted. In particular, an organic thin film solar cell, which is a solar cell composed of an organic semiconductor thin film, can be manufactured at a low cost by a simple manufacturing method as compared with conventional silicon and compound semiconductor solar cells. It is expected as a solar cell.

このような有機薄膜太陽電池としては、ショットキー型、pnヘテロ接合型、バルクヘテロ接合型、p−i−n接合型などが提案されている。特に、p型有機半導体(例えば、ポリチオフェン誘導体やポリフェニレンビニレン誘導体など)と、n型有機半導体(例えば、フラーレン(C60)誘導体など)とをブレンドし、pn接合面をナノオーダで薄膜全体に分散させるようにしたバルクヘテロ接合型は、変換効率が高く、有望な技術として多くの研究がなされ始めている。 As such an organic thin film solar cell, a Schottky type, a pn heterojunction type, a bulk heterojunction type, a pin junction type, and the like have been proposed. In particular, a p-type organic semiconductor (for example, a polythiophene derivative or a polyphenylene vinylene derivative) and an n-type organic semiconductor (for example, a fullerene (C 60 ) derivative) are blended, and the pn junction surface is dispersed on the whole thin film in nano-order. Such a bulk heterojunction type has high conversion efficiency, and many studies have been started as a promising technology.

また、有機薄膜太陽電池は、有機化合物の薄膜を、陰極と陽極とで挟んだ構成を有しており、薄膜の形成方法としては、蒸着法と塗布法とに大別される。蒸着法は、主に低分子化合物を用い、真空中で基板上に薄膜を形成する手法である。一方、塗布法は、インクジェットや印刷など、溶液を用いて基板上に薄膜を形成する手法であり、材料の利用効率が高く、大面積化に向いており、低コストの有機薄膜太陽電池を製造するのに不可欠な手法である。   An organic thin film solar cell has a configuration in which a thin film of an organic compound is sandwiched between a cathode and an anode, and a method for forming a thin film is roughly classified into a vapor deposition method and a coating method. The vapor deposition method is a method of forming a thin film on a substrate in a vacuum mainly using a low molecular compound. On the other hand, the coating method is a method of forming a thin film on a substrate using a solution, such as ink jet or printing, and the use efficiency of the material is high, and it is suitable for a large area, and manufactures a low-cost organic thin film solar cell. This is an indispensable technique.

具体的な有機薄膜太陽電池として、例えば、共役高分子化合物であるポリ3−ヘキシルチオフェンとフラーレン誘導体であるC60PCBMとを含む有機層を有するものが知られている(例えば、非特許文献1参照)。また、さまざまな共役高分子が有機薄膜太陽電池用途に開発されている(例えば、非特許文献2参照)。   As a specific organic thin film solar cell, for example, one having an organic layer containing poly3-hexylthiophene which is a conjugated polymer compound and C60PCBM which is a fullerene derivative is known (for example, see Non-Patent Document 1). . Various conjugated polymers have been developed for organic thin-film solar cell applications (for example, see Non-Patent Document 2).

F. Padinger, R. S. Rittberger, and N. S. Sariciftci, "Effects of postproduction treatment on plastic solar cells", Advanced Functional Materials, vol. 13, no. 1, pp. 85-88, 2003F. Padinger, R. S. Rittberger, and N. S. Sariciftci, "Effects of postproduction treatment on plastic solar cells", Advanced Functional Materials, vol. 13, no. 1, pp. 85-88, 2003 Y. J. Cheng, S. H. Yang and C. S. Hsu, "Synthesis of conjugated polymers for organic solar cell applications", Chem. Rev., 2009, 109, 5868-5923Y. J. Cheng, S. H. Yang and C. S. Hsu, "Synthesis of conjugated polymers for organic solar cell applications", Chem. Rev., 2009, 109, 5868-5923

本発明は、優れた光電変換効率を示す有機光電変換素子、及びその製造方法を提供することを目的とする。   An object of this invention is to provide the organic photoelectric conversion element which shows the outstanding photoelectric conversion efficiency, and its manufacturing method.

本発明の実施形態は、下記式(1)で表される繰返し単位を含む高分子化合物を含む層を有する有機光電変換素子に関する。

Figure 2013070000
(但し、式(1)中、R1及びR2は、それぞれ独立に、水素、並びに、C、H及び/又はX(Xはヘテロ原子である)からなる置換基からなる群より選択される基であり、
Ar1及びAr2は、それぞれ独立に、C及びHからなる二価の芳香環、並びに、C、H及びX(Xはヘテロ原子である)からなる二価の芳香環からなる群から選択される基である。)
本発明の実施形態として、例えば、R1が水素原子である有機光電変換素子、R1が水素原子であり、R2が結合する水素原子数が2以下の炭素原子である有機光電変換素子、R1が水素原子であり、R2が結合する水素原子数が1以下の炭素原子である有機光電変換素子、が挙げられる。
また、本発明の実施形態は、前記高分子化合物が、さらに式(2)〜(27)で表される単位を1種以上含む有機光電変換素子に関する。
Figure 2013070000
さらに、本発明の実施形態として、前記高分子化合物の数平均分子量が、1,000〜500,000である有機光電変換素子、また、前記高分子化合物の数平均分子量が2,500〜100,000である有機光電変換素子が挙げられる。
また、本発明の実施形態の有機光電変換素子において、前記高分子化合物を電子供与性有機材料とすることが可能である。また、本発明の実施形態の有機光電変換素子において、前記高分子化合物を含む層を有機光電変換層とすることが可能である。
さらに、本発明の実施形態は、上記有機光電変換素子を製造する方法であって、前記高分子化合物を含有する溶液を塗布することにより前記高分子化合物を含む層を形成する工程を有する、有機光電変換素子の製造方法に関する。 Embodiments of the present invention relate to an organic photoelectric conversion element having a layer containing a polymer compound containing a repeating unit represented by the following formula (1).
Figure 2013070000
(In the formula (1), R1 and R2 are each independently a group selected from the group consisting of hydrogen and a substituent consisting of C, H and / or X (X is a heteroatom)). Yes,
Ar1 and Ar2 are each independently a group selected from the group consisting of a divalent aromatic ring consisting of C and H, and a divalent aromatic ring consisting of C, H and X (X is a heteroatom). It is. )
As an embodiment of the present invention, for example, an organic photoelectric conversion element in which R1 is a hydrogen atom, an organic photoelectric conversion element in which R1 is a hydrogen atom and the number of hydrogen atoms to which R2 is bonded is 2 or less, and R1 is hydrogen An organic photoelectric conversion element which is an atom and a carbon atom having 1 or less hydrogen atoms to which R2 is bonded is exemplified.
Moreover, embodiment of this invention is related with the organic photoelectric conversion element in which the said high molecular compound further contains 1 or more types of units represented by Formula (2)-(27).
Figure 2013070000
Furthermore, as embodiment of this invention, the number average molecular weight of the said high molecular compound is 1,000-500,000, Moreover, the number average molecular weight of the said high molecular compound is 2,500-100, 000 organic photoelectric conversion elements.
In the organic photoelectric conversion device of the embodiment of the present invention, the polymer compound can be an electron donating organic material. In the organic photoelectric conversion element of the embodiment of the present invention, the layer containing the polymer compound can be an organic photoelectric conversion layer.
Furthermore, an embodiment of the present invention is a method for producing the above organic photoelectric conversion element, which includes a step of forming a layer containing the polymer compound by applying a solution containing the polymer compound. The present invention relates to a method for manufacturing a photoelectric conversion element.

本発明の有機光電変換素子は、優れた光電変換効率を示す。また、本発明の有機光電変換素子の製造方法は、優れた光電変換効率を示す有機光電変換素子を簡便に低コストで製造することができる方法である。   The organic photoelectric conversion element of the present invention exhibits excellent photoelectric conversion efficiency. Moreover, the manufacturing method of the organic photoelectric conversion element of this invention is a method which can manufacture the organic photoelectric conversion element which shows the outstanding photoelectric conversion efficiency simply at low cost.

有機光電変換素子の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of an organic photoelectric conversion element.

[有機光電変換素子]
本発明の実施形態の有機光電変換素子は、下記式(1)で表される繰返し単位を含む高分子化合物を含む層を有する。

Figure 2013070000
(但し、式(1)中、R1及びR2は、それぞれ独立に、水素、並びに、C、H及び/又はX(Xはヘテロ原子である)からなる置換基からなる群より選択される基であり、
Ar1及びAr2は、それぞれ独立に、C及びHからなる二価の芳香環、並びに、C、H及びX(Xはヘテロ原子である)からなる二価の芳香環からなる群から選択される基である。) [Organic photoelectric conversion element]
The organic photoelectric conversion element of embodiment of this invention has a layer containing the high molecular compound containing the repeating unit represented by following formula (1).
Figure 2013070000
(In the formula (1), R1 and R2 are each independently a group selected from the group consisting of hydrogen and a substituent consisting of C, H and / or X (X is a heteroatom)). Yes,
Ar1 and Ar2 are each independently a group selected from the group consisting of a divalent aromatic ring consisting of C and H, and a divalent aromatic ring consisting of C, H and X (X is a heteroatom). It is. )

[高分子化合物]
有機光電変換素子に含まれる高分子化合物は、上記式(1)で表される繰返し単位を含む。
式(1)中、R1及びR2は、それぞれ独立に、水素、並びに、C、H及び/又はXからなる置換基から選択される。C、H及び/又はXからなる置換基としては、C及びHからなる脂肪族置換基、C及びHからなる芳香族置換基、C、H及びXからなる芳香族置換基、これら以外のC、H及び/又はXからなる置換基(脂肪族置換基を含む)等を挙げることができる。Xはヘテロ原子であり、Xとしては、O(酸素原子)、N(窒素原子)、S(硫黄原子)、Si(珪素原子)、ハロゲン原子等が挙げられる。Cは炭素原子であり、Hは水素原子である。なお、式(1)において、好ましくは、R1及びR2が同時に水素となることはない。
[Polymer compound]
The high molecular compound contained in an organic photoelectric conversion element contains the repeating unit represented by the said Formula (1).
In formula (1), R 1 and R 2 are each independently selected from hydrogen and a substituent consisting of C, H and / or X. Examples of the substituent consisting of C, H and / or X include an aliphatic substituent consisting of C and H, an aromatic substituent consisting of C and H, an aromatic substituent consisting of C, H and X, and other Cs. , H and / or X substituents (including aliphatic substituents). X is a heteroatom, and examples of X include O (oxygen atom), N (nitrogen atom), S (sulfur atom), Si (silicon atom), and halogen atom. C is a carbon atom and H is a hydrogen atom. In formula (1), preferably, R1 and R2 do not simultaneously become hydrogen.

C及びHからなる脂肪族置換基としては、直鎖状でも分岐状でもよい炭素数1〜12のアルキル基、炭素数1〜12のシクロアルキル基、炭素数1〜12のアルケニル基、炭素数1〜12のアルキニル基等が挙げられる。   Examples of the aliphatic substituent composed of C and H include linear or branched alkyl groups having 1 to 12 carbon atoms, cycloalkyl groups having 1 to 12 carbon atoms, alkenyl groups having 1 to 12 carbon atoms, and carbon numbers. Examples thereof include 1 to 12 alkynyl groups.

C及びHからなる芳香族置換基としては、直鎖状でも分岐状でもよい炭素数1〜12のアルキル基、炭素数1〜12のシクロアルキル基等を置換基として有していてもよいアリール基、アリールアルキル基、アリールアルケニル基、アリールアルキニル基、ビフェニル基等の多環アリール基、ナフチル基、アントラセニル基等の縮合環アリール基等が挙げられる。   As the aromatic substituent composed of C and H, an aryl group optionally having a linear or branched alkyl group having 1 to 12 carbon atoms or a cycloalkyl group having 1 to 12 carbon atoms as a substituent. Groups, arylalkyl groups, arylalkenyl groups, arylalkynyl groups, bicyclic aryl groups such as biphenyl groups, and condensed ring aryl groups such as naphthyl groups and anthracenyl groups.

C、H及びXからなる芳香族置換基としては、直鎖状でも分岐状でもよい炭素数1〜12のアルキル基、炭素数1〜12のシクロアルキル基、又は炭素数1〜12のアルコキシ基を置換基として有していてもよいアリールオキシ基、アリールチオ基、アリールアルコキシ基、アリールアルキルチオ基、チエニル基、ピロリル基、フリル基、ピリジル基、ピペリジル基、キノリル基、イソキノリル基等が挙げられる。   The aromatic substituent composed of C, H and X may be a linear or branched alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, a cycloalkyl group having 1 to 12 carbon atoms, or an alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms. May be an aryloxy group, arylthio group, arylalkoxy group, arylalkylthio group, thienyl group, pyrrolyl group, furyl group, pyridyl group, piperidyl group, quinolyl group, isoquinolyl group and the like.

C、H及び/又はXからなる置換基(脂肪族置換基を含む)とは、具体的には、C、H及びXからなる置換基、C及びXからなる置換基、H及びXからなる置換基、Xからなる置換基等が挙げられる。
C、H及び/又はXからなる置換基としては、アルコキシ基、アルキルチオ基、ヒドロキシ基、ヒドロキシアルキル基、アミノ基、置換アミノ基、シリル基、置換シリル基、シリルオキシ基、置換シリルオキシ基、ハロゲン原子、アシル基、アシルオキシ基、イミノ基、アミド基、イミド基、カルボキシル基、置換カルボキシル基、シアノ基、これらの置換基を有するアルキル基等が挙げられる。
Specifically, the substituent consisting of C, H and / or X (including the aliphatic substituent) includes a substituent consisting of C, H and X, a substituent consisting of C and X, and H and X. Substituents, substituents consisting of X, and the like can be mentioned.
Substituents consisting of C, H and / or X include alkoxy groups, alkylthio groups, hydroxy groups, hydroxyalkyl groups, amino groups, substituted amino groups, silyl groups, substituted silyl groups, silyloxy groups, substituted silyloxy groups, halogen atoms , An acyl group, an acyloxy group, an imino group, an amide group, an imide group, a carboxyl group, a substituted carboxyl group, a cyano group, and an alkyl group having these substituents.

Ar1及びAr2は、それぞれ独立に、C及びHからなる二価の芳香環、並びに、C、H及びX(Xはヘテロ原子である)からなる二価の芳香環からなる群から選択される基である。Xとしては、O(酸素原子)、N(窒素原子)、S(硫黄原子)、Si(珪素原子)、ハロゲン原子等が挙げられる。   Ar1 and Ar2 are each independently a group selected from the group consisting of a divalent aromatic ring consisting of C and H, and a divalent aromatic ring consisting of C, H and X (X is a heteroatom). It is. Examples of X include O (oxygen atom), N (nitrogen atom), S (sulfur atom), Si (silicon atom), halogen atom, and the like.

C及びHからなる二価の芳香環としては、二価の単環、または、2個以上、好ましくは2〜5個の環が縮合してなる縮合環等の芳香族炭化水素環が挙げられる。具体的には、それぞれ二価のベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、フェナントレン環、ピレン環、ペリレン環、テトラセン環、ペンタセン環、フルオレン環、インデノフルオレン環、アズレン環、ヘプタレン環、ビフェニレン環、インダセン環、アセナフチレン環、フェナレン環、フルオランテン環、アセフェナントリレン環、アセアントリレン環、トリフェニレン環、クリセン環、ナフタセン環、ピセン環、ペンタフェン環、テトラフェニレン環、ヘキサフェン環、ヘキサセン環、ルビセン環、コロネン環、トリナフチレン環、ヘプタフェン環、ヘプタセン環等の芳香族炭化水素環が挙げられる。   Examples of the divalent aromatic ring composed of C and H include an aromatic hydrocarbon ring such as a divalent monocyclic ring or a condensed ring formed by condensing 2 or more, preferably 2 to 5 rings. . Specifically, divalent benzene ring, naphthalene ring, anthracene ring, phenanthrene ring, pyrene ring, perylene ring, tetracene ring, pentacene ring, fluorene ring, indenofluorene ring, azulene ring, heptalene ring, biphenylene ring, Indacene ring, acenaphthylene ring, phenalene ring, fluoranthene ring, acephenanthrylene ring, aceantolylene ring, triphenylene ring, chrysene ring, naphthacene ring, picene ring, pentaphen ring, tetraphenylene ring, hexaphen ring, hexacene ring, rubicene ring , Aromatic hydrocarbon rings such as coronene ring, trinaphthylene ring, heptaphene ring and heptacene ring.

C、H及びX(Xはヘテロ原子である)からなる二価の芳香環としては、二価の複素単環、または、2個以上、好ましくは2〜5個の環が縮合してなる縮合環等の複素芳香環が挙げられる。具体的には、それぞれ二価のピリジン環、ピリミジン環、ピリダジン環、ピラジン環、キノリン環、イソキノリン環、キノキサリン環、キナゾリン環、アクリジン環、フェナントロリン環、チオフェン環、ベンゾチオフェン環、ジベンゾチオフェン環、チオフェンオキシド環、ベンゾチオフェンオキシド環、ジベンゾチオフェンオキシド環、チオフェンジオキシド環、ベンゾチオフェンジオキシド環、ジベンゾチオフェンジオキシド環、フラン環、ベンゾフラン環、ジベンゾフラン環、ピロール環、インドール環、ジベンゾピロール環、シロール環、ベンゾシロール環、ジベンゾシロール環、ボロール環、ベンゾボロール環、ジベンゾボロール環、ピラゾール環、イミダゾール環、オキサジアゾール環、カルバゾール環、ピロロイミダゾール環、ピロロピラゾール環、ピロロピロール環、チエノピロール環、チエノチオフェン環、フロピロール環、フロフラン環、チエノフラン環、ベンゾイソオキサゾール環、ベンゾイソチアゾール環、ベンゾイミダゾール環、トリアジン環、シンノリン環、フェナントリジン環、ペリミジン環、キナゾリノン環、イソベンゾフラン環、イソインドール環、インドリジン環、クロメン環、ベンゾピラン環、キサンテン環、キノリジン環、フェナントリジン環、ナフチリジン環、インダゾール環、フタラジン環、プリン環、プテリジン環、チアントレン環、フェノキサチイン環、フェノキサジン環、フェノチアジン環、フェナジン環等の複素芳香環が挙げられる。   The divalent aromatic ring composed of C, H and X (where X is a heteroatom) is a divalent heteromonocycle or a condensation formed by condensation of 2 or more, preferably 2 to 5 rings. And heteroaromatic rings such as rings. Specifically, bivalent pyridine ring, pyrimidine ring, pyridazine ring, pyrazine ring, quinoline ring, isoquinoline ring, quinoxaline ring, quinazoline ring, acridine ring, phenanthroline ring, thiophene ring, benzothiophene ring, dibenzothiophene ring, Thiophene oxide ring, benzothiophene oxide ring, dibenzothiophene oxide ring, thiophene dioxide ring, benzothiophene dioxide ring, dibenzothiophene dioxide ring, furan ring, benzofuran ring, dibenzofuran ring, pyrrole ring, indole ring, dibenzopyrrole ring, Silole ring, benzosilol ring, dibenzosilol ring, borol ring, benzoborol ring, dibenzoborol ring, pyrazole ring, imidazole ring, oxadiazole ring, carbazole ring, pyrroloimidazole , Pyrrolopyrazole ring, pyrrolopyrrole ring, thienopyrrole ring, thienothiophene ring, furopyrrole ring, furofuran ring, thienofuran ring, benzoisoxazole ring, benzoisothiazole ring, benzimidazole ring, triazine ring, cinnoline ring, phenanthridine ring, Perimidine ring, quinazolinone ring, isobenzofuran ring, isoindole ring, indolizine ring, chromene ring, benzopyran ring, xanthene ring, quinolidine ring, phenanthridine ring, naphthyridine ring, indazole ring, phthalazine ring, purine ring, pteridine ring, Examples include a heteroaromatic ring such as a thianthrene ring, a phenoxathiin ring, a phenoxazine ring, a phenothiazine ring, and a phenazine ring.

Ar1及びAr2としては、中でも、芳香族炭化水素環が好ましく、ベンゼン環、ナフタレン環及びアントラセン環がより好ましい。   As Ar1 and Ar2, an aromatic hydrocarbon ring is preferable, and a benzene ring, a naphthalene ring, and an anthracene ring are more preferable.

Ar1及びAr2の基は置換基を有していてもよく、置換基としては、例えば、アルキル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アリール基、アリールオキシ基、アリールチオ基、アリールアルキル基、アリールアルコキシ基、アリールアルキルチオ基、アリールアルケニル基、アリールアルキニル基、アミノ基、置換アミノ基、シリル基、置換シリル基、シリルオキシ基、置換シリルオキシ基、ハロゲン原子、アシル基、アシルオキシ基、イミノ基、アミド基、イミド基、カルボキシル基、置換カルボキシル基、シアノ基、1価の複素環基等が挙げられる。   The groups Ar1 and Ar2 may have a substituent. Examples of the substituent include an alkyl group, an alkoxy group, an alkylthio group, an aryl group, an aryloxy group, an arylthio group, an arylalkyl group, an arylalkoxy group, Arylalkylthio group, arylalkenyl group, arylalkynyl group, amino group, substituted amino group, silyl group, substituted silyl group, silyloxy group, substituted silyloxy group, halogen atom, acyl group, acyloxy group, imino group, amide group, imide group , Carboxyl group, substituted carboxyl group, cyano group, monovalent heterocyclic group and the like.

高分子化合物において、上記式(1)で表される単位の含有割合は、有機光電変換素子の効率向上のために、モノマー仕込み比率で5〜50%が好ましく、10〜50%がより好ましく、20〜50%がさらに好ましい。なお、モノマー仕込み比率とは、(上記式で表される単位を構成するためのモノマーのモル数/全モノマーのモル数)をいう。5%未満もしくは50%を超えると、有機光電変換素子の光電変換層に用いた際に変換効率が低下する場合がある。   In the polymer compound, the content ratio of the unit represented by the above formula (1) is preferably 5 to 50%, more preferably 10 to 50% in terms of the monomer charging ratio in order to improve the efficiency of the organic photoelectric conversion element. 20 to 50% is more preferable. The monomer charge ratio means (number of moles of monomer for constituting unit represented by the above formula / number of moles of all monomers). If it is less than 5% or exceeds 50%, the conversion efficiency may decrease when used in the photoelectric conversion layer of the organic photoelectric conversion element.

有機光電変換素子の効率を向上させるためには、R1及びR2としては、R1が水素原子である高分子化合物が好ましく、またR1が水素原子で、R2が結合する水素原子数が2以下の炭素原子である高分子化合物がより好ましい。さらには、R1が水素原子で、R2が結合する水素原子数が1以下の炭素原子である高分子化合物がより好ましく、R1が水素原子で、R2が結合する水素原子数が0の炭素原子である化合物が最も好ましい。   In order to improve the efficiency of the organic photoelectric conversion element, as R1 and R2, a polymer compound in which R1 is a hydrogen atom is preferable, and R1 is a hydrogen atom, and carbon having 2 or less hydrogen atoms to which R2 is bonded. High molecular compounds that are atoms are more preferred. Furthermore, a polymer compound in which R1 is a hydrogen atom and R2 is bonded to a carbon atom having 1 or less hydrogen atoms is more preferable, R1 is a hydrogen atom, and R2 is bonded to a carbon atom having 0 hydrogen atoms. Certain compounds are most preferred.

なお、R2が結合する水素原子数が2以下(又は1以下、0)の炭素原子であるとは、R2が、遊離炭素を有する置換基であって、遊離炭素に結合している水素原子数が2以下の置換基であることを意味する。換言すると、R2が、炭素原子(トリメチル構造に結合している炭素原子)から遊離原子価が出ている一価の基であり、該炭素原子に結合している水素原子数が2以下の一価の基であることを意味する。   Note that the number of hydrogen atoms to which R2 is bonded is a carbon atom having 2 or less (or 1 or less, 0) that R2 is a substituent having a free carbon and the number of hydrogen atoms bonded to the free carbon. Is a substituent of 2 or less. In other words, R2 is a monovalent group having a free valence from a carbon atom (a carbon atom bonded to a trimethyl structure), and the number of hydrogen atoms bonded to the carbon atom is 2 or less. Means a valent group.

高分子化合物は、式(1)で表される繰返し単位に加え、好ましくは、ドナー性、アクセプター性を有する繰返し単位を少なくとも1種以上含む。ドナー性、アクセプター性を有する繰返し単位は特に限定されないが、上述のChem. Rev., 2009, 109, 5868-5923などから引用される単位が適用できる。好ましくは、例えば、下記式(2)〜(27)で表される単位を含む。なお、式(27)中、nは1以上の整数であり、好ましくは1〜10、より好ましくは2〜6である。

Figure 2013070000
In addition to the repeating unit represented by the formula (1), the polymer compound preferably contains at least one repeating unit having a donor property and an acceptor property. Although the repeating unit having donor properties and acceptor properties is not particularly limited, units cited from the above-mentioned Chem. Rev., 2009, 109, 5868-5923, etc. can be applied. Preferably, for example, a unit represented by the following formulas (2) to (27) is included. In addition, in Formula (27), n is an integer greater than or equal to 1, Preferably it is 1-10, More preferably, it is 2-6.
Figure 2013070000

上記式(2)〜(27)で表される単位が有する置換基Rとしては、水素及び一価の基からなる群から選択される基であり、特に制限はないが、例えば、−R、−OR、−SR、−OCOR、−COOR、−SiR又はポリエーテルである下記式

Figure 2013070000
(ただし、R〜R11は、水素原子、炭素数1〜22個の直鎖、環状若しくは分岐アルキル基又は炭素数2〜30個のアリール基若しくはヘテロアリール基を表し、a、b及びcは、1以上の整数、好ましくは1〜4の整数を表す。)で表される置換基を挙げることができ、それぞれは同一であっても異なっていてもよい。 The substituent R included in the units represented by the above formulas (2) to (27) is a group selected from the group consisting of hydrogen and a monovalent group, and is not particularly limited. For example, —R 1 , —OR 2 , —SR 3 , —OCOR 4 , —COOR 5 , —SiR 6 R 7 R 8 or a polyether
Figure 2013070000
(Wherein, R 1 to R 11 represents a hydrogen atom, a linear, cyclic or branched alkyl group or a number of 2 to 30 carbon atoms an aryl group or heteroaryl group having 1 to 22 carbon atoms, a, b and c Represents an integer of 1 or more, preferably an integer of 1 to 4.), each of which may be the same or different.

高分子化合物が共重合体である場合、すなわち、高分子化合物が式(1)で表される繰返し単位以外の繰返し単位、例えば、ドナー性、アクセプター性を有する繰返し単位を含む場合、高分子化合物は、交互、ランダム、ブロック、又はグラフト共重合体であってもよい。   When the polymer compound is a copolymer, that is, when the polymer compound contains a repeating unit other than the repeating unit represented by the formula (1), for example, a repeating unit having a donor property and an acceptor property, the polymer compound May be alternating, random, block, or graft copolymers.

高分子化合物の数平均分子量は1,000〜500,000であることが好ましい。高分子化合物の取り扱いの容易さや、有機光電変換素子の効率向上の観点から2,500〜100,000であることがより好ましい。なお、数平均分子量はゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により、標準ポリスチレンの検量線を用いて測定することができる。   The number average molecular weight of the polymer compound is preferably 1,000 to 500,000. From the viewpoint of easy handling of the polymer compound and improvement of the efficiency of the organic photoelectric conversion element, the molecular weight is more preferably 2,500 to 100,000. The number average molecular weight can be measured by gel permeation chromatography (GPC) using a standard polystyrene calibration curve.

高分子化合物の製造方法としては、反応性置換基を有する単量体を用い、Suzukiカップリング反応等のニッケル触媒又はパラジウム触媒により重合する方法、Grignard反応により重合する方法、Kumada-Tamaoカップリング反応等のゼロ価ニッケル錯体により重合する方法、FeCl等の酸化剤により重合する方法、電気化学的に酸化重合する方法、あるいは適当な脱離基を有する中間体高分子の分解による方法等が例示される。反応性置換基としては、ハロゲン原子やホウ酸エステル等の縮合反応によって結合生成に関与する基が挙げられる。 As a method for producing a polymer compound, a monomer having a reactive substituent is used, a method of polymerization using a nickel catalyst or a palladium catalyst such as a Suzuki coupling reaction, a method of polymerization using a Grignard reaction, a Kumada-Tamao coupling reaction Examples include a method of polymerizing with a zero-valent nickel complex such as a method of polymerizing with an oxidizing agent such as FeCl 3, a method of electrochemically oxidatively polymerizing, or a method of decomposing an intermediate polymer having an appropriate leaving group. The Examples of the reactive substituent include a group that participates in bond formation by a condensation reaction such as a halogen atom or a borate ester.

式(1)で表される単位を構成する、反応性置換基を有する単量体は、マロン酸ジエステルあるいはその誘導体を原料とする、アルキル化剤X−CH−Ar1−Y1及び/又はX−CH−Ar2−Y2(X=ハロゲン、Y1及びY2=反応性置換基)によるアルキル化や、続く、脱炭酸反応によって得ることができる。さらに、マロン酸ジエステルのアルキル化によって得られるα,α−ジアルキル化されたマロン酸ジエステルや、脱炭酸反応によって得られるα,α−ジアルキル酢酸エステルを中間体とする合成法を用いても得ることができる。 The monomer having a reactive substituent constituting the unit represented by the formula (1) is an alkylating agent X-CH 2 -Ar 1 -Y 1 and / or X using a malonic acid diester or a derivative thereof as a raw material. It can be obtained by alkylation with —CH 2 —Ar 2 —Y 2 (X = halogen, Y 1 and Y 2 = reactive substituents) and subsequent decarboxylation reaction. Furthermore, it can also be obtained using an α, α-dialkylated malonic acid diester obtained by alkylation of a malonic acid diester or an α, α-dialkylacetic acid ester obtained by decarboxylation as an intermediate. Can do.

あるいは、式(1)で表される単位を構成する、反応性置換基を有する単量体は、アセト酢酸エステルあるいはその誘導体を原料とする、アルキル化剤X−CH−Ar1−Y1及び/又はX−CH−Ar2−Y2(X=ハロゲン、Y1及びY2=反応性置換基)によるアルキル化、続く、脱炭酸反応によって得ることができる。さらに、アルキル化によって得られるα,α−ジアルキル化されたアセト酢酸エステルや、脱炭酸反応によって得られるα,α−ジアルキルケトンを中間体とする合成法を用いても得ることができる。 Alternatively, the monomer having a reactive substituent constituting the unit represented by the formula (1) is an alkylating agent X—CH 2 —Ar 1 —Y 1 and / or an acetoacetate ester or a derivative thereof. Alternatively, it can be obtained by alkylation with X—CH 2 —Ar 2 —Y 2 (X = halogen, Y 1 and Y 2 = reactive substituents) followed by decarboxylation. Furthermore, it can also be obtained by using a synthesis method in which an α, α-dialkylated acetoacetate ester obtained by alkylation or an α, α-dialkylketone obtained by decarboxylation is used as an intermediate.

高分子化合物は有機光電変換素子に用いられるものであり、その純度が光電変換効率等の素子の性能に影響を与えるため、不純物は極力除去することが好ましい。   The polymer compound is used for an organic photoelectric conversion element, and since its purity affects the performance of the element such as photoelectric conversion efficiency, it is preferable to remove impurities as much as possible.

高分子化合物中から不純物を除去する方法は特に限定されないが、カラムクロマトグラフィー法、再結晶法、昇華法、再沈殿法、ソクスレー抽出法、GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)による分子量分画法、濾過法、イオン交換法、キレート法等を用いることができる。なかでも、低分子量成分を除去する場合には再沈殿法やソクスレー抽出法、GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)による分子量分画法が好ましく用いられ、金属成分を除去する場合には再沈殿法やキレート法、イオン交換法が好ましく用いられる。これらの方法のうち、複数を組み合わせてもよい。   The method for removing impurities from the polymer compound is not particularly limited, but column chromatography method, recrystallization method, sublimation method, reprecipitation method, Soxhlet extraction method, molecular weight fractionation method by GPC (gel permeation chromatography), A filtration method, an ion exchange method, a chelate method, or the like can be used. Of these, reprecipitation, Soxhlet extraction, and molecular weight fractionation by GPC (gel permeation chromatography) are preferably used to remove low molecular weight components, and reprecipitation or A chelate method or an ion exchange method is preferably used. A plurality of these methods may be combined.

[有機光電変換素子の構成]
次に、有機光電変換素子の構成について説明する。有機光電変換素子は、一般的に、少なくとも正極と負極を有し、これらの間に光電変換層を有する。有機光電変換素子は、さらにバッファ層を有してもよい。図1は本発明の実施形態の有機光電変換素子の一例を示す模式図である。図1において1は光電変換層、2は正極、3は負極、4はバッファ層、5は基板である。式(1)で表される繰返し単位を含む高分子化合物を含む層を、光電変換層やバッファ層に用いることができる。
[Configuration of organic photoelectric conversion element]
Next, the configuration of the organic photoelectric conversion element will be described. An organic photoelectric conversion element generally has at least a positive electrode and a negative electrode, and a photoelectric conversion layer between them. The organic photoelectric conversion element may further have a buffer layer. FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an example of an organic photoelectric conversion element according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, 1 is a photoelectric conversion layer, 2 is a positive electrode, 3 is a negative electrode, 4 is a buffer layer, and 5 is a substrate. A layer containing a polymer compound containing a repeating unit represented by formula (1) can be used for the photoelectric conversion layer and the buffer layer.

[光電変換層]
有機光電変換素子の一例においては、光電変換層1が式(1)で表される繰返し単位を含む高分子化合物を含む。高分子化合物が、さらに、ドナー性(電子供与性)を有する繰返し単位を含んでいるか、または、アクセプター性(電子受容性)を有する繰返し単位を含んでいるかに応じて、高分子化合物を電子供与性有機材料として用いることも、電子受容性有機材料として用いることも可能である。電子供与性有機材料と電子受容性有機材料は混合されていても積層されていてもよい。混合されている場合は、電子供与性有機材料と電子受容性有機材料は分子レベルで相溶しているか、相分離している。この相分離構造のドメインサイズは特に限定されるものではないが通常1nm以上50nm以下のサイズである。積層されている場合は、p型半導体特性を示す電子供与性有機材料を有する層が正極側、n型半導体特性を示す電子受容性有機材料を有する層が負極側であることが好ましい。特に、変換効率の観点から、電子供与性有機材料および電子受容性有機材料が混合されていることが好ましい。
[Photoelectric conversion layer]
In an example of the organic photoelectric conversion element, the photoelectric conversion layer 1 includes a polymer compound including a repeating unit represented by the formula (1). Depending on whether the polymer compound further contains a repeating unit having a donor property (electron-donating property) or a repeating unit having an acceptor property (electron-accepting property), the polymer compound is electron-donated. It can be used as an organic material or an electron-accepting organic material. The electron donating organic material and the electron accepting organic material may be mixed or laminated. When they are mixed, the electron-donating organic material and the electron-accepting organic material are compatible or phase-separated at the molecular level. The domain size of this phase separation structure is not particularly limited, but is usually 1 nm or more and 50 nm or less. When laminated, the layer having an electron-donating organic material exhibiting p-type semiconductor characteristics is preferably on the positive electrode side, and the layer having an electron-accepting organic material exhibiting n-type semiconductor characteristics is preferably on the negative electrode side. In particular, from the viewpoint of conversion efficiency, it is preferable that an electron-donating organic material and an electron-accepting organic material are mixed.

光電変換層は5nmから500nmの厚さが好ましく、より好ましくは30nmから300nmである。   The thickness of the photoelectric conversion layer is preferably 5 nm to 500 nm, more preferably 30 nm to 300 nm.

また、光電変換層には、前述の高分子化合物以外の電子供与性有機材料(p型有機半導体)及び/又は電子受容性有機材料(n型有機半導体)を含んでいてもよい。   Further, the photoelectric conversion layer may contain an electron-donating organic material (p-type organic semiconductor) and / or an electron-accepting organic material (n-type organic semiconductor) other than the above-described polymer compound.

ここで用いることができる電子供与性有機材料(p型有機半導体)としては、例えば、ポリチオフェン系重合体、ポリ−p−フェニレンビニレン系重合体、ポリ−p−フェニレン系重合体、ポリフルオレン系重合体、ポリピロール系重合体、ポリアニリン系重合体、ポリアセチレン系重合体、ポリチエニレンビニレン系重合体などの共役系重合体や、H2フタロシアニン(H2Pc)、銅フタロシアニン(CuPc)、亜鉛フタロシアニン(ZnPc)等のフタロシアニン誘導体、ポルフィリン誘導体、N,N’−ジフェニル−N,N’−ジ(3−メチルフェニル)−4,4’−ジフェニル−1,1’−ジアミン(TPD)、N,N’−ジナフチル−N,N’−ジフェニル−4,4’−ジフェニル−1,1’−ジアミン(NPD)等のトリアリールアミン誘導体、4,4’−ジ(カルバゾール−9−イル)ビフェニル(CBP)等のカルバゾール誘導体、オリゴチオフェン誘導体(ターチオフェン、クウォーターチオフェン、セキシチオフェン、オクチチオフェンなど)等の低分子有機化合物が挙げられる。   Examples of the electron-donating organic material (p-type organic semiconductor) that can be used here include a polythiophene polymer, a poly-p-phenylene vinylene polymer, a poly-p-phenylene polymer, and a polyfluorene heavy polymer. Conjugated polymers such as polymers, polypyrrole polymers, polyaniline polymers, polyacetylene polymers, polythienylene vinylene polymers, H2 phthalocyanine (H2Pc), copper phthalocyanine (CuPc), zinc phthalocyanine (ZnPc), etc. Phthalocyanine derivatives, porphyrin derivatives, N, N′-diphenyl-N, N′-di (3-methylphenyl) -4,4′-diphenyl-1,1′-diamine (TPD), N, N′-dinaphthyl Tria such as -N, N'-diphenyl-4,4'-diphenyl-1,1'-diamine (NPD) Low molecular organic compounds such as uramine derivatives, carbazole derivatives such as 4,4′-di (carbazol-9-yl) biphenyl (CBP), oligothiophene derivatives (terthiophene, quarterthiophene, sexithiophene, octithiophene, etc.) Can be mentioned.

電子受容性有機材料(n型有機半導体)としては、例えば、1,4,5,8−ナフタレンテトラカルボキシリックジアンハイドライド(NTCDA)、3,4,9,10−ペリレンテトラカルボキシリックジアンハイドライド(PTCDA)、3,4,9,10−ペリレンテトラカルボキシリックビスベンズイミダゾール(PTCBI)、N,N’−ジオクチル−3,4,9,10−ナフチルテトラカルボキシジイミド(PTCDI−C8H)、2−(4−ビフェニリル)−5−(4−t−ブチルフェニル)−1,3,4−オキサジアゾール(PBD)、2,5−ジ(1−ナフチル)−1,3,4−オキサジアゾール(BND)等のオキサゾール誘導体、3−(4−ビフェニリル)−4−フェニル−5−(4−t−ブチルフェニル)−1,2,4−トリアゾール(TAZ)等のトリアゾール誘導体、フェナントロリン誘導体、ホスフィンオキサイド誘導体、フラーレン化合物(C60、C70、C76、C78、C82、C84、C90、C94を始めとする無置換のものと、[6,6]−フェニル−C61−ブチリックアシッドメチルエステル([6,6]−PCBM)、[5,6]−フェニル−C61−ブチリックアシッドメチルエステル([5,6]−PCBM)、[6,6]−フェニル−C61−ブチリックアシッドヘキシルエステル([6,6]−PCBH)、[6,6]−フェニル−C61−ブチリックアシッドドデシルエステル([6,6]−PCBD)、フェニル−C71−ブチリックアシッドメチルエステル(PC70BM)、フェニル−C85−ブチリックアシッドメチルエステル(PC84BM)など)、カーボンナノチューブ(CNT)、ポリ−p−フェニレンビニレン系重合体にシアノ基を導入した誘導体(CN−PPV)などが挙げられる。中でも、フラーレン化合物は電荷分離速度と電子移動速度が速いため、好ましく用いられる。   Examples of the electron-accepting organic material (n-type organic semiconductor) include 1,4,5,8-naphthalene tetracarboxyl dianhydride (NTCDA), 3,4,9,10-perylene tetracarboxyl dianhydride (PTCDA). ), 3,4,9,10-perylenetetracarboxylic bisbenzimidazole (PTCBI), N, N′-dioctyl-3,4,9,10-naphthyltetracarboxydiimide (PTCDI-C8H), 2- (4 -Biphenylyl) -5- (4-t-butylphenyl) -1,3,4-oxadiazole (PBD), 2,5-di (1-naphthyl) -1,3,4-oxadiazole (BND) Oxazole derivatives such as 3- (4-biphenylyl) -4-phenyl-5- (4-tert-butylphenyl) -1,2 Triazole derivatives such as 4-triazole (TAZ), phenanthroline derivatives, phosphine oxide derivatives, fullerene compounds (unsubstituted ones including C60, C70, C76, C78, C82, C84, C90, C94, [6, 6 ] -Phenyl-C61-butyric acid methyl ester ([6,6] -PCBM), [5,6] -Phenyl-C61-butyric acid methyl ester ([5,6] -PCBM), [6,6 ] -Phenyl-C61-butyric acid hexyl ester ([6,6] -PCBH), [6,6] -Phenyl-C61-butyric acid dodecyl ester ([6,6] -PCBD), Phenyl-C71- Butyric acid methyl ester (PC70BM), phenyl-C85-butyrica Tsu like de methyl ester (PC84BM)), carbon nanotubes (CNT), poly -p- phenylene vinylene-based polymer derivatives obtained by introducing cyano group into (CN-PPV) and the like. Among these, fullerene compounds are preferably used because of their high charge separation speed and electron transfer speed.

電子供与性有機材料と電子受容性有機材料の含有比率(重量分率)は特に限定されないが、電子供与性有機材料:電子受容性有機材料の重量分率が、1〜99:99〜1の範囲であることが好ましく、より好ましくは10〜90:90〜10の範囲であり、さらに好ましくは20〜60:80〜40の範囲である。電子供与性有機材料と電子受容性有機材料は混合して用いることが好ましい。混合方法としては特に限定されるものではないが、所望の比率で溶媒に添加した後、加熱、撹拌、超音波照射などの方法を1種または複数種組み合わせて溶媒中に溶解させる方法が挙げられる。なお、光電変換層が一層からなる場合は、上述の含有比率はその一層に含まれる電子供与性有機材料と電子受容性有機材料の含有比率となり、光電変換層が二層以上の積層構造である場合は、光電変換層全体における電子供与性有機材料と電子受容性有機材料の含有比率を意味する。   The content ratio (weight fraction) of the electron donating organic material and the electron accepting organic material is not particularly limited, but the weight fraction of the electron donating organic material: electron accepting organic material is 1 to 99:99 to 1. It is preferable that it is a range, More preferably, it is the range of 10-90: 90-10, More preferably, it is the range of 20-60: 80-40. It is preferable to use a mixture of an electron-donating organic material and an electron-accepting organic material. Although it does not specifically limit as a mixing method, After adding to a solvent in a desired ratio, the method of making it melt | dissolve in a solvent combining 1 type or multiple types of methods, such as a heating, stirring, and ultrasonic irradiation, is mentioned. . When the photoelectric conversion layer is composed of a single layer, the above-described content ratio is the content ratio of the electron-donating organic material and the electron-accepting organic material included in the single layer, and the photoelectric conversion layer has a laminated structure of two or more layers. In the case, it means the content ratio of the electron-donating organic material and the electron-accepting organic material in the entire photoelectric conversion layer.

[電極]
前記の正極および負極材料としては、導電性の金属酸化物膜、半透明の金属薄膜等が挙げられる。具体的には、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化スズ、及びそれらの複合体であるインジウム・スズ・オキサイド(ITO)、インジウム・亜鉛・オキサイド等からなる導電性材料を用いて作製された膜(NESA等)や、金、白金、銀、銅等が用いられ、ITO、インジウム・亜鉛・オキサイド、酸化スズが好ましい。電極の作製方法としては、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、メッキ法等が挙げられる。また、電極材料として、ポリアニリン及びその誘導体、ポリチオフェン及びその誘導体等の有機の透明導電膜を用いてもよい。さらに電極材料としては、金属、導電性高分子等を用いることができ、好ましくは一対の電極のうち一方の電極は仕事関数の小さい材料が好ましい。例えば、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、アルミニウム、スカンジウム、バナジウム、亜鉛、イットリウム、インジウム、セリウム、サマリウム、ユーロピウム、テルビウム、イッテルビウム等の金属、及びそれらのうち2つ以上の合金、又はそれらのうち1つ以上と、金、銀、白金、銅、マンガン、チタン、コバルト、ニッケル、タングステン、錫のうち1つ以上との合金、グラファイト又はグラファイト層間化合物等が用いられる。合金の例としては、マグネシウム−銀合金、マグネシウム−インジウム合金、マグネシウム−アルミニウム合金、インジウム−銀合金、リチウム−アルミニウム合金、リチウム−マグネシウム合金、リチウム−インジウム合金、カルシウム−アルミニウム合金等が挙げられる。
[electrode]
Examples of the positive electrode and negative electrode materials include conductive metal oxide films and translucent metal thin films. Specifically, indium oxide, zinc oxide, tin oxide, and a composite film thereof (NESA) manufactured using a conductive material made of indium / tin / oxide (ITO), indium / zinc / oxide, or the like. Etc.), gold, platinum, silver, copper and the like are used, and ITO, indium / zinc / oxide, and tin oxide are preferable. Examples of the method for producing the electrode include a vacuum deposition method, a sputtering method, an ion plating method, a plating method, and the like. Moreover, you may use organic transparent conductive films, such as polyaniline and its derivative (s), polythiophene, and its derivative (s) as an electrode material. Furthermore, as the electrode material, a metal, a conductive polymer, or the like can be used. Preferably, one of the pair of electrodes is preferably a material having a small work function. For example, metals such as lithium, sodium, potassium, rubidium, cesium, magnesium, calcium, strontium, barium, aluminum, scandium, vanadium, zinc, yttrium, indium, cerium, samarium, europium, terbium, ytterbium, and two of them One or more alloys, or one or more of them and an alloy of one or more of gold, silver, platinum, copper, manganese, titanium, cobalt, nickel, tungsten, tin, graphite, or a graphite intercalation compound are used. It is done. Examples of the alloy include magnesium-silver alloy, magnesium-indium alloy, magnesium-aluminum alloy, indium-silver alloy, lithium-aluminum alloy, lithium-magnesium alloy, lithium-indium alloy, calcium-aluminum alloy and the like.

本発明の実施形態の有機光電変換素子においては、正極もしくは負極のいずれかが光透過性を有することが好ましい。   In the organic photoelectric conversion element of the embodiment of the present invention, it is preferable that either the positive electrode or the negative electrode has light transmittance.

[バッファ層]
前記バッファ層としては、電荷輸送層、即ち、正孔輸送層、電子輸送層が挙げられる。バッファ層に用いられる材料として、前述の高分子化合物に加え、前述の電子供与性有機材料及び電子受容性有機材料や後述の材料がある。
[Buffer layer]
Examples of the buffer layer include a charge transport layer, that is, a hole transport layer and an electron transport layer. As a material used for the buffer layer, in addition to the above-described polymer compound, there are the above-described electron-donating organic material, electron-accepting organic material, and materials described below.

具体的には、正極と光電変換層の間にバッファ層(正孔輸送層)を設けてもよい。正孔輸送層を形成する材料としては、ポリチオフェン系重合体、ポリ−p−フェニレンビニレン系重合体、ポリフルオレン系重合体などの導電性高分子や、フタロシアニン誘導体(HPc、CuPc、ZnPcなど)、ポルフィリン誘導体などのp型半導体特性を示す低分子有機化合物が好ましく用いられる。特に、ポリチオフェン系重合体であるポリエチレンジオキシチオフェン(PEDOT)やPEDOTにポリスチレンスルホネート(PSS)が添加されたものが好ましく用いられる。正孔輸送層は0.2nmから600nmの厚さが好ましく、より好ましくは0.2nmから200nmである。正孔輸送層層は、MnOx、WO、SnO、In、ZnO等の各種金属酸化物でドーピングしても良い。 Specifically, a buffer layer (hole transport layer) may be provided between the positive electrode and the photoelectric conversion layer. As a material for forming the hole transport layer, conductive polymers such as polythiophene polymers, poly-p-phenylene vinylene polymers, polyfluorene polymers, phthalocyanine derivatives (H 2 Pc, CuPc, ZnPc, etc.) ), Low molecular organic compounds exhibiting p-type semiconductor properties such as porphyrin derivatives are preferably used. In particular, polyethylenedioxythiophene (PEDOT), which is a polythiophene polymer, or PEDOT to which polystyrene sulfonate (PSS) is added is preferably used. The thickness of the hole transport layer is preferably from 0.2 nm to 600 nm, more preferably from 0.2 nm to 200 nm. The hole transport layer may be doped with various metal oxides such as MnOx, WO 3 , SnO 2 , In 2 O 3 , and ZnO.

また、負極と光電変換層の間にバッファ層(電子輸送層)を設けてもよい。電子輸送層を形成する材料として、特に限定されるものではないが、上述の電子受容性有機材料(NTCDA、PTCDA、PTCDI−C8H、オキサゾール誘導体、トリアゾール誘導体、フェナントロリン誘導体、ホスフィンオキサイド誘導体、フラーレン化合物、CNT、CN−PPVなど)のようにn型半導体特性を示す有機材料が好ましく用いられる。またフッ化リチウム等のアルカリ金属、アルカリ土類金属のハロゲン化物、酸化物、酸化チタン等無機半導体の微粒子等を使用しても良い。電子輸送層は0.2nmから600nmの厚さが好ましく、より好ましくは0.2nmから200nmである。   Further, a buffer layer (electron transport layer) may be provided between the negative electrode and the photoelectric conversion layer. The material for forming the electron transport layer is not particularly limited, but the above-described electron-accepting organic materials (NTCDA, PTCDA, PTCDI-C8H, oxazole derivatives, triazole derivatives, phenanthroline derivatives, phosphine oxide derivatives, fullerene compounds, An organic material exhibiting n-type semiconductor characteristics such as CNT and CN-PPV is preferably used. In addition, fine particles of an inorganic semiconductor such as an alkali metal such as lithium fluoride, a halide of an alkaline earth metal, an oxide, or titanium oxide may be used. The thickness of the electron transport layer is preferably from 0.2 nm to 600 nm, more preferably from 0.2 nm to 200 nm.

[有機光電変換素子の製造方法]
次に、本発明の実施形態である光電変換素子の製造方法について説明する。光電変換素子の製造方法は、上述の高分子化合物を含有する溶液を塗布することにより上述の高分子化合物を含む層を形成する工程を有する。製造方法の一例を具体的に示すと、まず、プラスチック、ガラス等の基板上にITOなどの透明電極(この場合正極に相当)をスパッタリング法などにより形成する。次に、式(1)で表される繰返し単位を含む高分子化合物、必要に応じその他の電子供与性有機材料及び/又は電子受容性有機材料を含む光電変換素子用材料を溶媒に溶解させて溶液を作り、透明電極上に塗布し光電変換層を形成する。このとき用いられる溶媒は有機溶媒が好ましく、例えば、メタノール、エタノール、ブタノール、トルエン、キシレン、o−クロロフェノール、アセトン、酢酸エチル、エチレングリコール、テトラヒドロフラン、ジクロロメタン、クロロホルム、ジクロロエタン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、トリクロロベンゼン、クロロナフタレン、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、N−メチルピロリドン、γ−ブチロラクトンなどが挙げられる。これらを2種以上用いてもよい。
[Method for producing organic photoelectric conversion element]
Next, the manufacturing method of the photoelectric conversion element which is embodiment of this invention is demonstrated. The manufacturing method of a photoelectric conversion element has the process of forming the layer containing the above-mentioned high molecular compound by apply | coating the solution containing the above-mentioned high molecular compound. An example of the manufacturing method will be specifically described. First, a transparent electrode such as ITO (corresponding to a positive electrode in this case) is formed on a substrate such as plastic or glass by a sputtering method or the like. Next, a polymer compound containing the repeating unit represented by the formula (1) and, if necessary, a material for a photoelectric conversion element containing another electron-donating organic material and / or an electron-accepting organic material are dissolved in a solvent. A solution is made and applied on a transparent electrode to form a photoelectric conversion layer. The solvent used at this time is preferably an organic solvent. For example, methanol, ethanol, butanol, toluene, xylene, o-chlorophenol, acetone, ethyl acetate, ethylene glycol, tetrahydrofuran, dichloromethane, chloroform, dichloroethane, chlorobenzene, dichlorobenzene, Examples include chlorobenzene, chloronaphthalene, dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, N-methylpyrrolidone, and γ-butyrolactone. Two or more of these may be used.

光電変換層の形成には、スピンコート塗布、ブレードコート塗布、スリットダイコート塗布、スクリーン印刷塗布、バーコーター塗布、鋳型塗布、印刷転写法、浸漬引き上げ法、インクジェット法、スプレー法など何れの塗布方法を用いてもよく、膜厚制御や配向制御など、得ようとする光電変換層特性に応じて形成方法を選択すればよい。また、塗布方法に代え、真空蒸着法を用いることも可能である。例えばスピンコート塗布を行う場合には、光電変換素子用材料を1〜20g/Lの濃度(光電変換素子用材料と溶媒を含む溶液の体積に対する、光電変換素子用材料の重量)とすることができる。また、濃度を適宜調整することで厚さ5〜200nmの均質な光電変換層を得ることが可能である。形成した光電変換層に対して、溶媒を除去するために、減圧下または不活性雰囲気下(窒素やアルゴン雰囲気下)などでアニーリング処理を行ってもよい。アニーリング処理の好ましい温度は40℃〜300℃、より好ましくは50℃〜200℃である。また、アニーリング処理を行うことで、積層した層が界面で互いに浸透して接触する実行面積が増加し、短絡電流を増大させることができる。このアニーリング処理は、負極の形成後に行ってもよい。   For the formation of the photoelectric conversion layer, any coating method such as spin coating, blade coating, slit die coating, screen printing coating, bar coater coating, mold coating, printing transfer method, dip-up method, ink jet method, spray method, etc. can be used. The formation method may be selected according to the characteristics of the photoelectric conversion layer to be obtained, such as film thickness control and orientation control. Further, it is possible to use a vacuum deposition method instead of the coating method. For example, when spin coating is performed, the photoelectric conversion element material may have a concentration of 1 to 20 g / L (the weight of the photoelectric conversion element material with respect to the volume of the solution containing the photoelectric conversion element material and the solvent). it can. Moreover, it is possible to obtain a homogeneous photoelectric conversion layer having a thickness of 5 to 200 nm by appropriately adjusting the concentration. In order to remove the solvent, the formed photoelectric conversion layer may be subjected to an annealing treatment under reduced pressure or under an inert atmosphere (nitrogen or argon atmosphere). A preferable temperature for the annealing treatment is 40 ° C to 300 ° C, more preferably 50 ° C to 200 ° C. Further, by performing the annealing process, the effective area where the stacked layers permeate and contact each other at the interface increases, and the short-circuit current can be increased. This annealing treatment may be performed after the formation of the negative electrode.

次に、光電変換層上にAlなどの金属電極(この場合負極に相当)を真空蒸着法やスパッタ法により形成する。金属電極は、電子輸送層に低分子有機材料を用いて真空蒸着した場合は、引き続き、真空を保持したまま続けて形成することが好ましい。   Next, a metal electrode such as Al (corresponding to a negative electrode in this case) is formed on the photoelectric conversion layer by vacuum deposition or sputtering. When the metal electrode is vacuum-deposited using a low molecular organic material for the electron transport layer, it is preferable that the metal electrode is continuously formed while maintaining the vacuum.

正極と光電変換層の間に正孔輸送層を設ける場合には、例えば、正孔輸送層を形成するための材料を正極上にスピンコート法、バーコーティング法、ブレードによるキャスト法等で塗布した後、真空恒温槽やホットプレートなどを用いて溶媒を除去し、正孔輸送層を形成する。フタロシアニン誘導体やポルフィリン誘導体などの低分子有機材料を使用する場合には、真空蒸着機を用いた真空蒸着法を適用することも可能である。   When a hole transport layer is provided between the positive electrode and the photoelectric conversion layer, for example, a material for forming the hole transport layer is applied on the positive electrode by a spin coating method, a bar coating method, a blade casting method, or the like. Thereafter, the solvent is removed using a vacuum thermostat or a hot plate to form a hole transport layer. In the case of using a low molecular organic material such as a phthalocyanine derivative or a porphyrin derivative, it is also possible to apply a vacuum vapor deposition method using a vacuum vapor deposition machine.

光電変換層と負極の間に電子輸送層を設ける場合には、例えば、所望の電子輸送層を形成するための材料を光電変換層上にスピンコート法、バーコーティング法、ブレードによるキャスト法、スプレー法等で塗布した後、真空恒温槽やホットプレートなどを用いて溶媒を除去し、電子輸送層を形成する。フェナントロリン誘導体やC60などの低分子有機材料を使用する場合には、真空蒸着機を用いた真空蒸着法を適用することも可能である。   When an electron transport layer is provided between the photoelectric conversion layer and the negative electrode, for example, a material for forming a desired electron transport layer is formed on the photoelectric conversion layer by spin coating, bar coating, blade casting, spraying, and the like. After coating by a method or the like, the solvent is removed using a vacuum thermostat or a hot plate to form an electron transport layer. When using a low molecular weight organic material such as a phenanthroline derivative or C60, it is also possible to apply a vacuum deposition method using a vacuum deposition machine.

有機光電変換素子は、光電変換機能、光整流機能などを利用した種々の光電変換デバイスへの応用が可能である。例えば光電池(太陽電池など)、電子素子(光センサ、光スイッチ、フォトトランジスタなど)、光記録材(光メモリなど)などに有用である。   The organic photoelectric conversion element can be applied to various photoelectric conversion devices using a photoelectric conversion function, an optical rectification function, and the like. For example, it is useful for photovoltaic cells (such as solar cells), electronic devices (such as optical sensors, optical switches, phototransistors), optical recording materials (such as optical memories), and the like.

[実施例1]
<高分子化合物1の合成>
<Pd触媒の調整>
窒素雰囲気下のグローブボックス中で、室温下、サンプル管にトリス(ジベンジリデンアセトン)二パラジウム(73.2mg、80μmol)を秤取り、アニソール(15mL)を加え、30分間撹拌した。同様に、サンプル管にトリ−tert−ブチルホスフィン(129.6mg、640μmol)を秤取り、アニソール(5mL)を加え、5分間撹拌した。これらの溶液を混合し室温で30分間撹拌し触媒とした。
[Example 1]
<Synthesis of Polymer Compound 1>
<Adjustment of Pd catalyst>
In a glove box under a nitrogen atmosphere, tris (dibenzylideneacetone) dipalladium (73.2 mg, 80 μmol) was weighed into a sample tube at room temperature, anisole (15 mL) was added, and the mixture was stirred for 30 minutes. Similarly, tri-tert-butylphosphine (129.6 mg, 640 μmol) was weighed in a sample tube, anisole (5 mL) was added, and the mixture was stirred for 5 minutes. These solutions were mixed and stirred at room temperature for 30 minutes to form a catalyst.

<モノマー1の合成>

Figure 2013070000
<Synthesis of Monomer 1>
Figure 2013070000

無水塩化セリウム(III)(4.44g,18.0mmol)とテトラヒドロフラン(48mL)の混合液を室温で12時間撹拌した。これを−78℃に冷却し、メチルリチウムのエーテル溶液(11.3mL,1.6M,18.0mmol)を加え、1時間撹拌した。   A mixture of anhydrous cerium (III) chloride (4.44 g, 18.0 mmol) and tetrahydrofuran (48 mL) was stirred at room temperature for 12 hours. This was cooled to −78 ° C., an ether solution of methyl lithium (11.3 mL, 1.6 M, 18.0 mmol) was added, and the mixture was stirred for 1 hour.

得られた混合液に−78℃で2−(4−ブロモベンジル)−3−(4−ブロモフェニル)プロパン酸エチル(2.56g,6.00mmol)のテトラヒドロフラン(6mL)の溶液を加た後、2時間撹拌した。混合液に0.1Mの酢酸水溶液(10mL)を加えて反応を停止した後、酢酸エチルで抽出した。得られた有機層を水洗した後、無水硫酸ナトリウムを用いて乾燥し、濾過した。ろ液を減圧下濃縮して得られた残渣に、ピリジン(12mL)及びトリエチルシリルクロリド(1.3mL,7.5mmol)を室温で加え混合液を得た。   After adding a solution of ethyl 2- (4-bromobenzyl) -3- (4-bromophenyl) propanoate (2.56 g, 6.00 mmol) in tetrahydrofuran (6 mL) at −78 ° C. to the obtained mixture. Stir for 2 hours. The mixture was quenched with 0.1 M aqueous acetic acid (10 mL) and extracted with ethyl acetate. The obtained organic layer was washed with water, dried over anhydrous sodium sulfate, and filtered. To the residue obtained by concentrating the filtrate under reduced pressure, pyridine (12 mL) and triethylsilyl chloride (1.3 mL, 7.5 mmol) were added at room temperature to obtain a mixture.

この混合液を60℃で20時間撹拌した。混合液を室温に冷却した後、飽和塩化アンモニウム水溶液を加えて反応を停止した。混合液から有機層を分離し、水層をヘキサンで抽出した。得られた有機層を水洗した後、無水硫酸マグネシウムを用いて乾燥し、濾過した。ろ液を減圧下濃縮して得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(ヘキサン)で精製し、無色の液体として上記化合物1(3.00g,5.7mmol)を収率95%で得た。   The mixture was stirred at 60 ° C. for 20 hours. After the mixture was cooled to room temperature, a saturated aqueous ammonium chloride solution was added to stop the reaction. The organic layer was separated from the mixture and the aqueous layer was extracted with hexane. The obtained organic layer was washed with water, dried over anhydrous magnesium sulfate, and filtered. The residue obtained by concentrating the filtrate under reduced pressure was purified by silica gel column chromatography (hexane) to obtain Compound 1 (3.00 g, 5.7 mmol) as a colorless liquid in a yield of 95%.

Figure 2013070000
Figure 2013070000

窒素雰囲気下、500mL四口フラスコに化合物1(11.00g,20.9mmol)、ビスピナコラートジボロン(12.13g,47.8mmol)、酢酸カリウム(14.22g,145mmol)を仕込み、DME(293mL)を加え、窒素で30分脱気した。ここにPd(dppf)Cl・CHCl(1.51g,1.85mmol)を加え、内温87℃で4時間加熱撹拌した。反応終了後、水(200mL)を注ぎ、酢酸エチル(200mL×3回)で抽出した。有機層を飽和食塩水で洗浄(200mL×1回)後、硫酸マグネシウム(20g)で乾燥した。有機層から減圧下で溶媒を留去した後、シリカゲル60N(関東化学株式会社製)を用いて、シリカゲルカラムクロマトグラフィー(ヘキサン、次いで、ヘキサン/酢酸エチル=10/1)により精製したところ、淡黄色固体(10.21g)を得た。エタノール(300mL)から再結晶したところ、モノマー1が白色固体として7.00g(収率54%)得られた。 Under a nitrogen atmosphere, a 500 mL four-necked flask was charged with compound 1 (11.00 g, 20.9 mmol), bispinacolatodiboron (12.13 g, 47.8 mmol), potassium acetate (14.22 g, 145 mmol), and DME ( 293 mL) and degassed with nitrogen for 30 minutes. Pd (dppf) Cl 2 .CH 2 Cl 2 (1.51 g, 1.85 mmol) was added thereto, and the mixture was heated and stirred at an internal temperature of 87 ° C. for 4 hours. After completion of the reaction, water (200 mL) was poured and extracted with ethyl acetate (200 mL × 3 times). The organic layer was washed with saturated brine (200 mL × 1) and then dried over magnesium sulfate (20 g). After the solvent was distilled off from the organic layer under reduced pressure, it was purified by silica gel column chromatography (hexane, then hexane / ethyl acetate = 10/1) using silica gel 60N (manufactured by Kanto Chemical Co., Inc.). A yellow solid (10.21 g) was obtained. When recrystallized from ethanol (300 mL), 7.00 g (yield 54%) of monomer 1 was obtained as a white solid.

<高分子化合物1の合成>

Figure 2013070000
<Synthesis of Polymer Compound 1>
Figure 2013070000

三口丸底フラスコに、モノマー1(1.25mmol)、モノマー2(1.25mmol)、アニソール(6mL)を加え、さらに調製したPd触媒溶液(2mL)を加えた。30分撹拌した後、10%テトラエチルアンモニウム水酸化物水溶液(10mL)を加えた。すべての溶媒は30分以上窒素バブルにより脱気した後、使用した。この混合物を6時間加熱・還流した。ここまでの全ての操作は窒素気流下で行った。   Monomer 1 (1.25 mmol), monomer 2 (1.25 mmol) and anisole (6 mL) were added to a three-necked round bottom flask, and a further prepared Pd catalyst solution (2 mL) was added. After stirring for 30 minutes, 10% tetraethylammonium hydroxide aqueous solution (10 mL) was added. All solvents were used after degassing with nitrogen bubble for more than 30 minutes. This mixture was heated to reflux for 6 hours. All the operations so far were performed under a nitrogen stream.

反応終了後、有機層を水洗し、有機層をメタノール−水(9:1)に注いだ。生じた沈殿を吸引ろ過し、メタノール−水(9:1)で洗浄した。得られた沈殿をトルエンに溶解し、メタノールから再沈殿した。得られた沈殿を吸引ろ過し、トルエンに溶解し、Triphenylphosphine, polymer-bound on styrene-divinylbenzene copolymer(Strem Chemicals社、ポリマー100mgに対して500mg)を加えて、一晩撹拌した。撹拌終了後、Triphenylphosphine, polymer-bound on styrene-divinylbenzene copolymerと不溶物をろ過して取り除き、ろ液をロータリーエバポレーターで濃縮した。残さをトルエンに溶解した後、メタノール−アセトン(8:3)から再沈殿した。生じた沈殿を吸引ろ過し、メタノール−アセトン(8:3)で洗浄した。得られた沈殿を真空乾燥し、ポリマーを得た。分子量は、溶離液にTHFを用いたGPC(ポリスチレン換算)により測定した。Mw=5600、Mn=3900であった。   After completion of the reaction, the organic layer was washed with water, and the organic layer was poured into methanol-water (9: 1). The resulting precipitate was suction filtered and washed with methanol-water (9: 1). The resulting precipitate was dissolved in toluene and reprecipitated from methanol. The obtained precipitate was filtered by suction, dissolved in toluene, and triphenylphosphine, polymer-bound on styrene-divinylbenzene copolymer (Strem Chemicals, 500 mg per 100 mg of polymer) was added and stirred overnight. After the stirring, Triphenylphosphine, polymer-bound on styrene-divinylbenzene copolymer and insoluble matter were removed by filtration, and the filtrate was concentrated with a rotary evaporator. The residue was dissolved in toluene and then reprecipitated from methanol-acetone (8: 3). The resulting precipitate was filtered by suction and washed with methanol-acetone (8: 3). The obtained precipitate was vacuum-dried to obtain a polymer. The molecular weight was measured by GPC (polystyrene conversion) using THF as an eluent. Mw = 5600 and Mn = 3900.

[実施例2]
<高分子化合物2の合成>

Figure 2013070000
[Example 2]
<Synthesis of Polymer Compound 2>
Figure 2013070000

モノマー2をモノマー3に変更した以外は同様の方法で、高分子化合物2を合成した。分子量は、Mw=27000、Mn=10000であった。   Polymer compound 2 was synthesized in the same manner except that monomer 2 was changed to monomer 3. The molecular weight was Mw = 27000 and Mn = 10000.

[実施例3]
<有機光電変換素子の作成>
ITOを1.6mm幅にパターンニングしたガラス基板上に、PEDOT:PSS分散液(シュタルク・ヴィテック社製、AI4083 LVW142)を1500min−1でスピン塗布し、ホットプレート上で空気中200℃/10分加熱乾燥してバッファ層(40nm)を形成した。以後の操作は乾燥窒素環境下で行った。
次に、各20mgの高分子化合物1とPCBMを1mLのクロロベンゼンに溶解した混合溶液をスピンコートし、光電変換層(膜厚100nm)を形成した。次に、光電変換層を形成したガラス基板を真空蒸着機中に移し、Al(膜厚100nm)を蒸着し、有機光電変換素子を作製した。
得られた有機光電変換素子に、AM1.5G(100mW/cm)の擬似太陽光を照射し、電流−電圧特性(J−V特性)を測定し、エネルギー変換効率を求めた。開放電圧は0.88V、エネルギー変換効率は0.75%であった。
[Example 3]
<Creation of organic photoelectric conversion element>
A PEDOT: PSS dispersion (Stark Vitec, AI4083 LVW142) was spin-coated at 1500 min −1 on a glass substrate patterned with ITO to a width of 1.6 mm, and 200 ° C./10 minutes in air on a hot plate. A buffer layer (40 nm) was formed by heating and drying. The subsequent operation was performed in a dry nitrogen environment.
Next, a mixed solution in which 20 mg of each of the polymer compound 1 and PCBM were dissolved in 1 mL of chlorobenzene was spin-coated to form a photoelectric conversion layer (film thickness 100 nm). Next, the glass substrate on which the photoelectric conversion layer was formed was transferred into a vacuum vapor deposition machine, and Al (film thickness 100 nm) was vapor-deposited to produce an organic photoelectric conversion element.
The obtained organic photoelectric conversion element was irradiated with AM1.5G (100 mW / cm 2 ) pseudo-sunlight, current-voltage characteristics (JV characteristics) were measured, and energy conversion efficiency was determined. The open circuit voltage was 0.88V, and the energy conversion efficiency was 0.75%.

[実施例4]
<有機光電変換素子の作成>
高分子化合物1を2に変更した以外は、同様の方法で有機光電変換素子を作製しエネルギー変換効率を求めたところ、開放電圧は0.85V、エネルギー変換効率は0.55%であった。
[Example 4]
<Creation of organic photoelectric conversion element>
An organic photoelectric conversion device was prepared by the same method except that the polymer compound 1 was changed to 2, and the energy conversion efficiency was determined. The open circuit voltage was 0.85 V and the energy conversion efficiency was 0.55%.

1 光電変換層
2 電極
3 電極
4 バッファ層
5 基板
1 Photoelectric conversion layer 2 Electrode 3 Electrode 4 Buffer layer 5 Substrate

Claims (10)

下記式(1)で表される繰返し単位を含む高分子化合物を含む層を有する有機光電変換素子。
Figure 2013070000
(但し、式(1)中、R1及びR2は、それぞれ独立に、水素、並びに、C、H及び/又はX(Xはヘテロ原子である)からなる置換基からなる群より選択される基であり、
Ar1及びAr2は、それぞれ独立に、C及びHからなる二価の芳香環、並びに、C、H及びX(Xはヘテロ原子である)からなる二価の芳香環からなる群から選択される基である。)
The organic photoelectric conversion element which has a layer containing the high molecular compound containing the repeating unit represented by following formula (1).
Figure 2013070000
(In the formula (1), R1 and R2 are each independently a group selected from the group consisting of hydrogen and a substituent consisting of C, H and / or X (X is a heteroatom)). Yes,
Ar1 and Ar2 are each independently a group selected from the group consisting of a divalent aromatic ring consisting of C and H, and a divalent aromatic ring consisting of C, H and X (X is a heteroatom). It is. )
R1が水素原子である請求項1に記載の有機光電変換素子。   The organic photoelectric conversion element according to claim 1, wherein R 1 is a hydrogen atom. R1が水素原子であり、R2が結合する水素原子数が2以下の炭素原子である請求項1又は2に記載の有機光電変換素子。   The organic photoelectric conversion device according to claim 1, wherein R 1 is a hydrogen atom, and R 2 is a carbon atom having 2 or less hydrogen atoms bonded thereto. R1が水素原子であり、R2が結合する水素原子数が1以下の炭素原子である請求項1〜3のいずれか一項に記載の有機光電変換素子。   The organic photoelectric conversion device according to any one of claims 1 to 3, wherein R1 is a hydrogen atom, and R2 is a carbon atom having 1 or less hydrogen atoms bonded thereto. 前記高分子化合物が、さらに式(2)〜(27)で表される単位を1種以上含む請求項1〜4のいずれか一項に記載の有機光電変換素子。
Figure 2013070000
The organic photoelectric conversion element according to any one of claims 1 to 4, wherein the polymer compound further contains one or more units represented by formulas (2) to (27).
Figure 2013070000
前記高分子化合物の数平均分子量が1,000〜500,000である請求項1〜5のいずれか一項に記載の有機光電変換素子。   The organic photoelectric conversion element according to claim 1, wherein the polymer compound has a number average molecular weight of 1,000 to 500,000. 前記高分子化合物の数平均分子量が2,500〜100,000である請求項1〜6のいずれか一項に記載の有機光電変換素子。   The number average molecular weight of the said high molecular compound is 2,500-100,000, The organic photoelectric conversion element as described in any one of Claims 1-6. 前記高分子化合物が電子供与性有機材料である請求項1〜7のいずれか一項に記載の有機光電変換素子。   The organic photoelectric conversion element according to claim 1, wherein the polymer compound is an electron donating organic material. 前記高分子化合物を含む層が有機光電変換層である請求項1〜8のいずれか一項に記載の有機光電変換素子。   The layer containing the said high molecular compound is an organic photoelectric converting layer, The organic photoelectric conversion element as described in any one of Claims 1-8. 請求項1〜9のいずれか一項に記載の有機光電変換素子を製造する方法であって、
前記高分子化合物を含有する溶液を塗布することにより前記高分子化合物を含む層を形成する工程を有する、有機光電変換素子の製造方法。
A method for producing the organic photoelectric conversion element according to any one of claims 1 to 9,
The manufacturing method of an organic photoelectric conversion element which has the process of forming the layer containing the said high molecular compound by apply | coating the solution containing the said high molecular compound.
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