JP2014057003A - Solar cell and method of manufacturing the same - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a solar cell which exhibits a high photoelectric conversion rate with a simple structure, and a method of manufacturing the same.SOLUTION: The solar cell is manufactured by laminating, on at least one surface of a conductive transparent substrate (1), a photoelectric conversion layer containing inorganic particles (3) capable of photoelectric conversion and conductive polymers (4, 5) having a three-dimensional network structure substantially the whole of which is composed of a π-conjugated system. The conductive polymers (4, 5) have a sensitizing function and/or a charge transport function. Therefore, the photoelectric conversion layer contains the inorganic particles capable of photoelectric conversion, a sensitizer for optically exciting the particles, and a charge transport agent, and the sensitizer and/or the charge transport agent may be constituted of the conductive polymers.

Description

本発明は、簡単な構造で高い光電変換率を示す太陽電池及びその製造方法に関する。   The present invention relates to a solar cell that exhibits a high photoelectric conversion rate with a simple structure and a method for manufacturing the solar cell.

太陽電池が環境負荷の小さいクリーンエネルギーとして注目され、実用化されている。現在、光電変換部位に結晶シリコンを用いた無機太陽電池が広く使用されているが、高純度なシリコンを用いるため発電コストが高く、室内などの微弱光に対する変換効率が小さいなどの課題がある。このような課題を解決するため、光電変換部位に有機材料を用いた有機太陽電池が広く開発されている。有機太陽電池としては、薄膜太陽電池、色素増感太陽電池などが挙げられる。   Solar cells are attracting attention and being put to practical use as clean energy with a low environmental impact. At present, inorganic solar cells using crystalline silicon for photoelectric conversion sites are widely used. However, since high-purity silicon is used, there are problems such as high power generation cost and low conversion efficiency for weak light such as indoors. In order to solve such problems, organic solar cells using organic materials for photoelectric conversion sites have been widely developed. Examples of the organic solar cell include a thin film solar cell and a dye-sensitized solar cell.

WO2011/129386号公報(特許文献1)には、反応部位としてのカルボニル基を有する芳香族ポリカルボニル化合物と、反応部位としてのアミノ基を有する芳香族ポリアミン及び複素環のヘテロ原子に隣接し、かつ反応部位としての複数の未修飾のα−炭素位を有する芳香族複素環式化合物から選択された少なくとも1つの芳香族反応成分とを含み、芳香族ポリカルボニル化合物及び芳香族反応成分のうち、少なくとも1つの成分が、1分子中に3以上の反応部位を有する架橋性組成物で形成された有機半導体膜が記載されている。この文献には、周期表2B〜4B族元素から選択された少なくとも一種の金属又はその酸化物で構成された無機半導体と、この無機半導体に上記有機半導体膜を積層した有機無機複合半導体が記載され、太陽電池などの光電変換デバイス用途に適することも記載されている。この文献の実施例では、p型シリコン半導体に上記有機半導体膜及び透明電極を順次積層することにより、薄膜太陽電池を作製した例も記載されている。しかし、この薄膜太陽電池は、光電変換に寄与する面積(実効表面積)が小さく、出力特性が十分ではない。   In WO2011 / 129386 (Patent Document 1), an aromatic polycarbonyl compound having a carbonyl group as a reaction site, an aromatic polyamine having an amino group as a reaction site, and a heteroatom of a heterocyclic ring, and At least one aromatic reaction component selected from an aromatic heterocyclic compound having a plurality of unmodified α-carbon positions as a reaction site, and at least of the aromatic polycarbonyl compound and the aromatic reaction component, An organic semiconductor film is described in which one component is formed of a crosslinkable composition having three or more reaction sites in one molecule. This document describes an inorganic semiconductor composed of at least one kind of metal selected from Group 2B-4B elements of the periodic table or an oxide thereof, and an organic-inorganic composite semiconductor in which the organic semiconductor film is stacked on the inorganic semiconductor. It is also described that it is suitable for use in photoelectric conversion devices such as solar cells. The example of this document also describes an example in which a thin-film solar cell is manufactured by sequentially laminating the organic semiconductor film and the transparent electrode on a p-type silicon semiconductor. However, this thin-film solar cell has a small area (effective surface area) that contributes to photoelectric conversion, and its output characteristics are not sufficient.

色素増感太陽電池は、スイス・ローザンヌ工科大学のGraetzelらにより開発され広く研究されている。図1に、一般的な色素増感太陽電池の構造を模式的に示す。この例では、透明基板1と、透明導電層2と、光電変換可能な無機粒子3及びこの無機粒子に吸着した増感色素4を含む半導体層とが順次積層された光電極と、この光電極の半導体層に対向し、かつ対向部側から触媒層7と透明導電層2と透明基板1とが順次積層された対向電極と、前記電極間を満たす電解液5と、この電解液を封止するための封止材6とで構成されている。この太陽電池に光が照射されると、増感色素4が励起状態になり電子を放出し、放出された電子は無機粒子3に注入されて、光電極の透明導電層2を通過し、外部回路を介して対向電極の透明導電層2へ移動する。この電子を、電解液5に含まれる三ヨウ化物イオン(I )が受け取ると、ヨウ化物イオン(I)に還元される。ヨウ化物イオンは増感色素4に電子を引き渡すと、再び三ヨウ化物イオンに酸化される。このようなサイクルが繰り返されることにより電流が流れる。 Dye-sensitized solar cells have been developed and studied extensively by Graetzel et al., Lausanne University of Technology. FIG. 1 schematically shows the structure of a general dye-sensitized solar cell. In this example, a photoelectrode in which a transparent substrate 1, a transparent conductive layer 2, an inorganic particle 3 capable of photoelectric conversion and a semiconductor layer containing a sensitizing dye 4 adsorbed on the inorganic particle are sequentially laminated, and the photoelectrode A counter electrode in which the catalyst layer 7, the transparent conductive layer 2, and the transparent substrate 1 are sequentially laminated from the facing portion side, an electrolyte solution 5 that fills the space between the electrodes, and seals the electrolyte solution It is comprised with the sealing material 6 for doing. When this solar cell is irradiated with light, the sensitizing dye 4 is excited and emits electrons. The emitted electrons are injected into the inorganic particles 3 and pass through the transparent conductive layer 2 of the photoelectrode, It moves to the transparent conductive layer 2 of the counter electrode through the circuit. When these electrons are received by triiodide ions (I 3 ) contained in the electrolytic solution 5, they are reduced to iodide ions (I ). The iodide ion is oxidized again to triiodide ion when electrons are transferred to the sensitizing dye 4. A current flows by repeating such a cycle.

半導体層としては、例えば、特許第2664194号公報(特許文献2)には、20より大きい表面粗さ係数を有する表面を持つ多結晶性金属酸化物の半導体層が開示されており、実施例では、200の表面粗さを有する酸化チタンの半導体層を作製した例が記載されている。また、増感色素としては、低分子の有機色素(特に錯体構造を有する色素)が広く用いられ、中でも高い光電変換能力を示す色素として、ルテニウム錯体が知られており、例えば、特許第3731752号公報(特許文献3)には、シス−(X)ビス(2,2’−ビピリジル−4,4’−ジカルボキシレート)−ルテニウム(II)錯体(X=Cl、Br、CN、SCN)が開示されている。 As the semiconductor layer, for example, Japanese Patent No. 2664194 (Patent Document 2) discloses a polycrystalline metal oxide semiconductor layer having a surface having a surface roughness coefficient greater than 20, and in the examples, , An example of manufacturing a semiconductor layer of titanium oxide having a surface roughness of 200 is described. Further, as a sensitizing dye, a low molecular organic dye (particularly a dye having a complex structure) is widely used. Among them, a ruthenium complex is known as a dye exhibiting a high photoelectric conversion ability, for example, Japanese Patent No. 3731752. The publication (Patent Document 3) includes cis- (X) 2 bis (2,2′-bipyridyl-4,4′-dicarboxylate) -ruthenium (II) complex (X═Cl, Br, CN, SCN). Is disclosed.

このような色素増感太陽電池は、層構成が複雑であるうえ、出力特性も十分ではない。また、電解液の揮発により性能が低下したり、破損した場合などに電解液が漏洩する危険がある。さらに、増感色素が金属酸化物表面に酸性基(例えば、カルボキシル基)を介して化学的又は物理的に固定されており、数10℃の加熱により容易に脱離して光電変換能を失うため、直射日光に長時間晒される屋外での使用は困難である。   Such a dye-sensitized solar cell has a complicated layer structure and insufficient output characteristics. In addition, there is a risk that the electrolyte solution leaks when the performance deteriorates due to the volatilization of the electrolyte solution or when the electrolyte solution is damaged. Furthermore, the sensitizing dye is chemically or physically fixed to the surface of the metal oxide via an acidic group (for example, carboxyl group), and is easily detached by heating at several tens of degrees Celsius to lose photoelectric conversion ability. It is difficult to use it outdoors exposed to direct sunlight for a long time.

WO2011/129386号公報(請求の範囲、段落[0186][0187]、実施例)WO2011 / 129386 (claims, paragraphs [0186] [0187], examples) 特許第2664194号公報(特許請求の範囲、実施例)Japanese Patent No. 2664194 (Claims and Examples) 特許第3731752号公報(特許請求の範囲、8頁31〜33行目)Japanese Patent No. 3731552 (Claims, page 8, lines 31-33)

従って、本発明の目的は、簡単な構造で高い光電変換率を示す太陽電池及びその製造方法を提供することにある。   Therefore, the objective of this invention is providing the solar cell which shows a high photoelectric conversion rate with a simple structure, and its manufacturing method.

本発明の他の目的は、電解液の揮発や漏洩の問題がなく安定かつ安全である太陽電池及びその製造方法を提供することにある。   Another object of the present invention is to provide a solar cell that is stable and safe without the problem of volatilization or leakage of the electrolyte and a method for manufacturing the solar cell.

本発明のさらに他の目的は、ルテニウム錯体などの低分子の増感色素を用いることなく、高い光電変換率を発揮できる太陽電池及びその製造方法を提供することにある。   Still another object of the present invention is to provide a solar cell capable of exhibiting a high photoelectric conversion rate without using a low-molecular sensitizing dye such as a ruthenium complex and a method for producing the solar cell.

本発明の別の目的は、光源の発光スペクトルに対応させて、増感色素の吸光波長を容易に制御できる太陽電池及びその製造方法を提供することにある。   Another object of the present invention is to provide a solar cell capable of easily controlling the absorption wavelength of a sensitizing dye in accordance with the emission spectrum of a light source and a method for producing the solar cell.

本発明のさらに別の目的は、耐熱性に優れ、直射日光に長時間晒される環境下でも使用できる太陽電池及びその製造方法を提供することにある。   Still another object of the present invention is to provide a solar cell that is excellent in heat resistance and can be used even in an environment where it is exposed to direct sunlight for a long time, and a method for manufacturing the solar cell.

本発明者らは、前記課題を達成するため鋭意検討した結果、導電性透明基板に、光電変換可能な無機粒子と特定の導電性高分子とを含む光電変換層を積層すると、前記導電性高分子が、増感剤及び/又は電荷輸送剤としての機能を発揮できること、このような積層体を有する太陽電池は、簡単な構造でありながら高い光電変換率を示すことを見いだし、本発明を完成した。   As a result of intensive studies to achieve the above-mentioned problems, the present inventors have found that when a photoelectric conversion layer containing inorganic particles capable of photoelectric conversion and a specific conductive polymer is laminated on a conductive transparent substrate, the conductive high It was found that the molecule can function as a sensitizer and / or a charge transport agent, and that a solar cell having such a laminate exhibits a high photoelectric conversion rate while having a simple structure, thereby completing the present invention. did.

すなわち、本発明の太陽電池(又は光電変換デバイス)は、導電性透明基板及びこの導電性透明基板の少なくとも一方の面に積層された光電変換層を備えている。光電変換層は、光電変換可能な無機粒子(又は光半導体粒子)と、実質的に全体がπ共役系からなる三次元網目構造(又は架橋構造)を有する導電性高分子とを含んでいる。このような導電性高分子は、π共役系を形成しているため、吸光性が高く、無機粒子を光励起するための増感剤としての機能及び/又は電荷輸送剤としての機能を備えている。そのため、導電性高分子は、増感剤及び/又は電荷輸送剤を構成でき、単一の導電性高分子で増感剤及び/又は電荷輸送剤を構成できる。   That is, the solar cell (or photoelectric conversion device) of the present invention includes a conductive transparent substrate and a photoelectric conversion layer laminated on at least one surface of the conductive transparent substrate. The photoelectric conversion layer includes inorganic particles (or photo-semiconductor particles) capable of photoelectric conversion and a conductive polymer having a three-dimensional network structure (or a crosslinked structure) substantially consisting entirely of a π-conjugated system. Since such a conductive polymer forms a π-conjugated system, it has a high light absorbency, and has a function as a sensitizer for photoexciting inorganic particles and / or a function as a charge transport agent. . Therefore, the conductive polymer can constitute a sensitizer and / or a charge transport agent, and the single conductive polymer can constitute a sensitizer and / or a charge transport agent.

導電性高分子は、炭素−炭素単結合、炭素−炭素二重結合、炭素−炭素三重結合、炭素−窒素二重結合、アミド結合、イミダゾール環、オキサゾール環及びチアゾール環から選択された少なくとも一種の単位を介して、複数の芳香環が三次元的に連結した高分子であってもよい。また、導電性高分子は架橋性組成物で形成してもよい。   The conductive polymer is at least one selected from carbon-carbon single bond, carbon-carbon double bond, carbon-carbon triple bond, carbon-nitrogen double bond, amide bond, imidazole ring, oxazole ring and thiazole ring. It may be a polymer in which a plurality of aromatic rings are three-dimensionally connected via a unit. The conductive polymer may be formed of a crosslinkable composition.

架橋性組成物は、反応部位としての1又は複数のカルボニル基を有する芳香族カルボニル化合物と、反応部位としての複数のアミノ基(カルボニル基との反応性基)を有する芳香族ポリアミン及び複素環のヘテロ原子に隣接し、かつ反応部位としての複数の未修飾のα−炭素位(ホルミル基との反応部位)を有する芳香族複素環式化合物から選択された少なくとも1つの芳香族反応成分とを含んでいてもよい。   The crosslinkable composition comprises an aromatic carbonyl compound having one or more carbonyl groups as a reactive site, an aromatic polyamine having a plurality of amino groups (reactive groups with a carbonyl group) as a reactive site, and a heterocyclic ring. At least one aromatic reaction component selected from aromatic heterocyclic compounds adjacent to the heteroatom and having a plurality of unmodified α-carbon positions (reaction sites with formyl groups) as reaction sites You may go out.

芳香族反応成分が芳香族ポリアミンであるとき、芳香族カルボニル化合物が、反応部位としての複数のカルボニル基を有する芳香族ポリカルボニル化合物であり、芳香族ポリカルボニル化合物及び芳香族ポリアミンのうち、少なくとも一方の成分が、3以上の反応部位を有していてもよい。また、芳香族反応成分が芳香族複素環式化合物であるとき、芳香族カルボニル化合物が、反応部位としての1又は複数のホルミル基を有する芳香族アルデヒド化合物であり、芳香族アルデヒド化合物のホルミル基の数を「T」とし、前記芳香族複素環式化合物の未修飾のα−炭素位の数を「U」とするとき、T≧2 及び/又は U≧3を満たしていてもよい。さらに、芳香族反応成分が芳香族ポリアミン及び芳香族複素環式化合物の組み合わせであるとき、芳香族カルボニル化合物が、反応部位としての複数のホルミル基を有する芳香族ポリアルデヒド化合物であってもよい。   When the aromatic reaction component is an aromatic polyamine, the aromatic carbonyl compound is an aromatic polycarbonyl compound having a plurality of carbonyl groups as reaction sites, and at least one of the aromatic polycarbonyl compound and the aromatic polyamine These components may have three or more reaction sites. Further, when the aromatic reaction component is an aromatic heterocyclic compound, the aromatic carbonyl compound is an aromatic aldehyde compound having one or more formyl groups as a reaction site, and the formyl group of the aromatic aldehyde compound When the number is “T” and the number of unmodified α-carbon positions of the aromatic heterocyclic compound is “U”, T ≧ 2 and / or U ≧ 3 may be satisfied. Furthermore, when the aromatic reaction component is a combination of an aromatic polyamine and an aromatic heterocyclic compound, the aromatic carbonyl compound may be an aromatic polyaldehyde compound having a plurality of formyl groups as reaction sites.

代表的な架橋性組成物は、1分子中に反応部位としてのホルミル基2〜4個を有する芳香族ポリアルデヒド化合物と、1分子中に反応部位としてのアミノ基2〜4個を有する芳香族ポリアミンとを含み、これらのうち少なくとも一方の成分が、3以上の反応部位を有する組成物であってもよく;1分子中に反応部位としてのホルミル基2〜4個を有する芳香族ポリアルデヒド化合物と、複素環のヘテロ原子に隣接し、かつ反応部位としての未修飾のα−炭素位2〜8個(例えば、2〜4個)を1分子中に有する芳香族複素環式化合物とを含む組成物であってもよい。   A typical crosslinkable composition includes an aromatic polyaldehyde compound having 2 to 4 formyl groups as a reactive site in one molecule and an aromatic having 2 to 4 amino groups as a reactive site in one molecule. A polyamine, and at least one of these components may be a composition having 3 or more reactive sites; an aromatic polyaldehyde compound having 2 to 4 formyl groups as reactive sites in one molecule And an aromatic heterocyclic compound adjacent to the hetero atom of the heterocyclic ring and having 2 to 8 (for example, 2 to 4) unmodified α-carbon positions as a reactive site in one molecule It may be a composition.

芳香族カルボニル化合物は、下記式(Ia)で表される化合物であってもよい。   The aromatic carbonyl compound may be a compound represented by the following formula (Ia).

(式中、Lはリンカーを示し、Aは芳香環を示し、Rはカルボニル基含有基を示し、Rは非反応性基を示し、nは0又は1であり、k1は1以上の整数であり、k2は0又は1以上の整数であり、nが0であるときpは1であり、nが1であるときpは2以上の整数である)
式(Ia)で表される化合物は、(a1)環Aが単環又は縮合二乃至七環式芳香族炭化水素環、単環又は縮合二乃至七環式芳香族複素環、ポルフィリン環又はフタロシアニン環であり、nが0であり、k1が2〜4であり、pが1である化合物であってもよく、(a2)環Aが単環又は縮合二乃至七環式芳香族炭化水素環、又は単環又は縮合二乃至七環式芳香族複素環であり、リンカーLが直接結合、窒素原子、酸素原子、硫黄原子、ビニレン基、2〜4価の芳香環基、2〜4価の芳香環集合基又はこれらの組み合わせであり、nが1であり、k1が1又は2であり、pが2〜4である化合物であってもよい。
(In the formula, L represents a linker, A represents an aromatic ring, R 1 represents a carbonyl group-containing group, R 2 represents a non-reactive group, n is 0 or 1, and k1 is 1 or more. An integer, k2 is 0 or an integer of 1 or more, p is 1 when n is 0, and p is an integer of 2 or more when n is 1)
In the compound represented by the formula (Ia), (a1) ring A is monocyclic or condensed bi- to heptacyclic aromatic hydrocarbon ring, monocyclic or condensed bi- to heptacyclic aromatic heterocyclic ring, porphyrin ring or phthalocyanine A compound in which n is 0, k1 is 2 to 4, and p is 1, and (a2) ring A is a monocyclic ring or a condensed bi- to heptacyclic aromatic hydrocarbon ring Or a monocyclic or condensed bi- to heptacyclic aromatic heterocycle, and the linker L is a direct bond, nitrogen atom, oxygen atom, sulfur atom, vinylene group, 2-4 valent aromatic ring group, 2-4 valent aromatic ring group The compound may be an aromatic ring assembly group or a combination thereof, n is 1, k1 is 1 or 2, and p is 2 to 4.

芳香族ポリアミンは、下記式(IIa)で表される化合物であってもよい。   The aromatic polyamine may be a compound represented by the following formula (IIa).

(式中、Rはアミノ基を示し、Rは水素原子、アミノ基、メルカプト基又はヒドロキシル基を示し、k3は1以上の整数であり、L、n、A、R、k2及びpは前記に同じ。但し、nが0であるとき、k3は2以上の整数である。)
式(IIa)で表される化合物は、(b1)環Aが単環又は縮合二乃至七環式芳香族炭化水素環、単環又は縮合二乃至七環式芳香族複素環、ポルフィリン環又はフタロシアニン環であり、nが0であり、k3が2〜4であり、pが1である化合物であってもよく、(b2)環Aが単環又は縮合二乃至七環式芳香族炭化水素環であり、リンカーLが直接結合、窒素原子、酸素原子、硫黄原子、ジアゾ基、ジスルフィド基、ビニレン基、2〜4価の芳香環基又はこれの組み合わせであり、nが1であり、k3が1又は2であり、pが2〜4である化合物であってもよい。
(Wherein R 3 represents an amino group, R 4 represents a hydrogen atom, an amino group, a mercapto group or a hydroxyl group, k3 is an integer of 1 or more, and L, n, A, R 2 , k2 and p Is the same as above, except that when n is 0, k3 is an integer of 2 or more.)
In the compound represented by formula (IIa), (b1) ring A is monocyclic or condensed bi to heptacyclic aromatic hydrocarbon ring, monocyclic or condensed bi to heptacyclic aromatic heterocyclic ring, porphyrin ring or phthalocyanine A ring, n is 0, k3 is 2 to 4, and p is 1, and (b2) Ring A is a monocyclic ring or a condensed bi- to heptacyclic aromatic hydrocarbon ring The linker L is a direct bond, a nitrogen atom, an oxygen atom, a sulfur atom, a diazo group, a disulfide group, a vinylene group, a divalent to tetravalent aromatic ring group, or a combination thereof, n is 1, and k3 is The compound which is 1 or 2 and p is 2-4 may be sufficient.

芳香族複素環式化合物は、単環式化合物、縮合環式化合物及び環集合化合物から選択された少なくとも一種であってもよく、芳香族複素環式化合物は、複素環のヘテロ原子として、酸素原子、硫黄原子、窒素原子又はイミノ基、セレン原子から選択された少なくとも1つのヘテロ原子を有する5〜8員芳香族複素環を含んでいてもよい。また、芳香族複素環式化合物は、下記式(III)で表される化合物であってもよい。   The aromatic heterocyclic compound may be at least one selected from a monocyclic compound, a condensed cyclic compound, and a ring assembly compound, and the aromatic heterocyclic compound is an oxygen atom as a hetero atom of the heterocyclic ring. , A sulfur atom, a nitrogen atom or imino group, or a 5- to 8-membered aromatic heterocycle having at least one heteroatom selected from selenium atoms. The aromatic heterocyclic compound may be a compound represented by the following formula (III).

(式中、環Hetは芳香族複素環を示し、Xはヘテロ原子を示し、Rは非反応性基を示し、rは0〜3の整数を示し、L、n及びpは前記に同じ)
無機粒子は、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、チタン酸バリウム、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸化タングステン、酸化亜鉛、及び酸化錫から選択された少なくとも一種の金属酸化物(例えば、酸化チタン)で構成してもよい。
(In the formula, Het represents an aromatic heterocyclic ring, X represents a hetero atom, R 5 represents a non-reactive group, r represents an integer of 0 to 3, and L, n and p are the same as above. )
The inorganic particles include at least one metal oxide selected from calcium titanate, strontium titanate, barium titanate, titanium oxide, zirconium oxide, niobium oxide, tantalum oxide, tungsten oxide, zinc oxide, and tin oxide (for example, Titanium oxide) may be used.

本発明は、光電変換可能な無機粒子を光励起するための増感剤であって、実質的に全体がπ共役系からなる三次元網目構造を有する導電性高分子で構成された増感剤を包含する。また、本発明は、上記無機粒子と上記導電性高分子とを含む光電変換組成物(又は上記無機粒子と、この粒子を光励起するための増感剤と、電荷輸送剤とを含んでおり、かつ増感剤及び/又は電荷輸送剤が上記導電性高分子で構成された光電変換組成物)を包含する。さらに、本発明は、導電性透明基板の少なくとも一方の面に、光電変換可能な無機粒子を含むペーストを塗布する工程と、この工程で得られた塗膜に上記架橋性組成物を塗布して熱処理する工程とを含む太陽電池の製造方法を包含する。   The present invention relates to a sensitizer for photoexciting photoelectrically convertible inorganic particles, which is composed of a conductive polymer having a three-dimensional network structure substantially consisting entirely of a π-conjugated system. Include. Further, the present invention includes a photoelectric conversion composition containing the inorganic particles and the conductive polymer (or the inorganic particles, a sensitizer for photoexciting the particles, and a charge transport agent, And a sensitizer and / or a charge transfer agent comprising the above-described conductive polymer). Furthermore, the present invention includes a step of applying a paste containing inorganic particles capable of photoelectric conversion on at least one surface of a conductive transparent substrate, and applying the crosslinkable composition to a coating film obtained in this step. And a solar cell manufacturing method including a heat treatment step.

なお、本明細書中、「π電子共役系」とは、非共役電子対を有する原子(例えば、窒素原子、酸素原子、硫黄原子)も含む共役系を意味する。また、本明細書中、用語「芳香族ポリカルボニル化合物」及び「芳香族ポリアミン」において、「ポリ」とは、それぞれカルボニル基及びアミノ基(カルボニル基との反応性基)が2以上であることを意味する。さらに、本明細書中、「芳香環」とは、複数の芳香環(ピロール環など)がπ共役系(例えば、−N=、−C=)を形成して、例えば、数珠状などの形態で、ポルフィリン誘導体、フタロシアニンなどのポルフィン環のように、互いに環状に結合した環状芳香環も含む意味で用いる。   Note that in this specification, the “π-electron conjugated system” means a conjugated system including an atom having a non-conjugated electron pair (for example, a nitrogen atom, an oxygen atom, or a sulfur atom). In the present specification, in the terms “aromatic polycarbonyl compound” and “aromatic polyamine”, “poly” means that the carbonyl group and the amino group (reactive group with carbonyl group) are 2 or more, respectively. Means. Furthermore, in the present specification, the “aromatic ring” means that a plurality of aromatic rings (such as a pyrrole ring) form a π-conjugated system (for example, —N =, —C =), for example, a bead shape In this sense, it also includes cyclic aromatic rings that are cyclically bonded to each other, such as porphyrin rings such as porphyrin derivatives and phthalocyanines.

本発明では、実質的に全体がπ共役系からなる三次元網目構造を有する導電性高分子を増感剤及び/又は電荷輸送剤として利用するため、簡単な構造でありながら高い光電変換率を達成できる。特に、前記導電性高分子は、低分子の増感色素(ルテニウム錯体など)に比較して、光吸収により発生した励起子の束縛が小さく、容易に電荷分離でき、低抵抗でキャリア移動度が高く、光電変換率を顕著に向上できる。本発明では、電解液が実質的に不要であるため、電解液の揮発や漏洩の問題がなく安定かつ安全である。また、本発明では、前記導電性高分子を構成する重合成分(又は反応成分)の種類や量などを調整することにより、光源の発光スペクトルに対応させて、増感剤の吸光波長を容易に制御できる。さらに、本発明では、耐熱性に優れ、直射日光に長時間晒される環境下(屋外など)でも使用できる。   In the present invention, since a conductive polymer having a three-dimensional network structure substantially consisting entirely of a π-conjugated system is used as a sensitizer and / or a charge transport agent, a high photoelectric conversion rate can be achieved with a simple structure. Can be achieved. In particular, the conductive polymer is less bound to excitons generated by light absorption than a low-molecular sensitizing dye (such as a ruthenium complex), can be easily separated by charge, has low resistance, and has a high carrier mobility. The photoelectric conversion rate can be significantly improved. In the present invention, since the electrolytic solution is substantially unnecessary, there is no problem of volatilization or leakage of the electrolytic solution, and it is stable and safe. In the present invention, the absorption wavelength of the sensitizer can be easily adjusted in accordance with the emission spectrum of the light source by adjusting the type and amount of the polymerization component (or reaction component) constituting the conductive polymer. Can be controlled. Furthermore, in this invention, it is excellent in heat resistance, and can be used also in the environment (outdoors etc.) exposed to direct sunlight for a long time.

図1は従来の色素増感太陽電池を示す模式図である。FIG. 1 is a schematic view showing a conventional dye-sensitized solar cell. 図2は本発明の太陽電池の一例を示す模式図である。FIG. 2 is a schematic view showing an example of the solar cell of the present invention. 図3は実施例の太陽電池の電流−電圧特性を示すグラフである。FIG. 3 is a graph showing current-voltage characteristics of the solar cell of the example. 図4は実施例の導電性高分子の吸光スペクトルを示すグラフである。FIG. 4 is a graph showing an absorption spectrum of the conductive polymer of the example.

本発明の太陽電池(例えば、光増感太陽電池)は、導電性透明基板及びこの導電性透明基板の少なくとも一方の面(片面又は両面)に積層(又は形成)された光電変換層を備えている。   A solar cell (for example, a photosensitized solar cell) of the present invention includes a conductive transparent substrate and a photoelectric conversion layer laminated (or formed) on at least one surface (one surface or both surfaces) of the conductive transparent substrate. Yes.

(導電性透明基板)
導電性透明基板は、全体が導電性を示す透明基板であってもよいが、通常、少なくとも一方の表面が導電性を示す透明基板であり、ベース基板と、このベース基板の少なくとも一方の面(片面又は両面)に積層された透明導電層とを備えている。
(Conductive transparent substrate)
The conductive transparent substrate may be a transparent substrate showing conductivity as a whole, but is usually a transparent substrate having at least one surface showing conductivity, and a base substrate and at least one surface of the base substrate ( And a transparent conductive layer laminated on one side or both sides.

ベース基板としては、透明性を有する限り特に制限されず、例えば、強度及び耐熱性の点から、ガラス板であってもよく、軽量性及び可撓性の点から、透明樹脂フィルムであってもよい。透明樹脂フィルムは、透明樹脂[例えば、(メタ)アクリル系樹脂、オレフィン系樹脂(ポリエチレン、ポリプロピレンなど)、環状オレフィン系樹脂(ノルボルネンの単独又は共重合体など)、スチレン系樹脂、ポリエステル系樹脂(ポリエチレンテレフタレート(PET)、シクロヘキサンジメタノールをジオール成分として含むPET系共重合体(PET−G)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリエチレンナフタレート(PEN)などのポリアルキレンアリレート系樹脂、ポリアリレート系樹脂、液晶性ポリエステルなど)、ポリアミド系樹脂(ナイロン6、ナイロン66、ナイロン12など)、ポリカーボネート系樹脂(ビスフェノールA型ポリカーボネートなど)、セルロース系樹脂(セルロースエステルなど)、ポリイミド系樹脂、ポリフェニレンエーテル系樹脂、ポリフェニレンスルフィド系樹脂、ポリスルホン系樹脂など]と、必要により添加剤[例えば、安定化剤(酸化防止剤、紫外線吸収剤、耐光安定剤、耐熱安定剤など)、可塑剤、帯電防止剤など]とを含んでいる。なお、透明樹脂フィルムは、一軸又は二軸延伸フィルムであってもよい。   The base substrate is not particularly limited as long as it has transparency. For example, a glass plate may be used from the viewpoint of strength and heat resistance, or a transparent resin film may be used from the viewpoint of lightness and flexibility. Good. Transparent resin films include transparent resins [for example, (meth) acrylic resins, olefinic resins (polyethylene, polypropylene, etc.), cyclic olefinic resins (such as norbornene homo- or copolymers), styrene resins, polyester resins ( Polyalkylene arylate resins such as polyethylene terephthalate (PET), PET copolymer (PET-G), polybutylene terephthalate (PBT), and polyethylene naphthalate (PEN) containing cyclohexanedimethanol as a diol component, polyarylate resin , Liquid crystalline polyester, etc.), polyamide resin (nylon 6, nylon 66, nylon 12, etc.), polycarbonate resin (bisphenol A type polycarbonate, etc.), cellulose resin (cellulose ester, etc.), Imide resin, polyphenylene ether resin, polyphenylene sulfide resin, polysulfone resin, etc.] and additives [for example, stabilizers (such as antioxidants, ultraviolet absorbers, light stabilizers, heat stabilizers, etc.), Plasticizer, antistatic agent, etc.]. The transparent resin film may be a uniaxial or biaxially stretched film.

ベース基板の厚みは、10μm〜1mm程度の範囲から選択でき、例えば、10〜500μm、好ましくは20〜300μm、さらに好ましくは30〜200μm程度である。   The thickness of the base substrate can be selected from a range of about 10 μm to 1 mm, and is, for example, 10 to 500 μm, preferably 20 to 300 μm, and more preferably about 30 to 200 μm.

透明導電層は、特に制限されず、可視光の吸収が少ない金属酸化物、例えば、酸化インジウム;フッ素、アンチモンなどでドープされていてもよい酸化錫;アルミニウム、ガリウムなどでドープされていてもよい酸化亜鉛などで構成してもよい。金属酸化物は、複合酸化物[例えば、インジウム−錫複合酸化物(ITO)、インジウム−亜鉛複合酸化物(IZO)など]であってもよい。これらの金属酸化物は、単独で又は混合酸化物として使用できる。これらの金属酸化物のうち、表面平滑で比抵抗を低下できる点から、ITOが汎用される。   The transparent conductive layer is not particularly limited, and may be a metal oxide that absorbs less visible light, such as indium oxide; tin oxide that may be doped with fluorine, antimony, or the like; aluminum oxide, gallium, or the like. You may comprise with zinc oxide etc. The metal oxide may be a composite oxide [eg, indium-tin composite oxide (ITO), indium-zinc composite oxide (IZO), etc.]. These metal oxides can be used alone or as a mixed oxide. Of these metal oxides, ITO is widely used because it has a smooth surface and can reduce the specific resistance.

透明導電層の厚みは、1〜1000nm程度の範囲から選択でき、例えば、5〜500nm、好ましくは10〜400nm、さらに好ましくは50〜300nm(例えば、100〜200nm)程度である。   The thickness of the transparent conductive layer can be selected from a range of about 1 to 1000 nm, and is, for example, about 5 to 500 nm, preferably 10 to 400 nm, and more preferably about 50 to 300 nm (for example, 100 to 200 nm).

透明導電層は、慣用の方法、例えば、物理的気相(PVD)法(例えば、真空蒸着法、イオンプレーティング法、スパッタリング法など)、化学的気相(CVD)法などにより作製することができる。   The transparent conductive layer can be produced by a conventional method, for example, a physical vapor phase (PVD) method (for example, a vacuum deposition method, an ion plating method, a sputtering method, etc.), a chemical vapor phase (CVD) method, or the like. it can.

(光電変換層)
光電変換層は、光電変換可能な無機粒子(又は光半導体粒子)と、実質的に全体がπ共役系からなる三次元網目構造(又は架橋構造)を有する導電性高分子とを含んでいる。このような導電性高分子は、増感作用及び/又は電荷輸送作用を有する。そのため、光電変換可能な無機粒子と、この粒子を光励起するための増感剤(又は励起分子)と、電荷輸送剤(又は固体電解質)とを含む光電変換層において、導電性高分子で増感剤及び/又は電荷輸送剤を構成してもよい。特に、簡単な構造で光電変換率を向上できる点から、同一の又は異なる種類の導電性高分子(例えば、同一の導電性高分子)で増感剤及び電荷輸送剤を構成するのが好ましい。
(Photoelectric conversion layer)
The photoelectric conversion layer includes inorganic particles (or photo-semiconductor particles) capable of photoelectric conversion and a conductive polymer having a three-dimensional network structure (or a crosslinked structure) substantially consisting entirely of a π-conjugated system. Such a conductive polymer has a sensitizing action and / or a charge transporting action. Therefore, in a photoelectric conversion layer containing inorganic particles capable of photoelectric conversion, a sensitizer (or excited molecule) for photoexciting the particles, and a charge transport agent (or solid electrolyte), sensitization with a conductive polymer Agents and / or charge transport agents may be configured. In particular, it is preferable that the sensitizer and the charge transport agent are composed of the same or different kinds of conductive polymers (for example, the same conductive polymer) from the viewpoint that the photoelectric conversion rate can be improved with a simple structure.

光電変換層に含まれる無機粒子(光半導体粒子)は、光電変換可能である限り特に制限されず、例えば、金属酸化物で構成してもよい。金属酸化物を構成する金属としては、特に制限されず、例えば、周期表第2族金属(例えば、カルシウム、ストロンチウム、バリウムなど)、周期表第3族金属(例えば、スカンジウム、イットリウム、ランタノイドなど)、周期表第4族金属(例えば、チタン、ジルコニウム、ハフニウムなど)、周期表第5族金属(例えば、バナジウム、ニオブ、タンタルなど)、周期表第6族金属(例えば、クロム、モリブデン、タングステンなど)、周期表第7族金属(例えば、マンガンなど)、周期表第8族金属(例えば、鉄など)、周期表第9族金属(例えば、コバルトなど)、周期表第10族金属(例えば、ニッケルなど)、周期表第11族金属(例えば、銅など)、周期表第12族金属(例えば、亜鉛、カドミウムなど)、周期表第13族金属(例えば、アルミニウム、ガリウム、インジウム、タリウムなど)、周期表第14族金属(例えば、ゲルマニウム、スズなど)、周期表第15族金属(例えば、ヒ素、アンチモン、ビスマスなど)、周期表第16族金属(例えば、テルルなど)などが挙げられる。これらの金属は、単独で又は二種以上組み合わせてもよい。   The inorganic particles (photosemiconductor particles) contained in the photoelectric conversion layer are not particularly limited as long as photoelectric conversion is possible, and may be composed of, for example, a metal oxide. The metal constituting the metal oxide is not particularly limited, and for example, Group 2 metal of the periodic table (for example, calcium, strontium, barium, etc.), Group 3 metal of the periodic table (for example, scandium, yttrium, lanthanoid, etc.) , Periodic table group 4 metals (eg, titanium, zirconium, hafnium, etc.), periodic table group 5 metals (eg, vanadium, niobium, tantalum, etc.), periodic table group 6 metals (eg, chromium, molybdenum, tungsten, etc.) ), Periodic Table Group 7 metals (eg, manganese, etc.), Periodic Table Group 8 metals (eg, iron, etc.), Periodic Table Group 9 metals (eg, cobalt, etc.), Periodic Table Group 10 metals (eg, Nickel), Periodic Table Group 11 metal (for example, copper), Periodic Table Group 12 metal (for example, zinc, cadmium, etc.), Periodic Table Group 13 gold (Eg, aluminum, gallium, indium, thallium, etc.), periodic table group 14 metals (eg, germanium, tin, etc.), periodic table group 15 metals (eg, arsenic, antimony, bismuth, etc.), periodic table group 16 Metal (for example, tellurium etc.) etc. are mentioned. These metals may be used alone or in combination of two or more.

代表的な金属酸化物は、n型半導体特性を示す金属酸化物であり、ワイドバンドギャップを有する点から、チタン酸カルシウム(CaTiO)、チタン酸ストロンチウム(SrTiO)、チタン酸バリウム(BaTiO)、酸化チタン、酸化ジルコニウム(ZrO)、酸化ニオブ(Nb)、酸化タンタル(Ta)、酸化タングステン(WO)、酸化亜鉛(ZnO)、酸化錫(SnO)、これらの複合酸化物が汎用される。中でも光電変換率の点から酸化チタンが好ましい。 Typical metal oxides are metal oxides exhibiting n-type semiconductor characteristics, and have a wide band gap. From the viewpoint of having a wide band gap, calcium titanate (CaTiO 3 ), strontium titanate (SrTiO 3 ), barium titanate (BaTiO 3). ), Titanium oxide, zirconium oxide (ZrO 2 ), niobium oxide (Nb 2 O 5 ), tantalum oxide (Ta 2 O 5 ), tungsten oxide (WO 3 ), zinc oxide (ZnO), tin oxide (SnO 2 ), These composite oxides are widely used. Of these, titanium oxide is preferable from the viewpoint of photoelectric conversion.

酸化チタンとしては、TiO、Ti、Ti、含水酸化チタン(メタチタン酸、オルトチタン酸など)などが挙げられるが、通常、TiO(二酸化チタン)が汎用される。また、酸化チタンは、無定形であってもよく、結晶形(ルチル型、アナターゼ型、ブルッカイト型など)であってもよいが、配向性が高く、酸化チタン間の接触面積を比較的大きくでき、導電性や耐久性を向上できる点から、ルチル型が好ましい。 Examples of titanium oxide include TiO 2 , Ti 2 O 5 , Ti 2 O 3 , hydrous titanium oxide (metatitanic acid, orthotitanic acid, etc.), but TiO 2 (titanium dioxide) is generally used. In addition, the titanium oxide may be amorphous or crystalline (rutile, anatase, brookite, etc.), but has high orientation and a relatively large contact area between the titanium oxides. The rutile type is preferable from the viewpoint of improving conductivity and durability.

なお、金属酸化物は、通常、透明導電層を構成する金属酸化物とは異なる種類の金属酸化物が利用される。また、金属酸化物は他の元素(又はイオン)がドープされていてもよい。さらに、金属酸化物のバンドギャップは、特に制限されず、例えば、3eV以上(例えば、3〜4eV)、好ましくは3.2eV以上(例えば、3.2〜3.5eV)程度であってもよい。   As the metal oxide, a different type of metal oxide from the metal oxide constituting the transparent conductive layer is usually used. Further, the metal oxide may be doped with other elements (or ions). Further, the band gap of the metal oxide is not particularly limited, and may be, for example, about 3 eV or more (for example, 3 to 4 eV), preferably about 3.2 eV or more (for example, 3.2 to 3.5 eV). .

無機粒子の形状は、球状に限定されず、楕円体状、正八面体状、星状、針状、繊維状、棒状などであってもよく、これらの形状が混在していてもよい。   The shape of the inorganic particles is not limited to a spherical shape, and may be an ellipsoidal shape, a regular octahedral shape, a star shape, a needle shape, a fiber shape, a rod shape, or the like, and these shapes may be mixed.

無機粒子の平均径(平均粒子径又は平均一次粒子径)は、例えば、100μm以下(例えば、50μm以下、好ましくは10μm以下、さらに好ましくは1μm以下)の範囲から選択でき、5〜1000nm、好ましくは10〜500nm、さらに好ましくは15〜400nm(例えば、20〜300nm)程度であってもよい。平均径が小さすぎると粒子が凝集し導電性が低下しやすく、平均径が大きすぎると実効表面積をあまり大きくできない。平均径は、慣用の方法、例えば、レーザー回折法などにより測定できる。   The average diameter (average particle diameter or average primary particle diameter) of the inorganic particles can be selected from a range of, for example, 100 μm or less (for example, 50 μm or less, preferably 10 μm or less, more preferably 1 μm or less), and 5 to 1000 nm, preferably It may be about 10 to 500 nm, more preferably about 15 to 400 nm (for example, 20 to 300 nm). If the average diameter is too small, the particles tend to aggregate and the conductivity tends to decrease. If the average diameter is too large, the effective surface area cannot be increased too much. The average diameter can be measured by a conventional method such as a laser diffraction method.

光電変換層に含まれる導電性高分子は、実質的に全体がπ共役系からなる三次元網目構造を有する限り特に制限されず、例えば、π電子共役系単位[炭素−炭素単結合(−C−C−)、炭素−炭素二重結合(−C=C−)、炭素−炭素三重結合(−C≡C−)、炭素−窒素二重結合(−C=N−)、アミド結合(−NHCO−)、イミダゾール環、オキサゾール環、チアゾール環など]を介して、複数の芳香環[又は芳香環(フラーレンなど)を含むユニット]が三次元的に連結した高分子であってもよい。このような導電性高分子は、全体として擬似的なバンド構造を形成し、分子間での電子移動(ホッピング)ではなく非局在化された分子内で迅速に電子移動できる。また、三次元網目構造を有する導電性高分子は、溶媒に不溶又は難溶であり、バンドギャップが重合成分(又は反応成分)のバンドギャップよりも小さい場合が多い。   The conductive polymer contained in the photoelectric conversion layer is not particularly limited as long as it has a three-dimensional network structure substantially consisting entirely of a π-conjugated system. For example, a π-electron conjugated unit [carbon-carbon single bond (-C -C-), carbon-carbon double bond (-C = C-), carbon-carbon triple bond (-C≡C-), carbon-nitrogen double bond (-C = N-), amide bond (- It may be a polymer in which a plurality of aromatic rings [or units containing aromatic rings (fullerene, etc.)] are linked three-dimensionally via NHCO-), imidazole ring, oxazole ring, thiazole ring, etc.]. Such a conductive polymer forms a pseudo band structure as a whole, and can rapidly transfer electrons within a delocalized molecule, not between molecules (hopping). In addition, the conductive polymer having a three-dimensional network structure is insoluble or hardly soluble in a solvent, and the band gap is often smaller than the band gap of the polymerization component (or reaction component).

上記導電性高分子は、例えば、以下の架橋性組成物(又は重合性組成物)により生成する高分子(芳香族共役系高分子)であってもよい。   The conductive polymer may be, for example, a polymer (aromatic conjugated polymer) generated by the following crosslinkable composition (or polymerizable composition).

架橋性組成物は、反応によりπ電子共役系結合[例えば、炭素−炭素単結合、炭素−炭素二重結合、炭素−炭素三重結合、炭素−窒素二重結合、アミド結合、イミダゾール環、オキサゾール環、チアゾール環など]を生成可能な反応部位(又は官能基)を有する重合成分(又は反応成分)を含んでいる。この重合成分は、反応により2以上(例えば2〜8、好ましくは2〜6、さらに好ましくは2〜4程度)のπ電子共役系結合を生成可能であればよく、少なくとも一つの重合成分が3以上(例えば3〜8、好ましくは3〜6、さらに好ましくは3〜4程度)のπ電子共役系結合を生成可能である。架橋性組成物が、3以上のπ電子共役系結合を生成可能な重合成分(架橋又は分岐成分)を含んでいると、重合反応により、3次元網目構造(又は架橋構造)を形成可能である。また、重合成分自体もπ電子共役系構造(芳香環など)を有すると、重合体は三次元的に全体に亘り電気的に導通可能となる。   The crosslinkable composition can react with a π-electron conjugated bond [for example, carbon-carbon single bond, carbon-carbon double bond, carbon-carbon triple bond, carbon-nitrogen double bond, amide bond, imidazole ring, oxazole ring. , A thiazole ring, and the like], and a polymerization component (or reaction component) having a reaction site (or functional group) capable of being generated. This polymerization component only needs to be able to generate 2 or more (for example, about 2 to 8, preferably 2 to 6, more preferably about 2 to 4) π-electron conjugated bonds by reaction, and at least one polymerization component is 3 The above (for example, 3 to 8, preferably 3 to 6, more preferably about 3 to 4) π-electron conjugated bonds can be generated. When the crosslinkable composition contains a polymerization component (crosslinking or branching component) capable of generating three or more π-electron conjugated bonds, a three-dimensional network structure (or crosslinked structure) can be formed by a polymerization reaction. . In addition, when the polymerization component itself has a π-electron conjugated structure (such as an aromatic ring), the polymer can be electrically conducted over the whole three-dimensionally.

具体的には、架橋性組成物は、反応部位としての1又は複数のカルボニル基を有する芳香族カルボニル化合物と、芳香族ポリアミン及び芳香族複素環式化合物から選択された少なくとも1つの芳香族反応成分とを含んでおり、芳香族ポリアミンは反応部位としての複数のアミノ基を有し、芳香族複素環式化合物は複素環のヘテロ原子に隣接し、かつ反応部位としての複数の未修飾(又は未置換)のα−炭素位を有する。また、芳香族反応成分が芳香族複素環式化合物であるとき、芳香族カルボニル化合物として芳香族アルデヒド化合物が使用される。すなわち、架橋性組成物は、(1)芳香族カルボニル化合物と芳香族ポリアミンとを含む態様、(2)芳香族アルデヒド化合物と芳香族複素環式化合物とを含む態様、(3)芳香族アルデヒド化合物と芳香族複素環式化合物と芳香族ポリアミンとを含む態様を包含する。   Specifically, the crosslinkable composition comprises an aromatic carbonyl compound having one or more carbonyl groups as a reaction site, and at least one aromatic reaction component selected from an aromatic polyamine and an aromatic heterocyclic compound. The aromatic polyamine has a plurality of amino groups as reactive sites, the aromatic heterocyclic compound is adjacent to the heteroatom of the heterocyclic ring, and has a plurality of unmodified (or unmodified) as reactive sites. Substituted) α-carbon position. When the aromatic reaction component is an aromatic heterocyclic compound, an aromatic aldehyde compound is used as the aromatic carbonyl compound. That is, the crosslinkable composition includes (1) an embodiment containing an aromatic carbonyl compound and an aromatic polyamine, (2) an embodiment containing an aromatic aldehyde compound and an aromatic heterocyclic compound, and (3) an aromatic aldehyde compound. And an aromatic heterocyclic compound and an aromatic polyamine are included.

態様(1)の組成物は、反応の容易性などの点から、炭素−窒素二重結合、アミド結合、イミダゾール環、オキサゾール環又はチアゾール環を生成する組合せ、すなわち、複数のカルボニル基(カルボニル基含有基)を有するπ電子共役系化合物(芳香族ポリカルボニル化合物)と複数のアミノ基を有するπ電子共役系化合物(芳香族ポリアミン)との組合せで構成されている。この組成物は、架橋構造を形成する点から、1分子中に3以上の反応部位[3以上のアミノ基又はカルボニル基(アミノ基と反応する反応性カルボニル基)]を有するπ電子共役系化合物を含んでいる。   The composition of the embodiment (1) is a combination that produces a carbon-nitrogen double bond, an amide bond, an imidazole ring, an oxazole ring, or a thiazole ring, that is, a plurality of carbonyl groups (carbonyl groups) A π electron conjugated compound (aromatic polycarbonyl compound) having a containing group) and a π electron conjugated compound (aromatic polyamine) having a plurality of amino groups. This composition is a π-electron conjugated compound having 3 or more reactive sites [3 or more amino groups or carbonyl groups (reactive carbonyl groups that react with amino groups)] in one molecule from the point of forming a crosslinked structure. Is included.

態様(2)の組成物は、炭素−炭素単結合又は炭素−炭素二重結合を生成する組合せ、すなわち、1又は複数のホルミル基を有するπ電子共役系化合物(芳香族アルデヒド化合物)と複数の未修飾のα−炭素位を有する複素環を含むπ電子共役系化合物(芳香族複素環式化合物)との組合せで構成されている。この組成物は、架橋構造を形成する点から、1分子中に3以上の反応部位[2以上のホルミル基(アルデヒド基)又は3以上の未修飾のα−炭素位]]を有するπ電子共役系化合物を含んでいる。なお、芳香族アルデヒド化合物と芳香族複素環式化合物との反応において、1つのホルミル基は、2官能性反応基として機能するため、2つの反応部位として計算できる。態様(2)の組成物は、安定性が高く、低温での熱処理により導電性高分子を形成できる。   The composition of the aspect (2) is a combination that forms a carbon-carbon single bond or a carbon-carbon double bond, that is, a π-electron conjugated compound (aromatic aldehyde compound) having one or more formyl groups and a plurality of It consists of a combination with a π-electron conjugated compound (aromatic heterocyclic compound) containing a heterocyclic ring having an unmodified α-carbon position. This composition is a π-electron conjugate having three or more reaction sites [two or more formyl groups (aldehyde groups) or three or more unmodified α-carbon positions] in one molecule from the viewpoint of forming a crosslinked structure. Contains system compounds. In the reaction between an aromatic aldehyde compound and an aromatic heterocyclic compound, one formyl group functions as a bifunctional reactive group, and thus can be calculated as two reaction sites. The composition of aspect (2) has high stability and can form a conductive polymer by heat treatment at a low temperature.

態様(3)の組成物は、態様(1)と態様(2)とを組み合わせた組成物に相当する。例えば、態様(3)の組成物は、複数のホルミル基を有するπ電子共役系化合物(芳香族ポリアルデヒド化合物)と、複数のアミノ基を有するπ電子共役系化合物(芳香族ポリアミン)と、複数の未修飾のα−炭素位を有する複素環を含むπ電子共役系化合物(芳香族複素環式化合物)とを含んでいてもよい。   The composition of the aspect (3) corresponds to a composition obtained by combining the aspect (1) and the aspect (2). For example, the composition of the aspect (3) includes a π-electron conjugated compound (aromatic polyaldehyde compound) having a plurality of formyl groups, a π-electron conjugated compound (aromatic polyamine) having a plurality of amino groups, And a π-electron conjugated compound (aromatic heterocyclic compound) containing a heterocyclic ring having an unmodified α-carbon position.

(芳香族カルボニル化合物)
芳香族カルボニル化合物としては、1又は複数のカルボニル基(カルボニル基含有基)を有する芳香族化合物である限り特に制限されず、例えば、下記式(Ia)で表される化合物であってもよい。
(Aromatic carbonyl compounds)
The aromatic carbonyl compound is not particularly limited as long as it is an aromatic compound having one or more carbonyl groups (carbonyl group-containing groups), and may be, for example, a compound represented by the following formula (Ia).

(式中、Lはリンカーを示し、Aは芳香環を示し、Rはカルボニル基含有基を示し、Rは非反応性基を示し、nは0又は1であり、k1は1以上の整数であり、k2は0又は1以上の整数であり、nが0であるときpは1であり、nが1であるときpは2以上の整数である)
式(Ia)において、Aで表される芳香環としては、芳香族炭化水素環[例えば、単環式芳香族炭化水素環(ベンゼン環など)、縮合多環式芳香族炭化水素環(インデン、ナフタレン環などの縮合二環式炭化水素環;アセナフチレン、フルオレン、フェナレン、アントラセン、フェナントレン環などの縮合三環式炭化水素環;ピレン、ナフタセン環などの縮合四環式炭化水素環;ペンタセン、ピセン環などの縮合五環式炭化水素環;ヘキサフェン、ヘキサセン環などの縮合六環式炭化水素環;コロネン環などの縮合七環式炭化水素環など)]、芳香族複素環[例えば、単環式複素環(チオフェン環などの硫黄原子を含む5〜6員複素環;ピロール、ピラゾール、イミダゾール環などの窒素原子を含む5〜6員複素環;フラン環などの酸素原子を含む5〜6員複素環;オキサゾール、オキサジアゾール環などの窒素原子及び酸素原子を含む5〜6員複素環;チアゾール、チアジアゾール環などの窒素原子及び硫黄原子を含む5〜6員複素環など)、多環式複素環(キノリン環などの縮合二環式複素環;キサンテン、カルバゾール、アクリジン、フェナントリジン、フェナジン、フェノチアジン、フェノキサジン環などの縮合三環式複素環;ポルフィン環(又はポルフィリン環);フタロシアニン環など)]、これらの誘導体(アントラキノンなどの炭化水素環式ケトン、ピラゾロンなどの複素環式ケトンなど)などが例示できる。なお、これらの芳香環は置換基(後述の非反応性基Rなど)を有していてもよい。
(In the formula, L represents a linker, A represents an aromatic ring, R 1 represents a carbonyl group-containing group, R 2 represents a non-reactive group, n is 0 or 1, and k1 is 1 or more. An integer, k2 is 0 or an integer of 1 or more, p is 1 when n is 0, and p is an integer of 2 or more when n is 1)
In the formula (Ia), the aromatic ring represented by A includes an aromatic hydrocarbon ring [for example, a monocyclic aromatic hydrocarbon ring (such as a benzene ring), a condensed polycyclic aromatic hydrocarbon ring (indene, Condensed bicyclic hydrocarbon rings such as naphthalene ring; condensed tricyclic hydrocarbon rings such as acenaphthylene, fluorene, phenalene, anthracene, phenanthrene ring; condensed tetracyclic hydrocarbon rings such as pyrene, naphthacene ring; pentacene, picene ring Condensed hexacyclic hydrocarbon rings such as hexaphene, hexacene rings, etc .; condensed heptacyclic hydrocarbon rings such as coronene rings)], aromatic heterocycles [eg, monocyclic heterocycles Ring (5- to 6-membered heterocycle containing a sulfur atom such as a thiophene ring; 5- to 6-membered heterocycle containing a nitrogen atom such as pyrrole, pyrazole, imidazole ring; oxygen atom such as a furan ring 5-6 membered heterocyclic ring containing; 5-6 membered heterocyclic ring containing nitrogen atom and oxygen atom such as oxazole and oxadiazole ring; 5-6 membered heterocyclic ring containing nitrogen atom and sulfur atom such as thiazole, thiadiazole ring, etc. ), Polycyclic heterocycles (fused bicyclic heterocycles such as quinoline ring; condensed tricyclic heterocycles such as xanthene, carbazole, acridine, phenanthridine, phenazine, phenothiazine, phenoxazine ring; porphine ring (or porphyrin) Ring); phthalocyanine ring etc.]], derivatives thereof (hydrocarbon cyclic ketones such as anthraquinone, heterocyclic ketones such as pyrazolone) and the like. These aromatic rings may have a substituent (such as a non-reactive group R 2 described later).

環Aは、単環又は縮合2乃至20環式芳香環(例えば、縮合2乃至10環式芳香環)、例えば、単環又は縮合二乃至七環式アレーン環(ベンゼン、ナフタレン、フルオレン、ピレン、アントラキノン環などの単環又は縮合二乃至四環式アレーン環など)、単環又は縮合二乃至七環式芳香族複素環(チオフェン、カルバゾール、フェナントリジン環などの単環又は縮合二乃至四環式芳香族複素環など)が好ましい。また、環Aは、C6−24アレーン環(ベンゼン、ナフタレン環などのC6−14アレーン環、特にC6−10アレーン環など)、窒素原子、酸素原子及び硫黄原子から選択された少なくとも1つのヘテロ原子を環の構成原子として含む5又は6員芳香族複素環(チオフェン環など)も好ましい。 Ring A is a monocyclic ring or a condensed 2 to 20 ring aromatic ring (for example, a condensed 2 to 10 ring aromatic ring), for example, a monocyclic ring or a condensed bi to heptacyclic arene ring (benzene, naphthalene, fluorene, pyrene, Monocyclic or condensed bi to tetracyclic arene rings such as anthraquinone ring), monocyclic or condensed bi to heptacyclic aromatic heterocyclic rings (thiophene, carbazole, phenanthridine ring, etc. monocyclic or condensed bi to tetracyclic rings Formula aromatic heterocycles and the like). Ring A is at least one selected from a C 6-24 arene ring (C 6-14 arene ring such as benzene and naphthalene ring, particularly C 6-10 arene ring), nitrogen atom, oxygen atom and sulfur atom. A 5- or 6-membered aromatic heterocyclic ring (such as a thiophene ring) containing one hetero atom as a ring constituent atom is also preferable.

で表されるカルボニル基含有基としては、ホルミル基(アルデヒド基);基−(CH=CH)−CHO(mは1以上の整数であり、例えば1〜10、好ましくは1〜5、さらに好ましくは1〜2)(例えば、2−ホルミルビニル基)などのホルミル基含有基;アシル基(アセチル基などのC2−5アシル基など)などのケトン基含有基;カルボキシル基;低級アルコキシカルボニル基(C1−2アルコキシ−カルボニル基);ハロカルボニル基(クロロカルボニル基など)などが例示できる。これらのカルボニル基含有基のうち、ホルミル基、2−ホルミルビニル基などのホルミル基含有基、カルボキシル基(特にホルミル基)が好ましい。 Examples of the carbonyl group-containing group represented by R 1 include formyl group (aldehyde group); group — (CH═CH) m —CHO (m is an integer of 1 or more, for example, 1 to 10, preferably 1 to 5. And more preferably 1-2) formyl group-containing groups such as (for example, 2-formylvinyl group); ketone group-containing groups such as acyl groups (C 2-5 acyl groups such as acetyl group); carboxyl groups; Examples thereof include an alkoxycarbonyl group ( C1-2 alkoxy-carbonyl group); a halocarbonyl group (such as a chlorocarbonyl group) and the like. Of these carbonyl group-containing groups, formyl group-containing groups such as formyl group and 2-formylvinyl group, and carboxyl groups (particularly formyl group) are preferable.

の置換数k1は、例えば、1〜10程度の範囲から選択でき、nが0であるとき、k1は1〜8、好ましくは2〜6、さらに好ましくは2〜4(例えば、2又は3)程度であり、nが1であるとき、k1は1〜4、好ましくは1〜3、さらに好ましくは1〜2(例えば、1)程度である。なお、環Aが縮合環であるとき、少なくとも1つの環にRが置換していればよい。また、Rの置換位置は特に制限されず、例えば、環Aに複数のRが置換する場合、任意の2つのRは隣接位に置換してもよいが、反応性の点から、非隣接位に置換するのが好ましい。さらに、1分子中に含まれるRの総数が2以上であるとき、Rの種類は、互いに異なっていてもよいが、通常、同一である。 The substitution number k1 of R 1 can be selected from the range of, for example, about 1 to 10, and when n is 0, k1 is 1 to 8, preferably 2 to 6, more preferably 2 to 4 (for example, 2 or When n is 1, k1 is 1 to 4, preferably 1 to 3, and more preferably 1 to 2 (for example, 1). In addition, when ring A is a condensed ring, R 1 may be substituted on at least one ring. Further, the substitution position of R 1 is not particularly limited. For example, when a plurality of R 1 are substituted on ring A, any two R 1 may be substituted at adjacent positions, but from the viewpoint of reactivity, Substitution at non-adjacent positions is preferred. Furthermore, when the total number of R 1 contained in one molecule is 2 or more, the types of R 1 may be different from each other but are usually the same.

で表される「非反応性基」とは、カルボニル基含有基とアミノ基との反応及び/又はホルミル基と未修飾のα−炭素位との反応に対して、非反応性(又は不活性)の基を意味する。非反応性基としては、炭化水素基、ハロゲン化炭化水素基、アルコキシ基、ハロアルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリールオキシ基、アラルキルオキシ基、アルキルチオ基、ハロアルキルチオ基、シクロアルキルチオ基、アリールチオ基、アラルキルチオ基、N,N−二置換アミノ基、スルホ基、スルホン酸ナトリウム基などが例示できる。 The “non-reactive group” represented by R 2 is non-reactive with respect to the reaction between a carbonyl group-containing group and an amino group and / or the reaction between a formyl group and an unmodified α-carbon position (or Inactive) group. Non-reactive groups include hydrocarbon groups, halogenated hydrocarbon groups, alkoxy groups, haloalkoxy groups, cycloalkoxy groups, aryloxy groups, aralkyloxy groups, alkylthio groups, haloalkylthio groups, cycloalkylthio groups, arylthio groups, Examples thereof include an aralkylthio group, an N, N-disubstituted amino group, a sulfo group, and a sodium sulfonate group.

炭化水素基としては、アルキル基(例えば、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、t−ブチル、ペンチル、ヘキシル、2−エチルヘキシル基などの直鎖状又は分岐鎖状C1−12アルキル基、好ましくは直鎖状又は分岐鎖状C1−10アルキル基など)、アルケニル基(ビニル基などのC2−6アルケニル基など)、シクロアルキル基(シクロへキシル基などのC5−8シクロアルキル基など)、アリール基[例えば、フェニル基、アルキルフェニル基(モノ又はジメチルフェニル基(トリル基、2−メチルフェニル基、キシリル基など)などのC1−4アルキルフェニル基)、ナフチル基などのC6−10アリール基など]、アラルキル基(ベンジル基などのC6−10アリール−C1−4アルキル基など)などが例示できる。 As the hydrocarbon group, an alkyl group (for example, a linear or branched C 1-12 alkyl group such as methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl, t-butyl, pentyl, hexyl, 2-ethylhexyl group, preferably Is a linear or branched C 1-10 alkyl group, etc.), an alkenyl group (such as a C 2-6 alkenyl group such as a vinyl group), a cycloalkyl group (a C 5-8 cycloalkyl group such as a cyclohexyl group). Etc.), aryl groups [for example, C 1-4 alkylphenyl groups such as phenyl and alkylphenyl groups (mono or dimethylphenyl groups (tolyl group, 2-methylphenyl group, xylyl group, etc.)), naphthyl groups, etc. 6-10 an aryl group, and aralkyl group (such as C 6-10 aryl -C 1-4 alkyl group such as benzyl group) example It can be.

ハロゲン化炭化水素基としては、炭化水素基の水素原子がハロゲン原子(フッ素、塩素、臭素など)に置換された基、例えば、トリクロロメチル基、トリフルオロメチル基、テトラフルオロエチル基などのハロC1−6アルキル基(モノ乃至パーフルオロC1−6アルキル基など)などが例示できる。 As the halogenated hydrocarbon group, a group in which a hydrogen atom of a hydrocarbon group is substituted with a halogen atom (fluorine, chlorine, bromine, etc.), for example, halo C such as a trichloromethyl group, a trifluoromethyl group, or a tetrafluoroethyl group Examples thereof include 1-6 alkyl groups (such as mono to perfluoro C 1-6 alkyl groups).

アルコキシ基としては、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、n−ブトキシ、t−ブトキシ基などの直鎖状又は分岐鎖状C1−10アルコキシ基(好ましくはC1−6アルコキシ基)などが例示でき、ハロアルコキシ基としては、トリフルオロメトキシ、2,2,2−トリフルオロエトキシ、パーフルオロエトキシ基などの直鎖状又は分岐鎖状ハロC1−10アルコキシ基(好ましくはハロC1−6アルコキシ基)、シクロアルコキシ基としては、シクロへキシルオキシ基などのC5−8シクロアルキルオキシ基などが例示でき、アリールオキシ基としては、フェノキシ基などのC6−10アリールオキシ基などが例示でき、アラルキルオキシ基としては、ベンジルオキシ基などのC6−10アリール−C1−4アルキルオキシ基などが例示できる。 Examples of the alkoxy group include linear or branched C 1-10 alkoxy groups (preferably C 1-6 alkoxy groups) such as methoxy, ethoxy, propoxy, n-butoxy, and t-butoxy groups. Examples of the alkoxy group include linear or branched halo C 1-10 alkoxy groups such as trifluoromethoxy, 2,2,2-trifluoroethoxy, and perfluoroethoxy groups (preferably halo C 1-6 alkoxy groups). The cycloalkoxy group can be exemplified by a C 5-8 cycloalkyloxy group such as a cyclohexyloxy group, and the aryloxy group can be exemplified by a C 6-10 aryloxy group such as a phenoxy group. the group, C 6-10 aryl -C 1-4 alkyl group such as a benzyloxy group It can be shown.

アルキルチオ基、ハロアルキルチオ基、シクロアルキルチオ基、アリールチオ基、アラルキルチオ基としては、それぞれ上記アルコキシ基、ハロアルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリールオキシ基、アラルキルオキシ基に対応する基などが例示できる。   Examples of the alkylthio group, haloalkylthio group, cycloalkylthio group, arylthio group and aralkylthio group include groups corresponding to the above alkoxy group, haloalkoxy group, cycloalkoxy group, aryloxy group and aralkyloxy group.

N,N−二置換アミノ基としては、N,N−ジアルキルアミノ基(N,N−ジメチルアミノ基などのN,N−ジC1−6アルキルアミノ基)などが例示できる。 Examples of the N, N-disubstituted amino group include N, N-dialkylamino groups (N, N-diC 1-6 alkylamino groups such as N, N-dimethylamino group) and the like.

の置換数k2は、例えば、0〜10程度の範囲から選択でき、0〜5、好ましくは0〜3、さらに好ましくは0〜2(例えば0又は1)程度であってもよい。なお、Rの置換位置は特に限定されない。また、1分子中に含まれるRの総数が2以上であるとき、Rの種類は、互いに同一又は異なっていてもよい。 The substitution number k2 of R 2 can be selected from a range of, for example, about 0 to 10, and may be 0 to 5, preferably 0 to 3, and more preferably about 0 to 2 (for example, 0 or 1). Incidentally, the substitution position of R 2 is not particularly limited. When the total number of R 2 contained in one molecule is 2 or more, the types of R 2 may be the same or different from each other.

Lで表されるリンカー(ユニット又は連結基)としては、例えば、直接結合(−)、酸素原子、硫黄原子、窒素原子又はイミノ基、ホウ素原子、リン原子などのヘテロ原子;複数のヘテロ原子で構成されたリンカー(アゾ基、ジスルフィド基など);エチレンに対応するリンカー(ビニレン基など);アセチレンに対応するリンカー(エチニレン基);芳香環に対応するリンカー(又は2以上の多価基);芳香環集合体に対応するリンカー(又は2以上の多価基)などが挙げられる。なお、リンカーLは、置換基(非反応性基Rなど)を有していてもよい。 As the linker (unit or linking group) represented by L, for example, a direct bond (−), an oxygen atom, a sulfur atom, a nitrogen atom or an imino group, a heteroatom such as a boron atom or a phosphorus atom; Constructed linker (azo group, disulfide group, etc.); linker corresponding to ethylene (vinylene group, etc.); linker corresponding to acetylene (ethynylene group); linker corresponding to aromatic ring (or two or more polyvalent groups); Examples include a linker (or two or more polyvalent groups) corresponding to an aromatic ring assembly. Incidentally, the linker L may have a substituent (such as a non-reactive group R 2).

芳香環に対応するリンカーにおいて、芳香環は、環Aと同様の芳香環が例示でき、単環又は縮合二乃至七環式アレーン環(ベンゼン、ナフタレン、フルオレン環などの単環又は縮合二乃至四環式アレーン環など)、窒素原子、酸素原子及び硫黄原子から選択された少なくとも1つのヘテロ原子を含む5又は6員芳香族複素環(オキサゾール、オキサジアゾール環など)、ポルフィリン環が好ましい。   In the linker corresponding to the aromatic ring, the aromatic ring can be exemplified by the same aromatic ring as the ring A, and is monocyclic or condensed bi- to heptacyclic arene rings (monocyclic such as benzene, naphthalene and fluorene rings or condensed bi- to tetra-cyclic). A cyclic arene ring, etc.), a 5- or 6-membered aromatic heterocyclic ring containing at least one heteroatom selected from a nitrogen atom, an oxygen atom and a sulfur atom (such as an oxazole or oxadiazole ring) or a porphyrin ring is preferred.

芳香環集合体に対応するリンカーにおいて、芳香環集合体を構成する芳香環は、環Aと同様の芳香環が例示でき、C6−14アレーン環(ベンゼン、ナフタレン環などのC6−12アレーン環など)、窒素原子、酸素原子及び硫黄原子から選択された少なくとも1つのヘテロ原子を含む5又は6員芳香族複素環(チオフェン環など)が好ましい。芳香環集合体は、1又は複数の種類の芳香環で構成してもよい。また、芳香環集合体は、例えば、2〜1000個(例えば、2〜500個、好ましくは2〜250個、さらに好ましくは2〜200個)程度の芳香環で構成してもよく、2〜10個(例えば、2〜5個、好ましくは2〜4個)程度の芳香環で構成してもよい。 In the linker corresponding to the aromatic ring aggregate, the aromatic ring constituting the aromatic ring aggregate can be exemplified by the same aromatic ring as ring A, and C 6-14 arene ring (C 6-12 arene such as benzene and naphthalene ring) A 5- or 6-membered aromatic heterocycle (such as a thiophene ring) containing at least one heteroatom selected from a nitrogen atom, an oxygen atom and a sulfur atom. The aromatic ring assembly may be composed of one or more types of aromatic rings. The aromatic ring assembly may be composed of about 2 to 1000 aromatic rings (for example, 2 to 500, preferably 2 to 250, more preferably 2 to 200), for example, You may comprise about 10 (for example, 2-5 pieces, preferably 2-4 pieces) aromatic rings.

リンカーLは、上記リンカーを二種以上組み合わせて構成したリンカー、例えば、下記式(Ib)で表される基なども包含する。   The linker L includes a linker constituted by combining two or more of the above linkers, for example, a group represented by the following formula (Ib).

[式中、Yは酸素原子、硫黄原子又はアゾ基を示し、Zは芳香環を示し、q1〜q5は、それぞれ0又は1である。但し、q1+q2+q4は1〜3(好ましくは1〜2)であり、q3+q5は1又は2である。]
なお、式中、下記化学結合
[Wherein, Y represents an oxygen atom, a sulfur atom or an azo group, Z represents an aromatic ring, and q1 to q5 are 0 or 1, respectively. However, q1 + q2 + q4 is 1-3 (preferably 1-2), and q3 + q5 is 1 or 2. ]
In the formula, the following chemical bond

は、二重結合又は三重結合であることを示す。 Represents a double bond or a triple bond.

式(Ib)において、環Zとしては、環Aと同様の芳香環、例えば、C6−24アレーン環(例えば、ベンゼン、ナフタレン環などのC6−14アレーン環)などが挙げられる。なお、環Zは置換基(非反応性基Rなど)を有していてもよい。 In the formula (Ib), examples of the ring Z include the same aromatic rings as the ring A, for example, C 6-24 arene rings (for example, C 6-14 arene rings such as benzene and naphthalene rings). Ring Z may have a substituent (such as a non-reactive group R 2 ).

具体的には、式(Ib)で表される基としては、アレーンジアゾ基[下記式(Ib-1)など]、ジアリールエテンジアゾ基[下記式(Ib-2)など]、ビアリールジオキシ基[下記式(Ib-3)など]、アレーンジエチニレン基[下記式(Ib-4)などのアレーンジエチニレン基など]などが挙げられる。   Specifically, the group represented by the formula (Ib) includes an arene diazo group [the following formula (Ib-1) and the like], a diarylethene diazo group [the following formula (Ib-2) and the like], a biaryl dioxy group [the following Formula (Ib-3) etc.], arenedietinylene groups [arenedietinylene groups such as the following formula (Ib-4)] and the like.

これらのリンカーのうち、直接結合、酸素原子、硫黄原子、窒素原子、ジスルフィド基、ジアゾ基、ビニレン基、2〜4価の芳香環基[C6−24アレーン環、5〜6員芳香族複素環及びポルフィリン環から選択された一種の芳香環で構成された基、例えば、C6−24アリーレン基(o−、m−又はp−フェニレン基、9,9−フルオレン−ジイル基などのC6−20アリーレン基、特にC6−14アリーレン基など)、C6−24アレーン−トリイル基(1,3,5−ベンゼン−トリイル基などのC6−20アレーン−トリイル基、特にC6−14アレーン−トリイル基など)、チオフェン−ジイル基(2,5−チオフェン−ジイル基など)、オキサゾール−ジイル基(2,5−オキサゾール−ジイル基など)、オキサジアゾール−ジイル基(2,5−オキサジアゾール−ジイル基など)、ポルフィリン−テトライル基(5,10,15,20−ポルフィリン−テトライル基など)など]、2〜4価の芳香環集合基[複数のC6−14アレーン環及び/又は5〜6員芳香族複素環が連結した基、例えば、ビC6−14アリール−ジイル基(ビフェニレン基などのビC6−12アリール−ジイル基、特にビC6−10アリール−ジイル基など)、ターC6−14アリール−ジイル基(o−、m−又はp−タ−フェニレン基などのターC6−12アリール−ジイル基、特にターC6−10アリール−ジイル基など)、ビチオフェン−ジイル基、ターチオフェン−ジイル基など]、これらの組み合わせ[例えば、C6−24アレーンジアゾ基(フェニレンジアゾ基などのC6−14アリーレンジアゾ基など)、ジC6−24アリールエテンジアゾ基(ジフェニルエテンジアゾ基などのジC6−14アリールエテンジアゾ基など)、ビC6−24アリールジオキシ基(ビフェニルジオキシ基などのビC6−14アリールジオキシ基など)、C6−24アレーンジエチニレン基(アントラセンジエチニレン基などのC6−14アレーンジエチニレン基など)など]が好ましい。 Among these linkers, a direct bond, an oxygen atom, a sulfur atom, a nitrogen atom, a disulfide group, a diazo group, a vinylene group, a 2- to 4-valent aromatic ring group [C 6-24 arene ring, a 5- to 6-membered aromatic heterocycle] A group composed of one kind of aromatic ring selected from a ring and a porphyrin ring, for example, a C 6-24 arylene group (C 6 such as o-, m- or p-phenylene group, 9,9-fluorene-diyl group). -20 arylene groups, especially C 6-14 arylene groups, etc., C 6-24 arene-triyl groups (C 6-20 arene-triyl groups such as 1,3,5-benzene-triyl groups, especially C 6-14 Arene-triyl group), thiophene-diyl group (such as 2,5-thiophene-diyl group), oxazole-diyl group (such as 2,5-oxazole-diyl group), oxadiazole- Diyl group (such as 2,5-oxadiazole-diyl group), porphyrin-tetrayl group (such as 5,10,15,20-porphyrin-tetrayl group)], divalent to tetravalent aromatic ring assembly group [multiple A group to which a C 6-14 arene ring and / or a 5- to 6-membered aromatic heterocycle is linked, for example, a bi-C 6-14 aryl-diyl group (a bi-C 6-12 aryl-diyl group such as a biphenylene group, C 6-10 aryl-diyl groups, etc.), ter C 6-14 aryl-diyl groups (ter-C 6-12 aryl-diyl groups such as o-, m- or p-ter-phenylene groups, especially ter C 6- 10 aryl - diyl group), bithiophene - diyl group, terthiophene - diyl group], C, such as combinations thereof [e.g., C 6-24 Arenjiazo group (phenylene azo group -14 etc. arylene azo group), such as di-C 6-14 aryl ethene diazo group, such as di-C 6-24 aryl ethene diazo group (diphenylethene diazo group), a bicycloalkyl C 6-24 aryl dioxy group (biphenyl dioxy group etc.) bicycloaryl C 6-14 aryl dioxy group such as such as C 6-14 arene diethylene Chini alkylene groups such as C 6-24 arene diethylene Hee alkylene group (anthracene diethyl Hee alkylene group), etc.] is preferable.

リンカーLがない(nが0である)とき、pは1であり、リンカーLがある(nが1である)とき、pは、リンカーLの価数に応じて、2以上の範囲から選択でき、例えば、2〜10、好ましくは2〜8(例えば、2〜6)、さらに好ましくは2〜4(例えば、2又は3)程度である。なお、pが2以上であるとき、Aの種類、k1の値、k2の値は、それぞれ、互いに同一又は異なっていてもよい。   When the linker L is absent (n is 0), p is 1, and when the linker L is present (n is 1), p is selected from a range of 2 or more depending on the valence of the linker L For example, it is about 2 to 10, preferably about 2 to 8 (for example, 2 to 6), and more preferably about 2 to 4 (for example, 2 or 3). When p is 2 or more, the type of A, the value of k1, and the value of k2 may be the same as or different from each other.

式(Ia)で表される化合物のうち、1分子中に含まれるRの総数が2以上である芳香族ポリカルボニル化合物(芳香族ポリアルデヒド化合物、芳香族ポリカルボン酸など)、例えば、下記化合物(a1)〜(a2)が好ましい。 Among the compounds represented by the formula (Ia), an aromatic polycarbonyl compound (aromatic polyaldehyde compound, aromatic polycarboxylic acid, etc.) in which the total number of R 1 contained in one molecule is 2 or more, for example, Compounds (a1) to (a2) are preferred.

(a1)環Aが単環又は縮合二乃至七環式芳香族炭化水素環(ベンゼン、ナフタレン、アントラセン、ピレン環などのC6−24アレーン環など)、単環又は縮合二乃至七環式芳香族複素環(カルバゾール環などの5〜15員複素環など)、ポルフィリン環又はフタロシアニン環であり、nが0であり、k1が2〜4(例えば、2又は3)であり、pが1である化合物。 (A1) Ring A is monocyclic or condensed bi- to heptacyclic aromatic hydrocarbon ring (C 6-24 arene ring such as benzene, naphthalene, anthracene, pyrene ring, etc.), monocyclic or condensed bi- to heptacyclic aroma A group heterocycle (such as a 5- to 15-membered heterocycle such as a carbazole ring), a porphyrin ring or a phthalocyanine ring, n is 0, k1 is 2 to 4 (for example, 2 or 3), and p is 1. A compound.

化合物(a1)としては、例えば、ジホルミルアントラセンなどのジホルミルC6−20アレーン;1,3,5−トリホルミルベンゼンなどのトリホルミルC6−20アレーン;テトラホルミルピレンなどのテトラホルミルC6−20アレーン;9−(2−エチルヘキシル)カルバゾール−3,6−ジカルバルデヒドなどの置換基(アルキル基など)を有していてもよい複素環式ジアルデヒド(5又は6員複素環式ジアルデヒド、5又は6員複素環とベンゼン環との縮合複素環式ジアルデヒドなど);これらの化合物においてホルミル基の代わりにカルボキシル基を有する化合物などが例示できる。 As the compound (a1), for example, diformyl C 6-20 arene such as di-formyl anthracene; Tetorahorumiru C 6-20, such as tetra-formyl pyrene; triformyl C 6-20 arene such as 1,3,5-formylbenzene Arene: heterocyclic dialdehyde (5- or 6-membered heterocyclic dialdehyde) optionally having a substituent (alkyl group and the like) such as 9- (2-ethylhexyl) carbazole-3,6-dicarbaldehyde A condensed heterocyclic dialdehyde of a 5- or 6-membered heterocyclic ring and a benzene ring, etc.); in these compounds, a compound having a carboxyl group instead of a formyl group can be exemplified.

また、化合物(a1)としては、テトラホルミルフタロシアニン(2,9,16,23−テトラホルミルフタロシアニン、3,10,17,24−テトラホルミルフタロシアニンなど)、この化合物においてホルミル基の代わりにカルボキシル基を有する化合物などが例示できる。   Further, as the compound (a1), tetraformyl phthalocyanine (2,9,16,23-tetraformyl phthalocyanine, 3,10,17,24-tetraformyl phthalocyanine, etc.), and in this compound, a carboxyl group is used instead of the formyl group. The compound which has can be illustrated.

(a2)環Aが単環又は縮合二乃至七環式芳香族炭化水素環(ベンゼン、ナフタレン環などのC6−24アレーン環など)、又は単環又は縮合二乃至七環式芳香族複素環(チオフェン環などの5〜6員複素環など)であり、リンカーLが直接結合、窒素原子、酸素原子、硫黄原子、ビニレン基、2〜4価の芳香環基[C6−24アレーン環、5〜6員芳香族複素環及びポルフィリン環から選択された一種の芳香環に対応する2〜4価基、例えば、C6−18アリーレン基(C6−14アリーレン基など)、C6−18アレーン−トリイル基(C6−14アレーン−トリイル基など)、チオフェン−ジイル基、ポルフィリン−テトライル基など]、2〜4価の芳香環集合基[複数のC6−14アレーン環(ベンゼン環などのC6−12アレーン環など)及び/又は5〜6員芳香族複素環(チオフェン環など)が連結した基など]又はこれらの組み合わせであり、nが1であり、k1が1又は2であり、pが2〜4である化合物。 (A2) Ring A is a monocyclic ring or a condensed bi to heptacyclic aromatic hydrocarbon ring (C 6-24 arene ring such as benzene and naphthalene ring), or a monocyclic ring or a condensed bi to heptacyclic aromatic heterocycle The linker L is a direct bond, a nitrogen atom, an oxygen atom, a sulfur atom, a vinylene group, a 2- to 4-valent aromatic ring group [C 6-24 arene ring, 2 to 4 valent groups corresponding to one kind of aromatic ring selected from 5 to 6-membered aromatic heterocycle and porphyrin ring, for example, C 6-18 arylene group (C 6-14 arylene group etc.), C 6-18 Arene-triyl group (C 6-14 arene-triyl group etc.), thiophene-diyl group, porphyrin-tetrayl group etc.], divalent to tetravalent aromatic ring assembly group [plural C 6-14 arene rings (benzene ring etc.) C 6-12 of a Or a combination of 5 to 6-membered aromatic heterocycles (thiophene rings, etc.)] or a combination thereof, n is 1, k1 is 1 or 2, and p is A compound that is 2-4.

化合物(a2)としては、例えば、ビス(2−ホルミルフェニル)エーテルなどのビス(ホルミルC6−12アリール)エーテル;4,4’−ジホルミルスチルベンなどの1,2−ビス(ホルミルC6−12アリール)エテン;トリス(4−ホルミルフェニル)アミンなどのトリ(ホルミルC6−12アリール)アミン;1,3,5−トリス(4−ホルミルフェニル)ベンゼンなどのトリ(ホルミルC6−12アリール)C6−12アレーン、5,10,15,20−テトラキス(4−ホルミルフェニル)ポルフィリンなどのテトラ(ホルミルC6−12アリール)ポルフィリン;これらの化合物においてホルミル基の代わりにカルボキシル基を有する化合物などが例示できる。 As the compound (a2), for example, bis (2-formylphenyl) such as ether bis (formyl C 6-12 aryl) ether; 4,4'-formyl like mill stilbene 1,2-bis (formyl C 6- 12 aryl) ethene; tri (formyl C 6-12 aryl) amine such as tris (4-formylphenyl) amine; tri (formyl C 6-12 aryl such as 1,3,5-tris (4-formylphenyl) benzene ) Tetra (formyl C 6-12 aryl) porphyrins such as C 6-12 arene, 5,10,15,20-tetrakis (4-formylphenyl) porphyrin; compounds having a carboxyl group instead of a formyl group in these compounds Etc. can be exemplified.

また、化合物(a2)としては、下記式(Ic)で表される化合物などが例示できる。   Examples of the compound (a2) include compounds represented by the following formula (Ic).

[式中、環A〜Aは、それぞれ芳香環(環Aと同様の芳香環、例えば、ベンゼン環などのC6−12アレーン環;チオフェン環などの5又は6員芳香族複素環など)を示し、p1は0又は1以上の整数であり、R、R、k1及びk2は前記に同じ]
なお、式(Ic)において、両末端に位置するAの種類、Aに置換するR、Rの種類、k1、k2の値は、それぞれ、一方の末端と他方の末端とで同一であってもよく、異なっていてもよい。
[Wherein, rings A 1 to A 2 are each an aromatic ring (an aromatic ring similar to ring A, for example, a C 6-12 arene ring such as a benzene ring; a 5- or 6-membered aromatic heterocycle such as a thiophene ring, etc. ), P1 is 0 or an integer of 1 or more, and R 1 , R 2 , k1 and k2 are the same as above]
Incidentally, the same in the formula (Ic), the type of A 1 located at both ends, the type of R 1, R 2 is substituted with A 1, the values of k1, k2, respectively, and one end and the other end May be different.

係数p1は、例えば、0〜10、好ましくは0〜8(例えば、0〜6)、さらに好ましくは0〜4(例えば、0〜3)、特に0〜2(例えば、0又は1)程度であってもよい。また、係数p1は、例えば、0〜1000、好ましくは0〜500(例えば、1〜250)、さらに好ましくは0〜200(例えば、1〜150)程度であってもよい。   The coefficient p1 is, for example, 0 to 10, preferably 0 to 8 (for example, 0 to 6), more preferably 0 to 4 (for example, 0 to 3), particularly about 0 to 2 (for example, 0 or 1). There may be. The coefficient p1 may be, for example, about 0 to 1000, preferably about 0 to 500 (for example, 1 to 250), and more preferably about 0 to 200 (for example, 1 to 150).

式(Ic)で表される化合物としては、2〜10(好ましくは2〜5)程度の複数のC6−10アレーン環又は5〜6員芳香族複素環が結合した環集合化合物、例えば、ジホルミルビC6−10アリール(2,2’−ジホルミルビフェニル、4,4’−ジホルミルビフェニルなど)、ジホルミルターC6−10アリール(4,4”−ジホルミルターフェニルなど)、ジホルミルビチオフェン(2,2’−ビチオフェン−5,5’−ジカルバルデヒドなど)、ジホルミルターチオフェン(2,2’:5’,2”−ターチオフェン−5,5”−ジカルバルデヒドなど)、これらの化合物においてホルミル基の代わりにカルボキシル基を有する化合物などが例示できる。 As the compound represented by the formula (Ic), a ring assembly compound in which a plurality of C 6-10 arene rings or 5-6 membered aromatic heterocycles of about 2 to 10 (preferably 2 to 5) are bonded, for example, Diformylbi C 6-10 aryl (such as 2,2′-diformylbiphenyl, 4,4′-diformylbiphenyl), diformylter C 6-10 aryl (such as 4,4 ″ -diformylterphenyl), diformylbithiophene (Such as 2,2′-bithiophene-5,5′-dicarbaldehyde), diformylterthiophene (such as 2,2 ′: 5 ′, 2 ″ -terthiophene-5,5 ″ -dicarbaldehyde), these Examples of the compound include a compound having a carboxyl group instead of a formyl group.

芳香族カルボニル化合物は、フラーレン単位を有するカルボニル化合物であってもよく、例えば、下記式(Id)で表される化合物などが挙げられる。   The aromatic carbonyl compound may be a carbonyl compound having a fullerene unit, and examples thereof include a compound represented by the following formula (Id).

(式中、R1aは水素原子、カルボニル基含有基又は非反応性基を示し、R1bはカルボニル基含有基を示し、Lは直接結合又はアルキレン基を示し、tは1又は2である)
式(Id)で表される化合物は、フラーレンの外側に歪んだπ電子雲がフラーレン間又は近傍の二重結合部位と重なるため、全体に亘りπ電子共役系構造を形成すると推定される。
(In the formula, R 1a represents a hydrogen atom, a carbonyl group-containing group or a non-reactive group, R 1b represents a carbonyl group-containing group, L 1 represents a direct bond or an alkylene group, and t is 1 or 2. )
The compound represented by the formula (Id) is presumed to form a π-electron conjugated structure throughout because the π-electron cloud distorted on the outside of the fullerene overlaps with or between the fullerenes.

式(Id)において、R1a及びR1bで表されるカルボニル基含有基としては、Rと同様のカルボニル基含有基、例えば、ホルミル基、カルボキシル基などが例示できる。R1aで表される非反応性基としては、Rと同様の非反応性基、例えば、フェニル基などのC6−10アリール基;チエニル基(2−チエニル基など)、フリル基(2−フリル基など)などの5又は6員芳香族複素環基などが例示できる。Lで表されるアルキレン基としては、メチレン、エチレン、プロピレン、トリメチレン、テトラメチレン基などのC1−10アルキレン基(C1−6アルキレン基など)などが例示できる。 In the formula (Id), examples of the carbonyl group-containing group represented by R 1a and R 1b include the same carbonyl group-containing groups as R 1 , such as a formyl group and a carboxyl group. Examples of the non-reactive group represented by R 1a include the same non-reactive groups as R 2 , for example, a C 6-10 aryl group such as a phenyl group; a thienyl group (such as a 2-thienyl group), a furyl group (2 And 5- or 6-membered aromatic heterocyclic groups such as -furyl group. Examples of the alkylene group represented by L 1 include C 1-10 alkylene groups (such as C 1-6 alkylene groups) such as methylene, ethylene, propylene, trimethylene, and tetramethylene groups.

式(Id)で表される化合物は、(株)ATRから商品名「[60]PCB−A」、「FA−06−02−BIS」、「FA−06−03 [60]PCBA」、「FA−06−03−BIS [60]PCBA−BIS」、「FA−09−01 [60]PCPA」、「FA−09−01−BIS [60]PCPA−BIS」などとして入手できる。   The compound represented by the formula (Id) is commercially available from ATR Co., Ltd. under the trade names “[60] PCB-A”, “FA-06-02-BIS”, “FA-06-03 [60] PCBA”, “ FA-06-03-BIS [60] PCBA-BIS "," FA-09-01 [60] PCPA "," FA-09-01-BIS [60] PCPA-BIS ", and the like.

フラーレン単位を有するカルボニル化合物は、式(Id)においてC60フラーレン単位の代わりにC70フラーレン単位を有する化合物であってもよい。このような化合物は、(株)ATRから商品名「FA−09−02 [70]PCBA」、「FA−09−02−BIS [70]PCBA−BIS」、「FA−09−03 [70]PCPA」、「FA−09−03−BIS [70]PCPA−BIS」、「FA−09−04」、「FA−09−04−BIS」、「FA−09−05」などとして入手できる。 Carbonyl compounds having the fullerene unit may be a compound having a C 70 fullerene units instead of C 60 fullerene units in formula (Id). Such compounds are available from ATR Co., Ltd. under the trade names “FA-09-02 [70] PCBA”, “FA-09-02-BIS [70] PCBA-BIS”, “FA-09-03 [70]. PCPA "," FA-09-03-BIS [70] PCPA-BIS "," FA-09-04 "," FA-09-04-BIS "," FA-09-05 ", and the like.

これらの芳香族カルボニル化合物は、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。芳香族カルボニル化合物のうち、芳香族ポリアルデヒド化合物、すなわち、Rがホルミル基であり、かつ1分子中に含まれるRの総数が2以上(例えば、2〜4個、好ましくは3〜4個)である化合物(例えば、表1〜3に示す化合物)が好ましい。 These aromatic carbonyl compounds can be used alone or in combination of two or more. Among aromatic carbonyl compounds, aromatic polyaldehyde compounds, that is, R 1 is a formyl group, and the total number of R 1 contained in one molecule is 2 or more (for example, 2 to 4, preferably 3 to 4). Are preferable (for example, compounds shown in Tables 1 to 3).

(芳香族ポリアミン)
芳香族ポリアミンは、複数のアミノ基(第1級アミノ基)を有する芳香族化合物である限り特に制限されず、例えば、下記式(IIa)で表される化合物であってもよい。
(Aromatic polyamine)
The aromatic polyamine is not particularly limited as long as it is an aromatic compound having a plurality of amino groups (primary amino groups), and may be, for example, a compound represented by the following formula (IIa).

(式中、Rはアミノ基を示し、Rは水素原子、アミノ基、メルカプト基又はヒドロキシル基を示し、k3は1以上の整数であり、L、n、A、R、k2及びpは前記に同じ。但し、nが0であるとき、k3は2以上の整数である。)
式(IIa)において、互いにオルト位で接するRとRとの一対の基の置換数k3は、例えば、1〜10程度の範囲から選択でき、nが0であるとき、k3は2〜10、好ましくは2〜8、さらに好ましくは2〜6(例えば、2〜4)程度であり、nが1であるとき、k3は1〜4、好ましくは1〜3、さらに好ましくは1〜2(例えば、1)程度である。なお、環Aが縮合環であるとき、少なくとも1つの環にRとRとの一対の基が置換していればよい。また、RとRとの一対の基の置換位置は特に制限されず、例えば、環Aに複数置換する場合、任意の2つの一対の基は隣接位に置換してもよいが、反応性の点から、非隣接位に置換するのが好ましい。さらに、環A、R、Rが、それぞれ1分子中に2以上含まれるとき、種類は互いに同一又は異なっていてもよい。また、pが2以上であるとき、k2、k3の値は、それぞれ、互いに同一又は異なっていてもよい。
(Wherein R 3 represents an amino group, R 4 represents a hydrogen atom, an amino group, a mercapto group or a hydroxyl group, k3 is an integer of 1 or more, and L, n, A, R 2 , k2 and p Is the same as above, except that when n is 0, k3 is an integer of 2 or more.)
In the formula (IIa), the substitution number k3 of a pair of R 3 and R 4 in contact with each other at the ortho position can be selected from the range of, for example, about 1 to 10, and when n is 0, k3 is 2 to 2. 10, preferably 2 to 8, more preferably about 2 to 6 (for example, 2 to 4), and when n is 1, k3 is 1 to 4, preferably 1 to 3, more preferably 1 to 2. It is about (for example, 1). When ring A is a condensed ring, a pair of R 3 and R 4 groups may be substituted on at least one ring. In addition, the substitution position of the pair of groups R 3 and R 4 is not particularly limited. For example, when ring A is substituted in plural, any two pairs of groups may be substituted at adjacent positions. From the viewpoint of property, substitution to a non-adjacent position is preferable. Further, when two or more rings A, R 2 and R 4 are contained in one molecule, the types may be the same or different from each other. When p is 2 or more, the values of k2 and k3 may be the same or different from each other.

式(IIa)で表される化合物のうち、下記化合物(b1)〜(b2)が好ましい。   Of the compounds represented by the formula (IIa), the following compounds (b1) to (b2) are preferable.

(b1)環Aが単環又は縮合二乃至七環式芳香族炭化水素環(ベンゼン、ナフタレン、フルオレン、ピレン、アントラキノン、コロネン環など)、単環又は縮合二乃至七環式芳香族複素環(カルバゾール、フェナントリジン環などの5〜15員複素環など)、ポルフィリン環又はフタロシアニン環であり、nが0であり、k3が2〜4(例えば、2又は3)であり、pが1である化合物。   (B1) Ring A is monocyclic or condensed bi- to heptacyclic aromatic hydrocarbon ring (benzene, naphthalene, fluorene, pyrene, anthraquinone, coronene ring, etc.), monocyclic or condensed bi- to heptacyclic aromatic heterocycle ( A 5- to 15-membered heterocyclic ring such as a carbazole or phenanthridine ring), a porphyrin ring or a phthalocyanine ring, n is 0, k3 is 2 to 4 (for example, 2 or 3), and p is 1 A compound.

化合物(b1)としては、例えば、フェニレンジアミン、ジアミノナフタレン、ジアミノフルオレン、ジアミノピレン、2,5−ジアミノ−1,4−ベンゼンジチオール、ジアミノカルバゾール、ジアミノアントラキノン、ジアミノ−6−フェニルフェナントリジンなどの置換基を有していてもよいジ乃至トリアミノC6−20アレーンなどが例示でき、上記置換基としては、アルキル基、アリール基、ヒドロキシル基、アルコキシ基、メルカプト基、アルキルチオ基などが例示できる。 Examples of the compound (b1) include phenylenediamine, diaminonaphthalene, diaminofluorene, diaminopyrene, 2,5-diamino-1,4-benzenedithiol, diaminocarbazole, diaminoanthraquinone, diamino-6-phenylphenanthridine, and the like. Examples of the substituent include di- to triamino C 6-20 arene, which may have a substituent, and examples of the substituent include an alkyl group, an aryl group, a hydroxyl group, an alkoxy group, a mercapto group, and an alkylthio group.

また、化合物(b1)としては、テトラアミノフタロシアニン(2,9,16,23−テトラアミノフタロシアニン、3,10,17,24−テトラアミノフタロシアニンなど)などが例示できる。   Examples of the compound (b1) include tetraaminophthalocyanine (2,9,16,23-tetraaminophthalocyanine, 3,10,17,24-tetraaminophthalocyanine, etc.).

(b2)環Aが単環又は縮合二乃至七環式芳香族炭化水素環(ベンゼン、ナフタレン環などのC6−24アレーン環)であり、リンカーLが直接結合、窒素原子、酸素原子、硫黄原子、ジアゾ基、ジスルフィド基、ビニレン基、2〜4価の芳香環基[C6−24アレーン環、5〜6員芳香族複素環及びポルフィリン環から選択された一種の芳香環に対応する2〜4価基、例えば、C6−18アリーレン基(C6−14アリーレン基など)、C6−18アレーン−トリイル基(C6−14アレーン−トリイル基など)、オキサゾール−ジイル基、オキサジアゾール−ジイル基、ポルフィリン−テトライル基など]又はこれらの組み合わせ[例えば、C6−14アレーンジアゾ基(C6−10アレーンジアゾ基など)、ジC6−14アリールエテンジアゾ基(ジC6−10アリールエテンジアゾ基など)、ビC6−14アリールジオキシ基(ビC6−10アリールジオキシ基など)など]であり、nが1であり、k3が1又は2であり、pが2〜4である化合物。 (B2) Ring A is a monocyclic ring or a condensed bi- to heptacyclic aromatic hydrocarbon ring (C 6-24 arene ring such as benzene and naphthalene ring), and linker L is directly bonded, nitrogen atom, oxygen atom, sulfur Atom, diazo group, disulfide group, vinylene group, divalent to tetravalent aromatic ring group [corresponding to a kind of aromatic ring selected from C 6-24 arene ring, 5- to 6-membered aromatic heterocyclic ring and porphyrin ring To tetravalent group, for example, C 6-18 arylene group (such as C 6-14 arylene group), C 6-18 arene-triyl group (such as C 6-14 arene-triyl group), oxazole-diyl group, oxadi azole - diyl group, a porphyrin - tetrayl group, etc.], or combinations thereof [e.g., (such as C 6-10 Arenjiazo group) C 6-14 Arenjiazo group, di C 6-14 arylene Etenjiazo group (such as di-C 6-10 aryl ethene diazo group), a bi C 6-14 aryl dioxy group (such as a bi C 6-10 aryl dioxy group) etc.], n is 1, k3 is 1 Or the compound which is 2, and p is 2-4.

化合物(b2)としては、例えば、トリス(4−アミノフェニル)アミンなどのトリ(アミノC6−10アリール)アミン;ビス(2−アミノフェニル)スルフィドなどのビス(アミノC6−10アリール)スルフィド;ジ(2−アミノフェニル)ジスルフィドなどのジ(アミノC6−10アリール)ジスルフィド;4,4’−ジアミノスチルベンなどのジ(アミノC6−10アリール)エテン;4,4’−ジアミノビフェニルなどのジアミノビC6−10アリール;4,4”−ジアミノ−p−ターフェニルなどのジアミノターC6−10アリール;9,9−ビス(4−アミノフェニル)フルオレンなどの9,9−ビス(アミノC6−10アリール)フルオレン;2,5−ビス(4−アミノフェニル)−1,3,4−オキサジアゾールなどのジ(アミノC6−10アリール)オキサジアゾール;1,3−ビス(3,5−ジアミノ−フェニルアゾ)ベンゼンなどのビス(モノ乃至ジアミノC6−10アリールアゾ)C6−10アレーン;4,4’−ビス(4−アミノ−1−ナフチルアゾ)−スチルベン、4,4’−ビス(4−アミノ−1−ナフチルアゾ)スチルベン−2,2’−ジスルホン酸などの置換基(アルキル基、ヒドロキシル基、アルコキシ基、メルカプト基、アルキルチオ基、スルホニル基、スルフィニル基など)を有していてもよいビス(アミノC6−10アリールアゾ)スチルベン;4,4’−ビス(4−アミノフェノキシ)ビフェニルなどのビス(アミノC6−10アリールオキシ)ビC6−10アリール;5,10,15,20−テトラキス(4−アミノフェニル)ポルフィリンなどのテトラ(アミノC6−10アリール)ポルフィリンなどが例示できる。 Examples of the compound (b2) include tri (amino C 6-10 aryl) amine such as tris (4-aminophenyl) amine; bis (amino C 6-10 aryl) sulfide such as bis (2-aminophenyl) sulfide. Di (amino C 6-10 aryl) disulfides such as di (2-aminophenyl) disulfide; di (amino C 6-10 aryl) ethene such as 4,4′-diaminostilbene; 4,4′-diaminobiphenyl and the like; of Jiaminobi C 6-10 aryl; 4,4 "- Jiaminota C 6-10 aryl, such as diamino -p- terphenyl; 9,9-bis (4-aminophenyl) fluorene such as 9,9-bis (amino C 6-10 aryl) fluorene; 2,5-bis (4-aminophenyl) -1,3,4-oxadiazole, etc. Di (amino C 6-10 aryl) oxadiazole; 1,3-bis (3,5-diamino - phenylazo) bis benzene (mono- to diamino C 6-10 arylazo) C 6-10 arene 4,4 Substituents such as' -bis (4-amino-1-naphthylazo) -stilbene, 4,4'-bis (4-amino-1-naphthylazo) stilbene-2,2'-disulfonic acid (alkyl group, hydroxyl group, Bis (amino C 6-10 arylazo) stilbene optionally having an alkoxy group, mercapto group, alkylthio group, sulfonyl group, sulfinyl group, etc .; bis such as 4,4′-bis (4-aminophenoxy) biphenyl (amino C 6-10 aryloxy) bicycloaryl C 6-10 aryl; 5,10,15,20-tetrakis (4-aminophenyl Such as tetra (amino C 6-10 aryl) porphyrin and porphyrin can be exemplified.

また、化合物(b2)としては、下記式(IIb)で表される化合物などが例示できる。   Examples of the compound (b2) include compounds represented by the following formula (IIb).

(式中、A、A、R、R、R、k2、k3及びp1は前記に同じ)
式(IIb)で表される化合物としては、例えば、2,2’−ビス(トリフルオロメチル)ベンジジン、3,3’−ジアミノベンジジン、3,5’−ジヒドロキシベンジジン、3,5’−ジメルカプトベンジジンなどの置換基を有していてもよいベンジジン;3,3’−ジメチルナフチジンなどの置換基を有していてもよいナフチジンなどが例示でき、上記置換基としては、アルキル基、ハロアルキル基、ヒドロキシル基、アルコキシ基、ハロアルコキシ基、メルカプト基、アルキルチオ基、ハロアルキルチオ基などが例示できる。
(Wherein A 1 , A 2 , R 2 , R 3 , R 4 , k2, k3 and p1 are the same as above)
Examples of the compound represented by the formula (IIb) include 2,2′-bis (trifluoromethyl) benzidine, 3,3′-diaminobenzidine, 3,5′-dihydroxybenzidine, and 3,5′-dimercapto. Benzidine optionally having a substituent such as benzidine; naphthidine optionally having a substituent such as 3,3′-dimethylnaphthidine and the like can be exemplified, and examples of the substituent include an alkyl group and a haloalkyl group. , Hydroxyl group, alkoxy group, haloalkoxy group, mercapto group, alkylthio group, haloalkylthio group and the like.

これらの芳香族ポリアミンは、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。芳香族ポリアミンのうち、1分子中に含まれるRの総数が2〜4個(好ましくは2〜3個)である化合物が好ましい。芳香族ポリアミンは、通常、1分子中に複数(例えば、2〜4個、特に3〜4個)のホルミル基を有する芳香族ポリアルデヒド化合物と組み合わせて使用される。芳香族ポリアミンは、取扱性の点から、毒性の少ない(又は毒性のない)化合物(例えば、表4〜9に示す化合物など)が好ましい。 These aromatic polyamines can be used alone or in combination of two or more. Of the aromatic polyamines, compounds in which the total number of R 3 contained in one molecule is 2 to 4 (preferably 2 to 3) are preferred. The aromatic polyamine is usually used in combination with an aromatic polyaldehyde compound having a plurality of (for example, 2 to 4, particularly 3 to 4) formyl groups in one molecule. The aromatic polyamine is preferably a compound having low toxicity (or non-toxicity) (for example, compounds shown in Tables 4 to 9) from the viewpoint of handleability.

なお、式(IIa)において、Rが水素原子である化合物は、芳香族ポリカルボニル化合物との反応において、Rで表されるアミノ基が、カルボニル基含有基と反応して、炭素−窒素二重結合又はアミド結合を生成する。一方、Rがアミノ基、ヒドロキシル基又はメルカプト基である化合物(環生成型ポリアミン)は、芳香族ポリカルボニル化合物(特に、芳香族ポリアルデヒド化合物)との反応において、隣接するR及びRとカルボニル基含有基とが反応に関与して、環を形成する場合が多い。例えば、Rが、(i)アミノ基であるとイミダゾール環を形成し、(ii)ヒドロキシル基であるとオキサゾール環を形成し、(iii)メルカプト基であるとチアゾール環を形成する場合が多い。 In the formula (IIa), the compound in which R 4 is a hydrogen atom is a carbon-nitrogen compound in which the amino group represented by R 3 reacts with a carbonyl group-containing group in the reaction with an aromatic polycarbonyl compound. A double bond or an amide bond is formed. On the other hand, a compound (ring-forming polyamine) in which R 4 is an amino group, a hydroxyl group or a mercapto group is adjacent to R 3 and R 4 in the reaction with an aromatic polycarbonyl compound (especially an aromatic polyaldehyde compound). And a carbonyl group-containing group often participate in the reaction to form a ring. For example, when R 4 is (i) an amino group, an imidazole ring is formed, (ii) a hydroxyl group is an oxazole ring, and (iii) a mercapto group is often a thiazole ring. .

芳香族ポリカルボニル化合物と芳香族ポリアミンとの割合は、カルボニル基とアミノ基[カルボニル基との反応性基、例えば、式(IIa)において、Rがアミノ基、ヒドロキシル基又はメルカプト基である場合、R及びRを一つの反応性基とみなす]との当量比換算で、例えば、前者/後者=70/30〜30/70、好ましくは60/40〜40/60、さらに好ましくは55/45〜45/55程度であってもよい。 The ratio of the aromatic polycarbonyl compound to the aromatic polyamine is the ratio of carbonyl group to amino group [reactive group with carbonyl group, for example, in the formula (IIa), when R 4 is an amino group, a hydroxyl group or a mercapto group , R 3 and R 4 are regarded as one reactive group], for example, the former / the latter = 70/30 to 30/70, preferably 60/40 to 40/60, more preferably 55 It may be about / 45 to 45/55.

(芳香族複素環式化合物)
芳香族複素環式化合物は、芳香族アルデヒド化合物との複数の反応部位(複素環のヘテロ原子に隣接するα−炭素部位)を有していればよく、芳香族複素環式化合物は、単環式化合物、縮合環式化合物、環集合化合物のいずれであってもよい。複素環化合物の複素環は、5〜8員環、好ましくは5〜7員環、さらに好ましくは5又は6員環であってもよい。複素環は、通常、芳香族5員環を含む場合が多い。さらに、複素環は、通常、酸素原子、硫黄原子、窒素原子又はイミノ基、セレン原子、テルル原子から選択された少なくとも1つのヘテロ原子を有している。これらの複素環化合物は単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。
(Aromatic heterocyclic compounds)
The aromatic heterocyclic compound only needs to have a plurality of reaction sites (α-carbon site adjacent to the hetero atom of the heterocyclic ring) with the aromatic aldehyde compound. Any of a formula compound, a condensed cyclic compound, and a ring assembly compound may be sufficient. The heterocyclic ring of the heterocyclic compound may be a 5- to 8-membered ring, preferably a 5- to 7-membered ring, more preferably a 5- or 6-membered ring. The heterocycle usually contains an aromatic 5-membered ring. Further, the heterocyclic ring usually has at least one heteroatom selected from an oxygen atom, a sulfur atom, a nitrogen atom or imino group, a selenium atom, and a tellurium atom. These heterocyclic compounds can be used alone or in combination of two or more.

芳香族複素環式化合物は、下記式(III)により表すことができる。   The aromatic heterocyclic compound can be represented by the following formula (III).

(式中、環Hetは芳香族複素環を示し、Xはヘテロ原子を示し、Rは非反応性基を示し、rは0〜3の整数を示し、L、n及びpは前記に同じ)
複素環のヘテロ原子Xとしては、例えば、酸素原子、硫黄原子、窒素原子又はイミノ基(NH基)、セレン原子、テルル原子などが例示でき、複素環化合物の複素環は、単一のヘテロ原子を含んでいてもよく、同一又は異なる種類の複数のヘテロ原子を含んでいてもよい。複素環のヘテロ原子は、通常、酸素原子、硫黄原子、窒素原子又はイミノ基、特に硫黄原子である場合が多い。
(In the formula, Het represents an aromatic heterocyclic ring, X represents a hetero atom, R 5 represents a non-reactive group, r represents an integer of 0 to 3, and L, n and p are the same as above. )
Examples of the hetero atom X of the heterocyclic ring include an oxygen atom, a sulfur atom, a nitrogen atom or an imino group (NH group), a selenium atom, a tellurium atom, and the like, and the heterocyclic ring of the heterocyclic compound is a single hetero atom. May be included, and a plurality of heteroatoms of the same or different types may be included. The hetero atom of the heterocyclic ring is usually an oxygen atom, a sulfur atom, a nitrogen atom or an imino group, particularly a sulfur atom in many cases.

芳香族複素環Hetは、1分子中に前記複数のα−炭素部位を有する化合物であればよく、代表的な単環式複素環としては、例えば、1又は2つのヘテロ原子を有する5員複素環、1又は2つのヘテロ原子を有する6員複素環などが例示できる。また、代表的な縮合環式複素環としては、例えば、同種又は異種の複素環が縮合した縮合複素環、ベンゼン環と複素環とが縮合した縮合複素環などが例示できる。複素環式化合物は、通常、複素環のヘテロ原子として、硫黄原子、酸素原子、窒素原子又はイミノ基から選択された少なくとも1つのヘテロ原子を有する5員芳香族複素環を含んでいる。   The aromatic heterocycle Het may be a compound having the plurality of α-carbon moieties in one molecule, and typical monocyclic heterocycles include, for example, 5-membered heterocycles having 1 or 2 heteroatoms. Examples thereof include a 6-membered heterocyclic ring having 1 or 2 heteroatoms. Examples of typical fused ring heterocycles include fused heterocycles in which the same or different heterocycles are fused, and fused heterocycles in which a benzene ring and a heterocycle are fused. The heterocyclic compound usually contains a 5-membered aromatic heterocycle having at least one heteroatom selected from a sulfur atom, an oxygen atom, a nitrogen atom or an imino group as a heteroatom of the heterocycle.

低沸点の複素環化合物(例えば、単環式複素環化合物、特に単環式5員複素環化合物)は成膜性が低下し、室温(例えば、20〜25℃)で液体の複素環化合物は、成膜後の熱処理により形成された架橋塗膜の性能が低下しやすい。そのため、フランなどの低沸点の複素環化合物(又は単環式複素環化合物)は、非反応性置換基Rを導入して沸点を高めるのが好ましく、複素環化合物は、室温で固体であり、かつ溶媒に対して溶解性の高い複素環化合物であるのが好ましい。このような観点から、単環式複素環化合物の沸点は、50℃以上(例えば、75〜350℃、好ましくは100〜300℃、さらに好ましくは120〜250℃)であるのが好ましい。 Low-boiling heterocyclic compounds (for example, monocyclic heterocyclic compounds, particularly monocyclic 5-membered heterocyclic compounds) have reduced film-forming properties, and liquid heterocyclic compounds at room temperature (for example, 20 to 25 ° C.) The performance of the crosslinked coating film formed by the heat treatment after film formation is likely to deteriorate. Therefore, a low-boiling heterocyclic compound (or monocyclic heterocyclic compound) such as furan preferably has a non-reactive substituent R 5 to increase the boiling point, and the heterocyclic compound is solid at room temperature. And a heterocyclic compound having high solubility in a solvent. From such a viewpoint, the boiling point of the monocyclic heterocyclic compound is preferably 50 ° C. or higher (for example, 75 to 350 ° C., preferably 100 to 300 ° C., more preferably 120 to 250 ° C.).

非反応性基Rとしては、非反応性基Rと同様の非反応性基に加えて、ハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子など)、カルボキシル基、アルコキシカルボニル基(例えば、メトキシカルボニル、エトキシカルボニル、ブトキシカルボニル基などの直鎖状又は分岐鎖状C1−10アルコキシ−カルボニル基など)、ヒドロキシアルキル基(例えば、ヒドロキシメチル、2−ヒドロキシエチル、2−ヒドロキシプロピル、3−ヒドロキシプロピル、4−ヒドロキシブチル基などのヒドロキシC1−10アルキル基など)、シアノアルキル基(例えば、シアノメチル、2−シアノエチル、3−シアノプロピル基などのシアノC1−10アルキル基など)、カルボキシアルキル基(例えば、カルボキシメチル、2−カルボキシエチル基などのカルボキシ−C1−6アルキル基、ジカルボキシメチル基、2,2−ジカルボキシエチル基などのジカルボキシC1−6アルキル基など)、アルコキシカルボニルアルキル基(例えば、直鎖状又は分岐鎖状C1−10アルコキシ−カルボニル−C1−6アルキル基など)、ジヒドロキシボルニル基(−B(OH))、複素環基(ピリジル基、オキソラン−イル基などの窒素原子、硫黄原子、酸素原子から選択されたヘテロ原子を有する5又は6員複素環基など)などが例示できる。なお、非反応性基Rとして、カルボキシル基などの酸性基は、酸化チタン粒子などの無機粒子の表面官能基(ヒドロキシル基)と結合する点で有利である。本発明では、従来の低分子の色素とは異なり、3次元網目構造を有するため、数10℃の温度上昇によって酸化チタン表面から導電性高分子が遊離することはなく、増感剤としての機能は損なわれない。 As the non-reactive group R 5 , in addition to the same non-reactive group as the non-reactive group R 2 , a halogen atom (fluorine atom, chlorine atom, bromine atom, iodine atom, etc.), carboxyl group, alkoxycarbonyl group ( For example, linear or branched C 1-10 alkoxy-carbonyl group such as methoxycarbonyl, ethoxycarbonyl, butoxycarbonyl group, etc.), hydroxyalkyl group (eg, hydroxymethyl, 2-hydroxyethyl, 2-hydroxypropyl, A hydroxy C 1-10 alkyl group such as 3-hydroxypropyl and 4-hydroxybutyl group), a cyanoalkyl group (eg, a cyano C 1-10 alkyl group such as cyanomethyl, 2-cyanoethyl, 3-cyanopropyl group, etc.) Carboxyalkyl group (for example, carboxymethyl, 2-carboxyl Carboxy -C 1-6 alkyl group such as Kishiechiru group, di-carboxymethyl group, 2,2-like dicarboxy C 1-6 alkyl group such as di-carboxyethyl group), an alkoxycarbonyl group (e.g., linear or Branched chain C 1-10 alkoxy-carbonyl-C 1-6 alkyl group etc.), dihydroxybornyl group (—B (OH) 2 ), heterocyclic group (pyridyl group, oxolan-yl group etc. nitrogen atom, sulfur And a 5- or 6-membered heterocyclic group having a hetero atom selected from an atom and an oxygen atom). As the non-reactive group R 5 , an acidic group such as a carboxyl group is advantageous in that it binds to a surface functional group (hydroxyl group) of inorganic particles such as titanium oxide particles. In the present invention, unlike a conventional low molecular weight dye, since it has a three-dimensional network structure, the conductive polymer is not released from the titanium oxide surface by a temperature increase of several tens of degrees Celsius, and functions as a sensitizer. Will not be damaged.

非反応性基Rとしては、ハロゲン原子;メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、s−ブチル、ヘキシル、2−エチルヘキシル、オクチル基などの直鎖状又は分岐鎖状C1−10アルキル基;シクロヘキシル基などのC5−10シクロアルキル基;フェニル基などのC6−10アリール基;メトキシ、エトキシ、プロポキシ、ブトキシ基などの直鎖状又は分岐鎖状C1−10アルコキシ基;直鎖状又は分岐鎖状C1−10アルコキシ−カルボニル基;ヒドロキシC1−4アルキル基;シアノC1−4アルキル基;カルボキシC1−4アルキル基;ジヒドロキシボルニル基(−B(OH));連結基を介して結合したフラーレン単位などである場合が多い。 As the non-reactive group R 5 , a halogen atom; a linear or branched C 1-10 alkyl group such as methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl, s-butyl, hexyl, 2-ethylhexyl, octyl group; C 5-10 cycloalkyl group such as cyclohexyl group; C 6-10 aryl group such as phenyl group; linear or branched C 1-10 alkoxy group such as methoxy, ethoxy, propoxy, butoxy group; linear Or a branched C 1-10 alkoxy-carbonyl group; a hydroxy C 1-4 alkyl group; a cyano C 1-4 alkyl group; a carboxy C 1-4 alkyl group; a dihydroxybornyl group (—B (OH) 2 ); In many cases, they are fullerene units bonded via a linking group.

rは、0〜3の整数を示し、通常、0〜2(例えば、0又は1)である。   r represents an integer of 0 to 3, and is usually 0 to 2 (for example, 0 or 1).

リンカーLとしては、直接結合、エチレンに対応するリンカー(ビニレン基など)、アリーレン基(フェニレン基など)、5又は6員芳香族複素環に対応するリンカー(チオフェン−ジイル基、ピロール−ジイル基など)、芳香環集合体に対応するリンカー(複数の5又は6員芳香族複素環が連結した基、例えば、オリゴ又はポリチオフェン−ジイル基など)の前記と同様のリンカーが例示できる。   Examples of the linker L include a direct bond, a linker corresponding to ethylene (such as vinylene group), an arylene group (such as phenylene group), a linker corresponding to a 5- or 6-membered aromatic heterocycle (thiophene-diyl group, pyrrole-diyl group, etc. ), And the same linker as described above for a linker corresponding to an aromatic ring assembly (a group in which a plurality of 5- or 6-membered aromatic heterocycles are linked, for example, an oligo or polythiophene-diyl group).

式(III)で表される化合物としては、下記化合物(c1)〜(c3)などが例示できる。   Examples of the compound represented by the formula (III) include the following compounds (c1) to (c3).

(c1)環Hetが5員複素環を含む単環式又は縮合環式芳香族複素環であり、Xが、硫黄原子、酸素原子、窒素原子又はイミノ基(NH基)であり、rが0〜2の整数(非反応性基Rが未置換又は置換)であり、nが0であり(リンカーLがなく)、pが1である化合物。 (C1) Ring Het is a monocyclic or fused-ring aromatic heterocycle containing a 5-membered heterocycle, X is a sulfur atom, oxygen atom, nitrogen atom or imino group (NH group), and r is 0 A compound having an integer of ˜2 (unreactive group R 5 is unsubstituted or substituted), n is 0 (no linker L), and p is 1.

化合物(c1)のうち、未置換の単環式化合物としては、例えば、5員複素環化合物(チオフェン、フラン、ピロール、イミダゾール、ピラゾール、イソチアゾール、イソオキサゾールなど)、6員複素環化合物(ピリジン、ピラジン、ピリミジンなど)などが例示でき、縮合環式化合物としては、例えば、チエノ[3,2−b]チオフェン、ジチエノ[3,2−b:2’,3’−d]チオフェン、ナフチリジンなどの同種の複素環(5員又は6員複素環)が縮合した化合物、チエノ[2,3−b]フランなどの異種の複素環(5員又は6員複素環)が縮合した化合物、イソベンゾフラン、イソインドール、イソキノリン、フタラジンなどのベンゼン環と複素環とが縮合した化合物などが例示できる。   Among the compound (c1), as an unsubstituted monocyclic compound, for example, a 5-membered heterocyclic compound (thiophene, furan, pyrrole, imidazole, pyrazole, isothiazole, isoxazole, etc.), a 6-membered heterocyclic compound (pyridine) , Pyrazine, pyrimidine, etc.), and examples of the condensed cyclic compound include thieno [3,2-b] thiophene, dithieno [3,2-b: 2 ′, 3′-d] thiophene, naphthyridine and the like. A compound in which a heterocycle of the same type (5-membered or 6-membered heterocycle) is condensed, a compound in which a heterocycle of a different type (5 or 6-membered heterocycle) such as thieno [2,3-b] furan is condensed, isobenzofuran Examples thereof include compounds in which a benzene ring and a heterocyclic ring are condensed, such as isoindole, isoquinoline, and phthalazine.

非反応性基Rを有する単環式化合物のうち、チオフェン誘導体としては、例えば、3−ハロチオフェン(3−クロロチオフェン、3−ブロモチオフェンなど)、3,4−ジハロチオフェン(3,4−ジクロロチオフェン、3,4−ジブロモチオフェンなど)、3−アルキルチオフェン(3−メチルチオフェン、3−エチルチオフェン、3−プロピルチオフェン、3−ブチルチオフェン、3−ヘキシルチオフェン、3−オクチルチオフェン、3−(2−エチルヘキシル)チオフェン、3−デシルチオフェンなどの3−C1−12アルキルチオフェンなど)、3,4−ジアルキルチオフェン(3,4−ジメチルチオフェン、3,4−ジエチルチオフェン、3,4−ジブチルチオフェンなどの3,4−ジC1−10アルキルチオフェンなど)、3−ヒドロキシチオフェン、3−アルコキシチオフェン(3−メトキシチオフェン、3−エトキシチオフェン、3−ブトキシチオフェン、3−ヘキシルオキシチオフェン、3−ヘプチルオキシチオフェン、3−オクチルオキシチオフェン、3−デシルオキシチオフェンなどの3−C1−12アルコキシチオフェンなど)、3−アリールチオフェン(3−フェニルチオフェンなど)、3−カルボキシチオフェン、3−アルコキシカルボニルチオフェン(3−メトキシカルボニルチオフェン、3−エトキシカルボニルチオフェンなどの3−C1−6アルコキシ−カルボニルチオフェンなど)、3−シアノチオフェン、3−シアノアルキルチオフェン(チオフェン−3−アセトニトリルなどの3−シアノC1−6アルキルチオフェン)、3−(ヒドロキシアルキル)チオフェン(3−ヒドロキシメチルチオフェン、3−(2−ヒドロキシエチル)チオフェンなどの3−(ヒドロキシC1−6アルキル)チオフェン)、3−チオフェンマロン酸、3−チエニルボロン酸、2−(3−チエニル)−1,3−ジオキソランなどが例示できる。 Among the monocyclic compounds having the non-reactive group R 5 , examples of the thiophene derivative include 3-halothiophene (3-chlorothiophene, 3-bromothiophene, etc.), 3,4-dihalothiophene (3,4). -Dichlorothiophene, 3,4-dibromothiophene, etc.), 3-alkylthiophene (3-methylthiophene, 3-ethylthiophene, 3-propylthiophene, 3-butylthiophene, 3-hexylthiophene, 3-octylthiophene, 3- (2-ethylhexyl) thiophene, 3-C 1-12 alkylthiophene such as 3- decylthiophene ), 3,4-dialkylthiophene (3,4-dimethylthiophene, 3,4-diethylthiophene, 3,4-dibutyl such as 3,4-di-C 1-10 alkyl thiophene, such as thiophene), -Hydroxythiophene, 3-alkoxythiophene (3-methoxythiophene, 3-ethoxythiophene, 3-butoxythiophene, 3-hexyloxythiophene, 3-heptyloxythiophene, 3-octyloxythiophene, 3-decyloxythiophene, etc. 3-C 1 such as -C 1-12 alkoxythiophene), 3-arylthiophene (such as 3-phenylthiophene), 3-carboxythiophene, 3-alkoxycarbonylthiophene (3-methoxycarbonylthiophene, 3-ethoxycarbonylthiophene, etc.) -6 alkoxy - carbonyl thiophene), 3-cyano-thiophene, 3-cyano-alkylthiophene (thiophene-3-acetonitrile such as 3-cyano-C 1-6 alkyl thiophene), 3- (arsenate Rokishiarukiru) thiophene (3-hydroxymethyl-thiophene, 3- (2-hydroxyethyl) thiophene such as 3- (hydroxy C 1-6 alkyl) thiophene), 3-thiophene malonic acid, 3-thienylboronic acid, 2- ( Examples include 3-thienyl) -1,3-dioxolane.

縮合環式チオフェン誘導体としては、例えば、チエノ[3,2−b]チオフェン、ジチエノチオフェン、ハロジチエノチオフェン(3,5−ジブロモジチエノ[3,2−b:2’,3’−d]チオフェンなど)、アルキルジチエノチオフェン(3,5−ジC1−10アルキルジチエノ[3,2−b:2’,3’−d]チオフェンなど)などが例示できる。 Examples of the fused cyclic thiophene derivative include thieno [3,2-b] thiophene, dithienothiophene, halodithienothiophene (3,5-dibromodithieno [3,2-b: 2 ′, 3′-d] thiophene. And alkyldithienothiophene (3,5-diC 1-10 alkyldithieno [3,2-b: 2 ′, 3′-d] thiophene and the like).

フラン誘導体としては、例えば、ハロフラン(3−クロロフラン、3−ブロモフランなど)、3−アルキルフラン(3−メチルフランなどの3−C1−10アルキルフランなど)、3−ヒドロキシアルキルフラン(3−フランメタノールなどの3−(ヒドロキシ−C1−6アルキル)フランなど)、3−フリルボロン酸などが例示できる。 Examples of the furan derivative include halofuran (3-chlorofuran, 3-bromofuran, etc.), 3-alkylfuran (3-C 1-10 alkylfuran, such as 3-methylfuran), 3-hydroxyalkylfuran (3- Examples thereof include 3- (hydroxy-C 1-6 alkyl) furan such as furan methanol) and 3-furylboronic acid.

ピロール誘導体としては、例えば、3−アルキルピロール(3−メチルピロール、3−エチルピロール、3−n−プロピルピロール、3−ブチルピロール、3−オクチルピロール、3−デシルピロール、3−ドデシルピロールなどの3−C1−10アルキルピロールなど)、3,4−ジアルキルピロール(3,4−ジメチルピロール、3,4−ジブチルピロールなどの3,4−ジC1−10アルキルピロールなど)、N−アルキルピロール(N−メチルピロールなどのN−C1−10アルキルピロールなど)、3−カルボキシピロール、3−アルコキシカルボニルピロール(3−エトキシカルボニルピロールなどの3−C1−6アルコキシ−カルボニルピロールなど)、3−ヒドロキシピロール、3−アルコキシピロール(3−メトキシピロール、3−エトキシピロール、3−ブトキシピロールなどの3−C1−6アルコキシピロールなど)などが例示できる。 Examples of the pyrrole derivative include 3-alkylpyrrole (3-methylpyrrole, 3-ethylpyrrole, 3-n-propylpyrrole, 3-butylpyrrole, 3-octylpyrrole, 3-decylpyrrole, 3-dodecylpyrrole, etc. 3-C 1-10 alkyl pyrrole), 3,4-dialkyl pyrrole (3,4-diC 1-10 alkyl pyrrole such as 3,4-dimethyl pyrrole, 3,4-dibutyl pyrrole, etc.), N-alkyl Pyrrole (N-C 1-10 alkyl pyrrole such as N-methylpyrrole), 3-carboxy pyrrole, 3-alkoxycarbonyl pyrrole (3-C 1-6 alkoxy-carbonyl pyrrole such as 3-ethoxycarbonyl pyrrole), 3-hydroxypyrrole, 3-alkoxypyrrole (3-methoxypyrrole) Examples thereof include 3-C 1-6 alkoxypyrrole such as roll, 3-ethoxypyrrole, and 3-butoxypyrrole).

フラーレン単位を有する複素環化合物としては、例えば、下記式(IIIa)で表される化合物が例示できる。   Examples of the heterocyclic compound having a fullerene unit include a compound represented by the following formula (IIIa).

(式中、Rはアルキル基、シクロアルキル基又はアリール基を示し、R及びRはそれぞれ独立してアルキレン基を示し、Lは連結基を示し、Xはヘテロ原子を示す)
で表されるアルキル基としては、前記と同様のアルキル基(直鎖状又は分岐鎖状C1−10アルキル基など)、シクロアルキル基としては、前記と同様のシクロアルキル基(シクロヘキシル基などのC5−10シクロアルキル基など)、アリール基としては、前記と同様のアリール基(フェニル基などのC6−10アリール基など)が例示できる。R及びRで表されるアルキレン基としては、メチレン、エチレン、プロピレン、トリメチレン、テトラメチレン基などのC1−10アルキレン基が例示できる。連結基Lとしては、例えば、直接結合(−)、−C(O)O−(カルボニルオキシ基)、−OC(O)−(オキシカルボニル基)、酸素原子、硫黄原子などが例示できる。ヘテロ原子Xとしては、前記と同様に、硫黄原子、酸素原子、窒素原子又はイミノ基(NH基)などが例示できる。
(Wherein R 6 represents an alkyl group, a cycloalkyl group or an aryl group, R 7 and R 8 each independently represents an alkylene group, L 2 represents a linking group, and X 4 represents a hetero atom)
As the alkyl group represented by R 6 , the same alkyl group as described above (such as a linear or branched C 1-10 alkyl group), and as the cycloalkyl group, the same cycloalkyl group as described above (cyclohexyl group). such as C 5-10 cycloalkyl group, etc.), the aryl group include the same aryl group (such as C 6-10 aryl groups such as phenyl group) can be exemplified. Examples of the alkylene group represented by R 7 and R 8 include C 1-10 alkylene groups such as methylene, ethylene, propylene, trimethylene and tetramethylene groups. Examples of the linking group L 2 include a direct bond (—), —C (O) O— (carbonyloxy group), —OC (O) — (oxycarbonyl group), an oxygen atom, and a sulfur atom. Examples of the hetero atom X 4 include a sulfur atom, an oxygen atom, a nitrogen atom, or an imino group (NH group) as described above.

フラーレン単位を有する化合物は、Rがフェニル基、R及びRがそれぞれ独立してC2−6アルキレン基、連結基Lが−C(O)O−(カルボニルオキシ基)、ヘテロ原子Xが硫黄原子である化合物であってもよい。このようなフラーレン単位を有する化合物は、例えば、[6,6]−フェニル−C61酪酸(3−エチルチオフェン)エステルなどとして市販されている。 In the compound having a fullerene unit, R 6 is a phenyl group, R 7 and R 8 are each independently a C 2-6 alkylene group, the linking group L 2 is —C (O) O— (carbonyloxy group), a hetero atom A compound in which X 4 is a sulfur atom may be used. A compound having such a fullerene unit is commercially available, for example, as [6,6] -phenyl-C61 butyric acid (3-ethylthiophene) ester.

(c2)環Hetは5又は6員芳香族複素環を示し、Xが、硫黄原子、酸素原子、窒素原子又はイミノ基(NH基)であり、rは0〜2の整数(非反応性基Rが未置換又は置換)を示し、リンカーLが直接結合、ビニレン基又は1又は複数の5〜6員芳香族複素環で構成された基であり、nが1であり(リンカーLがなく)、pが2〜4の整数(例えば、2又は3)である化合物。 (C2) Ring Het represents a 5- or 6-membered aromatic heterocyclic ring, X is a sulfur atom, oxygen atom, nitrogen atom or imino group (NH group), and r is an integer of 0 to 2 (non-reactive group) R 5 is unsubstituted or substituted), the linker L is a direct bond, a vinylene group or a group composed of one or more 5- to 6-membered aromatic heterocycles, n is 1 (the linker L is absent) ), A compound in which p is an integer of 2 to 4 (for example, 2 or 3).

化合物(c2)としては、5又は6員芳香族複素環の環集合化合物、例えば、下記式(IIIb)で表される化合物が例示できる。   Examples of the compound (c2) include 5- or 6-membered aromatic heterocyclic ring assembly compounds, for example, compounds represented by the following formula (IIIb).

[式中、環Het〜Hetは、独立して、5又は6員芳香族複素環を示し、X〜Xは、独立して、硫黄原子、酸素原子、窒素原子又はイミノ基(NH基)を示し、R5a〜R5cは、独立して非反応性基を示し、r1〜r3はそれぞれ0〜2の整数(例えば、0又は1)であり、p1は0〜1000(例えば、0〜250)の整数を示す]
環Het〜Hetとしては、環Hetの項で例示の単環式複素環、例えば、フラン環、チオフェン環、ピロール環、ピリジン環が好ましく、特に、チオフェン環、フラン環、ピロール環(例えば、チオフェン環)が好ましい。R5a〜R5cで表される非反応性基としては、非反応性基Rと同様の置換基が例示できる。
[Wherein, rings Het 1 to Het 3 independently represent a 5- or 6-membered aromatic heterocyclic ring, and X 1 to X 3 independently represent a sulfur atom, an oxygen atom, a nitrogen atom or an imino group ( NH group), R 5a to R 5c independently represent a non-reactive group, r1 to r3 are each an integer of 0 to 2 (eg, 0 or 1), and p1 is 0 to 1000 (eg, , Represents an integer from 0 to 250)]
The rings Het 1 to Het 3 are preferably monocyclic heterocycles exemplified in the section of ring Het, such as a furan ring, a thiophene ring, a pyrrole ring, and a pyridine ring, and in particular, a thiophene ring, a furan ring, and a pyrrole ring (for example, A thiophene ring). Examples of the non-reactive group represented by R 5a to R 5c include the same substituents as the non-reactive group R 5 .

環Hetの繰り返し係数p1は、非反応性基R5a〜R5cの有無や種類などに応じて、例えば、0〜1000、好ましくは0〜500(例えば、1〜250)、さらに好ましくは0〜200(例えば、1〜150)程度であってもよい。 The repeat coefficient p1 of the ring Het 2 is, for example, 0 to 1000, preferably 0 to 500 (for example, 1 to 250), more preferably 0, depending on the presence or type of the non-reactive groups R 5a to R 5c. About 200 (for example, 1-150) may be sufficient.

溶媒に対する溶解性の劣る複素環化合物(例えば、炭素数の少ない非反応性基R5a〜R5c、例えば、ハロゲン原子、アリール基などを有する複素環化合物)では、係数p1は、例えば、0〜10、好ましくは0〜6、さらに好ましくは0〜4(例えば、1〜3)程度であってもよい。また、溶媒に対する溶解性を改善するための非反応性基R5a〜R5c(例えば、アルキル基(ヘキシル基などの直鎖状又は分岐鎖状C4−10アルキル基など)、アルコキシ基(直鎖状又は分岐鎖状C4−10アルコキシ基など))を有する複素環化合物では、係数p1は、例えば、上記のように0〜1000程度の範囲から選択できる。なお、係数p1が大きくなると、緩やかな三次元架橋構造となりやすく、有機溶媒に対する耐性も低下しやすい。このような観点から、係数p1は、通常、0〜250、好ましくは0〜100(例えば、1〜75)、さらに好ましくは0〜50(例えば、0〜10)程度の範囲から選択できる。なお、r1〜r3はそれぞれ「0」である場合、p1は、通常、0〜3、好ましくは0〜2程度(例えば、1又は2)である。 In a heterocyclic compound having poor solubility in a solvent (for example, a non-reactive group R 5a to R 5c having a small number of carbon atoms, for example, a heterocyclic compound having a halogen atom, an aryl group, etc.), the coefficient p1 is, for example, 0 to It may be about 10, preferably 0 to 6, more preferably about 0 to 4 (for example, 1 to 3). In addition, non-reactive groups R 5a to R 5c (for example, an alkyl group (a linear or branched C 4-10 alkyl group such as a hexyl group) or the like for improving solubility in a solvent, an alkoxy group (direct In a heterocyclic compound having a chain or branched chain C 4-10 alkoxy group))), the coefficient p1 can be selected from the range of about 0 to 1000 as described above, for example. In addition, when the coefficient p1 becomes large, a mild three-dimensional crosslinked structure is likely to occur, and the resistance to an organic solvent is likely to be reduced. From such a viewpoint, the coefficient p1 can be generally selected from a range of about 0 to 250, preferably 0 to 100 (for example, 1 to 75), and more preferably 0 to 50 (for example, 0 to 10). In addition, when r1-r3 are each "0", p1 is 0-3 normally, Preferably it is about 0-2 (for example, 1 or 2).

式(IIIb)で表される化合物としては、例えば、ビフラン、ビチオフェン(2,2’−ビチオフェンなど)、ターチオフェン(2,2’:5’,2”−ターチオフェンなど)、クウォーターチオフェン(2,2’:5’,2”:5”,2”’−クウォーターチオフェンなど)、ビピリジン(2,2’−ビピリジンなど)、クウォーターピリジン、3,4’−ジアルキル−2,2’−ビチオフェン(3,4’−ジヘキシル−2,2’−ビチオフェンなどの3,4’−ジC4−10アルキル−2,2’−ビチオフェン)、ポリ(3−アルキル−チオフェン)(X〜Xが硫黄原子、環Het〜Hetが2,5−チオフェン−ジイル基であり、R5a〜R5cが3−位又は4−位のC4−10アルキル基であり、r1〜r3がそれぞれ1であり、p1が1〜25程度のポリチオフェン化合物)、2,5−ジ(2−チエニル)−1H−ピロール、2−(3−チエニル)ピリジンなどが例示できる。 Examples of the compound represented by the formula (IIIb) include bifuran, bithiophene (such as 2,2′-bithiophene), terthiophene (such as 2,2 ′: 5 ′, 2 ″ -terthiophene), and quarterthiophene (2 , 2 ': 5', 2 ": 5", 2 "'-quaterthiophene, etc.), bipyridine (such as 2,2'-bipyridine), quarterpyridine, 3,4'-dialkyl-2,2'-bithiophene ( 3,4′-dihexyl-2,2′-bithiophene, etc. 3,4′-diC 4-10 alkyl-2,2′-bithiophene), poly (3-alkyl-thiophene) (X 1 to X 3 are A sulfur atom, rings Het 1 to Het 3 are 2,5-thiophene-diyl groups, R 5a to R 5c are 3- or 4-position C 4-10 alkyl groups, and r 1 to r 3 are each 1 And p1 is 1 ˜25 polythiophene compounds), 2,5-di (2-thienyl) -1H-pyrrole, 2- (3-thienyl) pyridine and the like.

さらに、式(IIIb)で表される化合物は、複素環の間に、アリールメチレン基(又はアリールビニレン基)が介在する化合物であってもよい。このような化合物は、例えば、下記式(IIIc)又は(IIId)で表すことができる。   Furthermore, the compound represented by the formula (IIIb) may be a compound in which an arylmethylene group (or arylvinylene group) is interposed between heterocycles. Such a compound can be represented by, for example, the following formula (IIIc) or (IIId).

(式中、A及びAは独立して芳香環を示し、p2及びp3はそれぞれ独立して1〜5の整数を示し、Het〜Het、X〜X、R5a〜R5c、r1〜r3は前記に同じ)
Het〜Hetは前記と同様の芳香族複素環(チオフェン環などの5員芳香族複素環など)、X〜Xは前記と同様のヘテロ原子(硫黄原子など)、R5a〜R5cは前記と同様の非反応性基(ヘキシル基などのC1−10アルキル基など)、r1〜r3は前記と同様の0〜2の整数(例えば、0又は1)であり、A及びAは前記と同様の芳香族性環(ベンゼン、ナフタレン環などのC6−10アレーン環など)が例示でき、p2は1〜5(例えば、1〜4、好ましくは1〜3)程度の整数、p3は1〜5(例えば、1〜4、好ましくは1〜3)程度の整数である。
(In the formula, A 3 and A 4 each independently represent an aromatic ring, p 2 and p 3 each independently represent an integer of 1 to 5, Het 1 to Het 3 , X 1 to X 3 , R 5a to R 5c and r1-r3 are the same as above)
Het 1 to Het 3 are the same aromatic heterocycles as described above (such as 5-membered aromatic heterocycles such as thiophene rings), X 1 to X 3 are the same heteroatoms (such as sulfur atoms) as described above, and R 5a to R 3. 5c is the same non-reactive group as described above (C 1-10 alkyl group such as hexyl group), r1 to r3 are the same integers of 0 to 2 (for example, 0 or 1) as above, and A 3 and A 4 can be exemplified by the same aromatic rings as described above (C 6-10 arene rings such as benzene and naphthalene rings), and p2 is about 1 to 5 (for example, 1 to 4, preferably 1 to 3). The integer, p3 is an integer of about 1 to 5 (for example, 1 to 4, preferably 1 to 3).

式(IIIc)で表される化合物は、前記と同様の芳香族複素環化合物と芳香族モノアルデヒド化合物(ベンズアルデヒドなどのアリールアルデヒド類、ヘテロアリールアルデヒド類など)との反応により、上記α−炭素部位において、炭素−炭素単結合(−C−C−)を生成させることにより得ることができ、式(IIId)で表される化合物は、式(IIIc)で表される化合物を脱水素反応に供して炭素−炭素二重結合(−C=C−)を生成させることにより得ることができる。   The compound represented by the formula (IIIc) is obtained by reacting the same aromatic heterocyclic compound as described above with an aromatic monoaldehyde compound (aryl aldehydes such as benzaldehyde, heteroaryl aldehydes, etc.), and the above α-carbon moiety. The compound represented by the formula (IIId) can be obtained by forming a carbon-carbon single bond (—C—C—), and the compound represented by the formula (IIIc) is subjected to a dehydrogenation reaction. To generate a carbon-carbon double bond (—C═C—).

また、化合物(c2)としては、複数の芳香族複素環がビニレン基を介して連結した化合物、例えば、1,2−ジ(2−チエニル)エチレンなどが例示できる。   Examples of the compound (c2) include a compound in which a plurality of aromatic heterocycles are linked via a vinylene group, such as 1,2-di (2-thienyl) ethylene.

これらの芳香族複素環化合物は、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。芳香族複素環化合物は、1分子中に2〜8個(例えば、2〜6個、好ましくは2〜4個、さらに好ましくは2〜3個、例えば、2個)の反応部位(未修飾のα−炭素位)を有するのが好ましい。芳香族複素環化合物は、通常、1分子中に複数(例えば、2〜4個、特に3〜4個)のホルミル基を有する芳香族ポリアルデヒド化合物と組み合わせて使用される。芳香族複素環化合物は、例えば、下記表10〜表12に示すことができる。   These aromatic heterocyclic compounds can be used alone or in combination of two or more. The aromatic heterocyclic compound has 2 to 8 (for example, 2 to 6, preferably 2 to 4, more preferably 2 to 3, for example, 2) reaction sites (unmodified) in one molecule. preferably having an α-carbon position). The aromatic heterocyclic compound is usually used in combination with an aromatic polyaldehyde compound having a plurality of (for example, 2 to 4, particularly 3 to 4) formyl groups in one molecule. Aromatic heterocyclic compounds can be shown, for example, in Tables 10 to 12 below.

芳香族複素環化合物は、複素環のヘテロ原子に隣接し、かつ未修飾の複数のα−炭素位を有しており、1分子中のα−炭素位の数は、2〜5、好ましくは2〜4、特に2又は3程度である。なお、上記ヘテロ原子に隣接するα−炭素部位は、通常、単環式5員複素環では2,5−位、単環式6員複素環では2,6−位に位置する。また、5員複素環が縮合した複素環化合物(例えば、チエノ[3,2−b]チオフェン、ジチエノ[3,2−b:2’,3’−d]チオフェンなど)では、α−炭素部位は2−位及び/又は5−位に位置し、6員複素環が縮合した複素環化合物では、α−炭素部位は2−位及び/又は6−位に位置している。   The aromatic heterocyclic compound is adjacent to the hetero atom of the heterocyclic ring and has a plurality of unmodified α-carbon positions, and the number of α-carbon positions in one molecule is 2 to 5, preferably 2 to 4, especially about 2 or 3. The α-carbon moiety adjacent to the heteroatom is usually located at the 2,5-position for a monocyclic 5-membered heterocycle and at the 2,6-position for a monocyclic 6-membered heterocycle. In a heterocyclic compound in which a 5-membered heterocyclic ring is condensed (for example, thieno [3,2-b] thiophene, dithieno [3,2-b: 2 ′, 3′-d] thiophene), the α-carbon moiety Is located at the 2-position and / or 5-position, and in a heterocyclic compound in which a 6-membered heterocyclic ring is condensed, the α-carbon moiety is located at the 2-position and / or the 6-position.

芳香族ポリアルデヒド化合物と芳香族複素環式化合物との割合は、ホルミル基と複素環式化合物の遊離(又は未置換)のα−炭素部位との当量比換算で、例えば、前者/後者=70/30〜30/70、好ましくは60/40〜40/60、さらに好ましくは55/45〜45/55程度であってもよい。   The ratio of the aromatic polyaldehyde compound to the aromatic heterocyclic compound is, for example, the former / the latter = 70 in terms of the equivalent ratio of the formyl group to the free (or unsubstituted) α-carbon moiety of the heterocyclic compound. / 30 to 30/70, preferably 60/40 to 40/60, more preferably about 55/45 to 45/55.

芳香族反応成分として、芳香族ポリアミン及び芳香族複素環式化合物を組み合わせるとき、芳香族ポリアミンと芳香族複素環式化合物との割合は、反応部位の当量比換算で、前者/後者=70/30〜30/70、好ましくは60/40〜40/60、さらに好ましくは55/45〜45/55程度であってもよい。なお、芳香族ポリアルデヒド化合物と芳香族反応成分の割合は、前記芳香族ポリアルデヒド化合物と芳香族ポリアミン又は芳香族複素環式化合物との割合と同様である。   When an aromatic polyamine and an aromatic heterocyclic compound are combined as an aromatic reaction component, the ratio of the aromatic polyamine and the aromatic heterocyclic compound is the former / the latter = 70/30 in terms of the equivalent ratio of reaction sites. It may be about 30/70, preferably 60/40 to 40/60, and more preferably about 55/45 to 45/55. The ratio between the aromatic polyaldehyde compound and the aromatic reaction component is the same as the ratio between the aromatic polyaldehyde compound and the aromatic polyamine or aromatic heterocyclic compound.

本発明では、重合成分(芳香族カルボニル化合物、芳香族ポリアミン、芳香族複素環式化合物)の種類や割合を変化させることにより、導電性高分子の吸光波長を容易に調整できる。例えば、重合成分が芳香族複素環化合物[式(Ia)(IIa)において環Aが芳香族複素環である化合物、式(III)で表される化合物など]を含んでいると、比較的長波長側に吸収をシフトできる。また、重合成分に、非反応性基として嵩高い基(トリフルオロメチル基など)を導入することにより、比較的透過性を向上できる。このように、本発明では、光源の発光スペクトルに合わせて導電性高分子の吸光波長を最適化できる点で有利である。   In the present invention, the absorption wavelength of the conductive polymer can be easily adjusted by changing the type and ratio of the polymerization component (aromatic carbonyl compound, aromatic polyamine, aromatic heterocyclic compound). For example, when the polymerization component contains an aromatic heterocyclic compound [a compound in which ring A is an aromatic heterocyclic ring in formulas (Ia) and (IIa), a compound represented by formula (III), etc.] Absorption can be shifted to the wavelength side. Further, by introducing a bulky group (such as a trifluoromethyl group) as a non-reactive group into the polymerization component, the permeability can be improved relatively. Thus, the present invention is advantageous in that the absorption wavelength of the conductive polymer can be optimized in accordance with the emission spectrum of the light source.

(ドーパント)
重合性組成物(又は架橋性組成物)は、さらにドーパントを含んでいてもよい。ドーパントは、電子供与性ドーパント(例えば、アルカリ金属(ナトリウム、カリウムなど)、アルカリ土類金属(カルシウム、マグネシウムなど)、第4級アンモニウム塩(テトラメチルアンモニウム、テトラエチルアンモニウム、テトラプロピルアンモニウム、テトラブチルアンモニウム、メチルトリエチルアンモニウム、ジメチルジエチルアンモニウムなど)など)、電子受容性ドーパント(例えば、ハロゲン類、有機シアノ化合物、フルバレン化合物、プロトン酸、ルイス酸、有機金属化合物など)であってもよい。好ましいドーパントは、電子受容性ドーパントである。なお、重合成分(又は反応成分)が、ドーパントとして機能する化合物、例えば、スルホ基、ジヒドロキシボルニル基(−B(OH))などの酸性基を含む化合物(プロトン酸として機能する化合物)である場合、これらの化合物は自己ドーピング可能である。そのため、重合成分(又は反応成分)が、ドーパントとして機能する化合物である場合、ドーパントは必ずしも必要ではない。
(Dopant)
The polymerizable composition (or the crosslinkable composition) may further contain a dopant. The dopant is an electron donating dopant (for example, alkali metals (sodium, potassium, etc.), alkaline earth metals (calcium, magnesium, etc.), quaternary ammonium salts (tetramethylammonium, tetraethylammonium, tetrapropylammonium, tetrabutylammonium). , Methyltriethylammonium, dimethyldiethylammonium, etc.)), and electron-accepting dopants (eg, halogens, organic cyano compounds, fulvalene compounds, protonic acids, Lewis acids, organometallic compounds, etc.). A preferred dopant is an electron accepting dopant. In addition, the polymerization component (or reaction component) is a compound that functions as a dopant, for example, a compound that includes an acidic group such as a sulfo group or a dihydroxybornyl group (—B (OH) 2 ) (a compound that functions as a protonic acid). In some cases, these compounds are self-doping. Therefore, when the polymerization component (or reaction component) is a compound that functions as a dopant, the dopant is not necessarily required.

ハロゲン類としては、例えば、塩素(Cl)、臭素(Br2)、ヨウ素(I)、塩化ヨウ素(ICl)、臭化ヨウ素(IBr)、フッ化ヨウ素(IF)などが挙げられる。 Examples of halogens include chlorine (Cl 2 ), bromine (Br 2 ), iodine (I 2 ), iodine chloride (ICl), iodine bromide (IBr), and iodine fluoride (IF).

有機シアノ化合物としては、例えば、テトラシアノエチレン、テトラシアノベンゼン、テトラシアノキノジメタン、テトラシアノアザナフタレンなどが例示でき、フルバレン化合物としては、例えば、テトラチアフルバレン化合物(例えば、テトラチアフルバレン、2,6−ジメチルテトラチアフルバレン、テトラメチルテトラチアフルバレン、2,6−ジフェニルテトラチアフルバレン、オクタメチレンテトラチアフルバレン、ヘキサメチレンテトラチアフルバレン、ジベンゾテトラチアフルバレン、ビス(エチレンジオキシ)テトラチアフルバレン、ビス(エチレンジチオ)テトラチアフルバレンなど)、テトラセレナフルバレン化合物(例えば、テトラセレナフルバレン、テトラメチルテトラセレナフルバレン、ヘキサメチレンセレナフルバレンなど)、テトラテルラフルバレン化合物(例えば、テトラテルラフルバレン、ヘキサメチレンテトラテルラフルバレンなど)などが例示できる。   Examples of organic cyano compounds include tetracyanoethylene, tetracyanobenzene, tetracyanoquinodimethane, and tetracyanoazanaphthalene. Examples of fulvalene compounds include tetrathiafulvalene compounds (for example, tetrathiafulvalene, 2 , 6-dimethyltetrathiafulvalene, tetramethyltetrathiafulvalene, 2,6-diphenyltetrathiafulvalene, octamethylenetetrathiafulvalene, hexamethylenetetrathiafulvalene, dibenzotetrathiafulvalene, bis (ethylenedioxy) tetrathiafulvalene, Bis (ethylenedithio) tetrathiafulvalene), tetraselenafulvalene compounds (eg, tetraselenafulvalene, tetramethyltetraselenafulvalene, hexamethyleneselena) Rubaren etc.), tetra-shine full Valentin compounds (e.g., tetra shine full Valentin, hexamethylene tetra shine full Valentin), and others.

ルイス酸としては、例えば、塩化アルミニウムAlCl、塩化錫SnCl、塩化亜鉛ZnCl、塩化チタンTiCl、フッ化ホウ素BF、フッ化リンPF、フッ化ヒ素AsF、フッ化アンチモンSbF、塩化ホウ素BCl、ホウ素エーテル錯塩などが挙げられる。 Examples of Lewis acids include aluminum chloride AlCl 3 , tin chloride SnCl 2 , zinc chloride ZnCl 2 , titanium chloride TiCl 4 , boron fluoride BF 5 , phosphorous fluoride PF 5 , arsenic fluoride AsF 5 , and antimony fluoride SbF 5. , Boron chloride BCl 5 , boron ether complex salt and the like.

プロトン酸としては、無機酸(例えば、塩酸、臭化水素酸、硝酸、硫酸、リン酸、過塩素酸、フッ酸など)、有機酸が挙げられる。有機酸としては、有機カルボン酸、有機スルホン酸が挙げられる。   Examples of the protonic acid include inorganic acids (for example, hydrochloric acid, hydrobromic acid, nitric acid, sulfuric acid, phosphoric acid, perchloric acid, hydrofluoric acid, etc.) and organic acids. Examples of organic acids include organic carboxylic acids and organic sulfonic acids.

有機カルボン酸としては、少なくとも1つのカルボキシル基を有する化合物(脂肪族、脂環族、芳香族、複素環式カルボン酸)、例えば、有機モノカルボン酸(アルカンカルボン酸、例えば、ギ酸やC1−6アルカン−カルボン酸(酢酸、プロピオン酸、モノクロロ酢酸、ジクロロ酢酸、トリクロロ酢酸、トリフルオロ酢酸、ニトロ酢酸など)など;アレーンカルボン酸、例えば、安息香酸などのC6−12アレーン−カルボン酸など)、有機多価カルボン酸(アルカンポリカルボン酸、例えば、シュウ酸、マロン酸、コハク酸などのC2−6アルカン−ジカルボン酸など;アルケンポリカルボン酸、例えば、マレイン酸、フマル酸などのC2−6アルケン−ジカルボン酸など;アレーンポリカルボン酸、例えば、フタル酸、ナフタレンジカルボン酸、ピロメリット酸などのC6−12アレーン−ジ乃至テトラカルボン酸など)、ヒドロキシカルボン酸(ヒドロキシアルカンカルボン酸、例えば、グリコール酸、乳酸、酒石酸、クエン酸などのヒドロキシC1−6アルカン−カルボン酸など;ヒドロキシアレーンカルボン酸、例えば、ヒドロキシ安息香酸などのヒドロキシC6−12アレーン−カルボン酸など)などが挙げられる。 Examples of organic carboxylic acids include compounds having at least one carboxyl group (aliphatic, alicyclic, aromatic, heterocyclic carboxylic acid), such as organic monocarboxylic acids (alkane carboxylic acids such as formic acid and C 1- 6 Alkane-carboxylic acids (acetic acid, propionic acid, monochloroacetic acid, dichloroacetic acid, trichloroacetic acid, trifluoroacetic acid, nitroacetic acid, etc.); arene carboxylic acids, for example, C 6-12 arene-carboxylic acids such as benzoic acid, etc. Organic polycarboxylic acids (alkane polycarboxylic acids such as C 2-6 alkane-dicarboxylic acids such as oxalic acid, malonic acid and succinic acid; alkene polycarboxylic acids such as C 2 such as maleic acid and fumaric acid -6 alkene-dicarboxylic acids and the like; arene polycarboxylic acids such as phthalic acid and naphthalene C 6-12 arene-di to tetracarboxylic acids such as carboxylic acid and pyromellitic acid), hydroxy carboxylic acids (hydroxyalkane carboxylic acids such as hydroxy C 1-6 alkanes such as glycolic acid, lactic acid, tartaric acid, citric acid) -Carboxylic acid, etc .; hydroxyarene carboxylic acid, for example, hydroxy C6-12 arene-carboxylic acid such as hydroxybenzoic acid) and the like.

有機スルホン酸としては、少なくとも1つのスルホ基(−SOH)を有する化合物(脂肪族、脂環族、芳香族、複素環式スルホン酸)、例えば、アルカンスルホン酸(メタンスルホン酸、エタンスルホン酸、1−プロパンスルホン酸、1−ブタンスルホン酸、1−ヘキサンスルホン酸などのC1−6アルカンスルホン酸)、ハロアルカンスルホン酸(トリフルオロメタンスルホン酸などのハロC1−6アルカンスルホン酸)、アレーンスルホン酸(ベンゼンスルホン酸、アルキルベンゼンスルホン酸(p−トルエンスルホン酸など)、ナフタレンスルホン酸、スチレンスルホン酸などのC6−12アレーンスルホン酸など)が例示できる。 Examples of the organic sulfonic acid include compounds having at least one sulfo group (—SO 3 H) (aliphatic, alicyclic, aromatic, heterocyclic sulfonic acid), such as alkanesulfonic acid (methanesulfonic acid, ethanesulfone). Acid, C 1-6 alkanesulfonic acid such as 1-propanesulfonic acid, 1-butanesulfonic acid, 1-hexanesulfonic acid), haloalkanesulfonic acid (halo C 1-6 alkanesulfonic acid such as trifluoromethanesulfonic acid), Examples include arenesulfonic acid (benzenesulfonic acid, alkylbenzenesulfonic acid (p-toluenesulfonic acid etc.), C 6-12 arenesulfonic acid such as naphthalenesulfonic acid, styrenesulfonic acid etc.).

ポリアニオンとしては、スルホン酸エステル基(−O−SOH)、スルホ基(−SOH)、スルフィノ基(−SOH)又はカルボキシル基(−COOH)若しくはそれらの塩(ナトリウム、カリウムなどのアルカリ金属塩、カルシウム、マグネシウムなどのアルカリ土類金属塩、アンモニア、アミン塩など)を有する高分子(オリゴマーを含む)が例示でき、アニオン性基は、スルホ基又はカルボキシル基又はその塩である場合が多い。 Examples of the polyanion include a sulfonate group (—O—SO 3 H), a sulfo group (—SO 3 H), a sulfino group (—SO 2 H), a carboxyl group (—COOH), or a salt thereof (sodium, potassium, etc.) And an anionic group is a sulfo group, a carboxyl group, or a salt thereof. Examples thereof include an alkali metal salt, an alkaline earth metal salt such as calcium and magnesium, ammonia, an amine salt, and the like. There are many cases.

ポリアニオンを形成する単量体としては、スルホ基を有する重合性単量体、例えば、アルケンスルホン酸(ビニルスルホン酸などのC2−10アルケンスルホン酸、イソプレンスルホン酸などのC4−10アルカジエンスルホン酸など)、スルホアルキル(メタ)アクリレート(スルホエチルメタクリレート、4−スルホブチルメタクリレートなどのスルホC2−6アルキル(メタ)アクリレートなど)、ビニルアレーンスルホン酸(スチレンスルホン酸などのビニルC6−12アレーンスルホン酸)、N−スルホアルキルアクリルアミド(N−スルホエチルアクリルアミドなどのN−スルホC2−6アルキルアクリルアミドなど)などが例示できる。これらの単量体は、単独重合体又は二種以上組み合わせて共重合体を形成してもよい。また、前記単量体は、共重合性単量体(例えば、(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸アルキルエステル、(メタ)アクリルアミドなどの(メタ)アクリル系単量体、スチレンなどの芳香族ビニル単量体など)との共重合体を形成してもよい。代表的なポリアニオンは、例えば、ポリビニルスルホン酸、ポリイソプレンスルホン酸、ポリスルホエチルメタクリレート、ポリ(4−スルホブチルメタクリレート)、ポリスチレンスルホン酸などが例示でき、これらの共重合体も使用できる。これらのポリアニオンは単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。 As a monomer that forms a polyanion, a polymerizable monomer having a sulfo group, for example, alkene sulfonic acid (C 2-10 alkene sulfonic acid such as vinyl sulfonic acid, C 4-10 alkadiene such as isoprene sulfonic acid) Sulfonic acid etc.), sulfoalkyl (meth) acrylate (sulfo C 2-6 alkyl (meth) acrylate etc. such as sulfoethyl methacrylate, 4-sulfobutyl methacrylate), vinylarene sulfonic acid (vinyl C 6 -6 such as styrene sulfonic acid etc.) 12 arene sulfonic acid), N- sulfoalkyl acrylamide (N- sulfoethyl acrylamide such as N- sulfo C 2-6 alkyl acrylamide), and others. These monomers may form a copolymer by homopolymer or a combination of two or more. The monomer may be a copolymerizable monomer (for example, (meth) acrylic acid, (meth) acrylic acid alkyl ester, (meth) acrylic monomers such as (meth) acrylamide), and fragrance such as styrene. A copolymer with an aromatic vinyl monomer) may be formed. Typical polyanions include, for example, polyvinyl sulfonic acid, polyisoprene sulfonic acid, polysulfoethyl methacrylate, poly (4-sulfobutyl methacrylate), polystyrene sulfonic acid, and the like, and copolymers thereof can also be used. These polyanions can be used alone or in combination of two or more.

ポリアニオンはオリゴマー又は高分子であってもよく、ポリアニオンの数平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)において、ポリスチレン換算で、例えば、500〜100000、好ましくは1000〜50000、さらに好ましくは2500〜25000程度であってもよい。   The polyanion may be an oligomer or a polymer, and the number average molecular weight of the polyanion is, for example, 500 to 100,000, preferably 1000 to 50000, more preferably 2500 to 25000 in terms of polystyrene in gel permeation chromatography (GPC). It may be a degree.

ドーパントの使用量は、芳香族カルボニル化合物及び芳香族反応成分(芳香族ポリアミン及び/又は芳香族複素環式化合物)の総量1重量部に対して、例えば、0.001〜50重量部(例えば、0.005〜30重量部)、好ましくは0.01〜20重量部(例えば、0.01〜15重量部)、さらに好ましくは0.1〜10重量部(例えば、0.1〜5重量部)程度であってもよい。   The amount of the dopant used is, for example, 0.001 to 50 parts by weight (for example, based on 1 part by weight of the total amount of the aromatic carbonyl compound and the aromatic reaction component (aromatic polyamine and / or aromatic heterocyclic compound)) 0.005 to 30 parts by weight), preferably 0.01 to 20 parts by weight (for example, 0.01 to 15 parts by weight), more preferably 0.1 to 10 parts by weight (for example, 0.1 to 5 parts by weight). ) Degree.

(酸触媒)
芳香族アルデヒド化合物と芳香族複素環式化合物とを含む組成物は、酸触媒を含むのが好ましい。なお、芳香族複素環式化合物が、スルホ基、ジヒドロキシボリル基(−B(OH))などの酸性基を含む場合、酸触媒は必ずしも必要ではない。また、ドーパントが酸性基(スルホ基など)を有する化合物である場合にも、酸触媒は必ずしも必要ではない。
(Acid catalyst)
The composition containing an aromatic aldehyde compound and an aromatic heterocyclic compound preferably contains an acid catalyst. In addition, when an aromatic heterocyclic compound contains acidic groups, such as a sulfo group and a dihydroxyboryl group (-B (OH) 2 ), an acid catalyst is not necessarily required. Further, even when the dopant is a compound having an acidic group (such as a sulfo group), the acid catalyst is not necessarily required.

酸触媒は、プロトン酸、ルイス酸のいずれであってもよい。プロトン酸としては、例えば、無機酸(塩酸、臭化水素酸、硫酸、リン酸、過塩素酸、フッ酸など)、有機酸(酢酸、プロピオン酸、トリクロロ酢酸、トリフルオロ酢酸などの有機カルボン酸、メタンスルホン酸、エタンスルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸、p−トルエンスルホン酸、スチレンスルホン酸などのスルホン酸など)が例示できる。また、ルイス酸としては、例えば、塩化アルミニウム、塩化錫、塩化亜鉛、塩化チタン、フッ化ホウ素、フッ化ホウ素エーテル錯塩などが例示できる。これらの酸触媒は単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。   The acid catalyst may be either a protonic acid or a Lewis acid. Examples of the protic acid include inorganic acids (hydrochloric acid, hydrobromic acid, sulfuric acid, phosphoric acid, perchloric acid, hydrofluoric acid, etc.), organic acids (organic carboxylic acids such as acetic acid, propionic acid, trichloroacetic acid, trifluoroacetic acid, etc.) Methanesulfonic acid, ethanesulfonic acid, trifluoromethanesulfonic acid, p-toluenesulfonic acid, sulfonic acid such as styrenesulfonic acid, etc.). Examples of the Lewis acid include aluminum chloride, tin chloride, zinc chloride, titanium chloride, boron fluoride, and boron fluoride ether complex. These acid catalysts can be used alone or in combination of two or more.

酸触媒の使用量は、芳香族アルデヒド化合物及び芳香族複素環式化合物の総量1重量部に対して、例えば、0.001〜1重量部(例えば、0.01〜1重量部)程度の範囲から選択でき、通常、0.005〜0.3重量部、好ましくは0.01〜0.2重量部、さらに好ましくは0.02〜0.1重量部程度であってもよい。   The usage-amount of an acid catalyst is the range of about 0.001-1 weight part (for example, 0.01-1 weight part) with respect to 1 weight part of total amounts of an aromatic aldehyde compound and an aromatic heterocyclic compound, for example. Usually, it may be 0.005 to 0.3 parts by weight, preferably 0.01 to 0.2 parts by weight, and more preferably about 0.02 to 0.1 parts by weight.

(溶媒)
重合性組成物(又は架橋性組成物)は、さらに溶媒(又は溶剤)を含んでいてもよい。溶媒としては、芳香族カルボニル化合物と芳香族ポリアミン及び/又は芳香族複素環式化合物とを可溶であるとともに、反応を阻害しない限り、特に限定されず、例えば、水、炭化水素類(トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素類など)、ハロゲン化炭化水素類(ジクロロメタン、クロロホルム、クロロベンゼンなど)、エーテル類(ジメチルエーテル、ジエチルエーテルなどの鎖状エーテル類;ジオキサン、テトラヒドロフランなどの環状エーテル類など)、カルビトール類(メチルカルビトールなどのC1−4アルキルカルビトールなど)、セロソルブ類(メチルセロソルブ、エチルセロソルブなどのC1−4アルキルセロソルブなど)、ケトン類(アセトン、メチルエチルケトンなどの鎖状ケトン類;シクロヘキサノンなどの環状ケトン類など)、エステル類(酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチルなど)、アミド類(ホルムアミド;N−メチルホルムアミド、N,N−ジメチルホルムアミドなどのN−モノ又はジC1−4アルキルホルムアミド;N−メチルアセトアミド、N,N−ジメチルアセトアミドなどのN−モノ又はジC1−4アルキルアセトアミドなど)、ニトリル類(アセトニトリル、プロピオニトリルなど)、ピロリドン類(2−ピロリドン、3−ピロリドン、N−メチル−2−ピロリドン、N−メチル−3−ピロリドンなど)、スルホキシド類(ジメチルスルホキシドなど)などであってもよい。これらの溶媒は、単独で又は混合溶媒として使用できる。重合性組成物は、有機溶媒溶液であってもよく、水性組成物(水溶液、水分散液)であってもよい。
(solvent)
The polymerizable composition (or the crosslinkable composition) may further contain a solvent (or solvent). The solvent is not particularly limited as long as it is soluble in the aromatic carbonyl compound and aromatic polyamine and / or aromatic heterocyclic compound and does not inhibit the reaction. For example, water, hydrocarbons (toluene, Aromatic hydrocarbons such as xylene), halogenated hydrocarbons (dichloromethane, chloroform, chlorobenzene, etc.), ethers (chain ethers such as dimethyl ether and diethyl ether; cyclic ethers such as dioxane and tetrahydrofuran), Carbitols (such as C 1-4 alkyl carbitol such as methyl carbitol), cellosolves (such as C 1-4 alkyl cellosolv such as methyl cellosolve), ketones (chain ketones such as acetone and methyl ethyl ketone) Ring such as cyclohexanone Such ketones), esters (methyl acetate, ethyl acetate, butyl acetate), amides (formamide; N- methylformamide, N, N- mono- or di-C 1-4 alkyl formamide such as N- dimethylformamide; N -N-mono or di-C 1-4 alkylacetamide such as methylacetamide, N, N-dimethylacetamide), nitriles (acetonitrile, propionitrile, etc.), pyrrolidones (2-pyrrolidone, 3-pyrrolidone, N- Methyl-2-pyrrolidone, N-methyl-3-pyrrolidone, etc.), sulfoxides (dimethyl sulfoxide, etc.) and the like may be used. These solvents can be used alone or as a mixed solvent. The polymerizable composition may be an organic solvent solution or an aqueous composition (aqueous solution, aqueous dispersion).

溶媒の割合は、芳香族カルボニル化合物と芳香族反応成分(芳香族ポリアミン及び/又は芳香族複素環式化合物)との合計1重量部に対して、0.1〜200重量部(例えば、1〜200重量部、好ましくは1〜100重量部、さらに好ましくは1〜50重量部)程度の範囲から選択でき、例えば、1〜40重量部(例えば、1〜35重量部)、好ましくは3〜20重量部、さらに好ましくは5〜10重量部程度であってもよい。   The proportion of the solvent is 0.1 to 200 parts by weight (for example, 1 to 200 parts by weight with respect to 1 part by weight in total of the aromatic carbonyl compound and the aromatic reaction component (aromatic polyamine and / or aromatic heterocyclic compound)). 200 parts by weight, preferably 1 to 100 parts by weight, more preferably 1 to 50 parts by weight), for example, 1 to 40 parts by weight (eg 1 to 35 parts by weight), preferably 3 to 20 parts by weight. It may be about 5 to 10 parts by weight, more preferably about 5 to 10 parts by weight.

芳香族ポリカルボニル化合物と芳香族ポリアミンとを含む組成物から得られる導電性高分子は、π電子共役系単位(例えば、炭素−炭素二重結合、炭素−炭素三重結合、炭素−窒素二重結合、アミド結合、イミダゾール環、オキサゾール環、チアゾール環など)を介して、複数の芳香環が連結した構造を有している。上記導電性高分子は、通常、下記式(IV-1)又は(IV-2)で表される単位(繰り返し単位又は架橋単位)を含む。   A conductive polymer obtained from a composition containing an aromatic polycarbonyl compound and an aromatic polyamine is a π-electron conjugated unit (for example, a carbon-carbon double bond, a carbon-carbon triple bond, a carbon-nitrogen double bond). , An amide bond, an imidazole ring, an oxazole ring, a thiazole ring, or the like). The conductive polymer usually contains a unit (repeating unit or crosslinking unit) represented by the following formula (IV-1) or (IV-2).

(式中、A〜Aは芳香環を示し、Xは窒素原子、酸素原子又は硫黄原子を示す)
芳香環A(芳香族ポリカルボニル化合物に由来する芳香環)、芳香環A〜A(芳香族ポリアミンに由来する芳香環)としては、環Aと同様の芳香環が例示できる。
(Wherein, A 5 to A 7 represents an aromatic ring, X is shows a nitrogen atom, an oxygen atom or a sulfur atom)
Examples of the aromatic ring A 5 (the aromatic ring derived from the aromatic polycarbonyl compound) and the aromatic rings A 6 to A 7 (the aromatic ring derived from the aromatic polyamine) include the same aromatic rings as the ring A.

なお、式(IV-1)又は(IV-2)では、便宜上、環Aと、環A及び/又は環Aとからそれぞれ外方向に延びた1つの結合手を示しているが、環A及び環A又は環Aから選択された少なくとも1つの環からは、複数の結合手が延びて三次元架橋構造を形成している。 In formula (IV-1) or (IV-2), for the sake of convenience, a single bond extending outwardly from ring A 5 and each of ring A 6 and / or ring A 7 is shown. A plurality of bonds extend from at least one ring selected from ring A 5 and ring A 6 or ring A 7 to form a three-dimensional bridge structure.

芳香族アルデヒド化合物と芳香族複素環式化合物とを含む組成物から得られる導電性高分子は、π電子共役系単位(例えば、炭素−炭素単結合、炭素−炭素二重結合など)を介して、複数の芳香環が連結した構造を有している。上記導電性高分子は、通常、下記式(IV-3)又は(IV-4)で表される単位(繰り返し単位又は架橋単位)を含む。好ましい繰り返し単位又は架橋単位は、少なくとも式(IV-4)で表される単位を含む。   A conductive polymer obtained from a composition containing an aromatic aldehyde compound and an aromatic heterocyclic compound is bonded via a π-electron conjugated unit (for example, a carbon-carbon single bond, a carbon-carbon double bond, etc.). And having a structure in which a plurality of aromatic rings are connected. The conductive polymer usually contains a unit (repeating unit or crosslinking unit) represented by the following formula (IV-3) or (IV-4). A preferred repeating unit or crosslinking unit includes at least a unit represented by the formula (IV-4).

(式中、A、Het、X、R、r、p2は前記に同じ)
芳香環A(芳香族アルデヒド化合物に由来する芳香環)としては、環Aと同様の芳香環が例示でき、Hetで表される芳香族複素環としては、Xが硫黄原子、酸素原子又は窒素原子である5員環を含む単環式、縮合環式又は環集合複素環などが例示できる。
(Wherein A 5 , Het, X, R 5 , r and p2 are the same as above)
As the aromatic ring A 5 (aromatic ring derived from an aromatic aldehyde compound), the same aromatic ring as ring A can be exemplified, and as the aromatic heterocyclic ring represented by Het, X is a sulfur atom, oxygen atom or nitrogen Examples thereof include monocyclic, fused ring, and ring assembly heterocycles containing a 5-membered ring that is an atom.

なお、式(IIIc)で表される化合物と式(IIId)で表される化合物との関係と同様に、式(IV-3)で表される化合物を脱水素反応に供することにより式(IV-4)で表される化合物を得ることができる。   Similar to the relationship between the compound represented by the formula (IIIc) and the compound represented by the formula (IIId), the compound represented by the formula (IV-3) is subjected to a dehydrogenation reaction to give the formula (IV -4) can be obtained.

架橋性組成物により生成する導電性高分子は、カルボニル基含有基とアミノ基との反応、ホルミル基と複素環式化合物のα−炭素部位との反応が容易に進行するため、1つの高分子であると推定できる。そのため、低分子の色素のように凝集が生じて電子が再結合するのを抑制できるとともに、分子間の電子移動(ホッピング)が実質的に発生せず、電子移動度を向上できると考えられる。   The conductive polymer produced by the crosslinkable composition is a single polymer because the reaction between the carbonyl group-containing group and the amino group and the reaction between the formyl group and the α-carbon moiety of the heterocyclic compound easily proceed. It can be estimated that. For this reason, it is considered that aggregation can occur and recombination of electrons can be suppressed as in the case of a low molecular dye, and electron mobility (hopping) between molecules can be substantially not generated, and electron mobility can be improved.

導電性高分子は、n型半導体、p型半導体、真性半導体のいずれの特性を有していてもよい。通常、p型半導体特性を示す導電性高分子が、n型半導体特性を示す無機粒子と組み合わせて用いられる。   The conductive polymer may have any characteristics of an n-type semiconductor, a p-type semiconductor, and an intrinsic semiconductor. Usually, a conductive polymer exhibiting p-type semiconductor characteristics is used in combination with inorganic particles exhibiting n-type semiconductor characteristics.

導電性高分子の表面抵抗率は、特に制限されず、例えば、10Ω/□以下(例えば、1〜10Ω/□)、好ましくは3〜9Ω/□、さらに好ましくは4〜8Ω/□程度であってもよい。なお、表面抵抗率は、慣用の抵抗率計を用いて測定できる。   The surface resistivity of the conductive polymer is not particularly limited, and is, for example, 10Ω / □ or less (for example, 1 to 10Ω / □), preferably 3 to 9Ω / □, and more preferably about 4 to 8Ω / □. May be. The surface resistivity can be measured using a conventional resistivity meter.

光電変換層に含まれる導電性高分子は、前記のように、無機粒子を光励起可能な増感剤及び/又は電荷輸送剤として機能する。そのため、光電変換層は、他の増感剤[低分子の有機色素(ルテニウム錯体色素などの錯体構造を有する色素など)など]、他の電荷輸送剤[電解液(ヨウ素とヨウ化金属塩と溶媒とを含む電解液など)など]を実質的に含んでいなくてもよい。すなわち、導電性高分子で構成された増感剤は、低分子の錯体色素に比較して、光吸収により発生した励起子の束縛が小さく、容易に電荷分離できる。また、導電性高分子で構成された電荷輸送剤は、電解液のように揮発や漏洩などの問題がなく、経時的に性能が低下することなく安定(高信頼性)かつ安全であり、高分子型であるにも拘わらず、低抵抗でキャリア移動度が高い。   As described above, the conductive polymer contained in the photoelectric conversion layer functions as a sensitizer and / or a charge transport agent that can photoexcite inorganic particles. Therefore, the photoelectric conversion layer contains other sensitizers [low molecular organic dyes (such as dyes having a complex structure such as ruthenium complex dyes)], other charge transfer agents [electrolyte (iodine and metal iodide salts and Etc.) etc.] may not be substantially contained. That is, a sensitizer composed of a conductive polymer has less exciton binding caused by light absorption than a low-molecular complex dye, and can easily perform charge separation. In addition, charge transport agents composed of conductive polymers have no problems such as volatilization or leakage like electrolytes, and are stable (high reliability) and safe without deterioration in performance over time. Despite its molecular type, it has low resistance and high carrier mobility.

導電性高分子で構成された増感剤のバンドギャップは、特に制限されず、例えば、3.2eV以下(例えば、0.7〜3eV)、好ましくは1〜2.9eV(例えば、1.2〜2.7eV)、さらに好ましくは1.5〜2.5eV程度であってもよい。バンドギャップは、慣用の方法、例えば、UV−Visスペクトルにより測定できる。   The band gap of the sensitizer composed of the conductive polymer is not particularly limited, and is, for example, 3.2 eV or less (for example, 0.7 to 3 eV), preferably 1 to 2.9 eV (for example, 1.2). ˜2.7 eV), more preferably about 1.5 to 2.5 eV. The band gap can be measured by a conventional method, for example, a UV-Vis spectrum.

このように、光電変換層は、光電変換可能な無機粒子と、実質的に全体がπ共役系からなる三次元網目構造を有する導電性高分子(特に、増感剤及び/又は電荷輸送剤としての導電性高分子)とを含む光電変換組成物により形成される。   Thus, the photoelectric conversion layer is composed of inorganic particles capable of photoelectric conversion and a conductive polymer having a three-dimensional network structure substantially composed entirely of π-conjugated system (in particular, as a sensitizer and / or a charge transport agent). A conductive polymer) and a photoelectric conversion composition.

代表的な光電変換層は、光電変換可能な無機粒子を含む多孔質層(又は無機半導体層)と、この多孔質層の少なくとも一方の面に積層(又は形成)され、かつ実質的に全体がπ共役系からなる三次元網目構造を有する導電性高分子を含む有機半導体層(又は電荷輸送層)とを備えている。   A typical photoelectric conversion layer is laminated (or formed) on at least one surface of a porous layer (or inorganic semiconductor layer) containing inorganic particles capable of photoelectric conversion, and substantially entirely. and an organic semiconductor layer (or charge transport layer) containing a conductive polymer having a three-dimensional network structure composed of a π-conjugated system.

光電変換層の厚み(平均厚み)は、例えば、5〜300μm、好ましくは10〜100μm、さらに好ましくは20〜50μm程度であってもよい。   The thickness (average thickness) of the photoelectric conversion layer may be, for example, about 5 to 300 μm, preferably about 10 to 100 μm, and more preferably about 20 to 50 μm.

太陽電池は、導電性透明基板と光電変換層とを備えている限り特に制限されず、さらに任意の層を積層してもよい。任意の層としては、導電性基板、絶縁層、保護層などが例示できる。これらの任意の層は、単独で又は二種以上組み合わせて積層してもよい。   The solar cell is not particularly limited as long as it includes a conductive transparent substrate and a photoelectric conversion layer, and an arbitrary layer may be further laminated. Examples of the optional layer include a conductive substrate, an insulating layer, and a protective layer. These arbitrary layers may be laminated alone or in combination of two or more.

導電性基板は、全体が導電性を示す基板(導電層単独)であってもよく、少なくとも一方の表面が導電性を示す基板(ベース基板と、このベース基板の少なくとも一方の面に積層された導電層との積層体)であってもよい。導電層としては、導電性透明基板の項で例示した透明導電層に加えて、金属(白金、金、銀、銅、アルミニウムなど)、炭素材(グラファイト、カーボンブラック、カーボンナノチューブ、フラーレン、活性炭、硬炭素球など)などで構成した導電層などが例示できる。ベース基板としては、導電性透明基板の項で例示したベース基板などが例示できる。なお、導電性基板は、通常、光電変換層に積層され、導電性透明基板で構成された透明電極(又はアノード)の対向電極(又はカソード)として利用される。   The conductive substrate may be a substrate that exhibits conductivity as a whole (conductive layer alone), and at least one surface is a substrate that exhibits conductivity (the base substrate and the base substrate are laminated on at least one surface of the base substrate). A laminate with a conductive layer) may be used. As the conductive layer, in addition to the transparent conductive layer exemplified in the section of the conductive transparent substrate, metal (platinum, gold, silver, copper, aluminum, etc.), carbon material (graphite, carbon black, carbon nanotube, fullerene, activated carbon, Examples thereof include a conductive layer composed of hard carbon spheres and the like. Examples of the base substrate include the base substrate exemplified in the section of the conductive transparent substrate. In addition, a conductive substrate is normally laminated | stacked on a photoelectric converting layer, and is utilized as a counter electrode (or cathode) of the transparent electrode (or anode) comprised with the conductive transparent substrate.

本発明の太陽電池は、電解液が実質的に不要であるため、必ずしも封止材は必要でないが、周縁部を封止材で封止してもよい。封止材は、有機封止材(エチレン−酢酸ビニル共重合体など)であってもよく、無機封止材(ガラス、金属、窒化シリコンなど)であってもよい。   The solar cell of the present invention does not necessarily require a sealing material because an electrolytic solution is substantially unnecessary, but the peripheral portion may be sealed with a sealing material. The sealing material may be an organic sealing material (such as ethylene-vinyl acetate copolymer) or an inorganic sealing material (such as glass, metal, or silicon nitride).

図2は本発明の太陽電池の一例を示す模式図である。この例では、透明基板1及び透明導電層2が順次積層された透明電極(アノード)と、この光電極の透明導電層2に積層され、かつ光電変換可能な無機粒子3及び導電性高分子(増感剤4及び電荷輸送剤5)を含む光電変換層と、この光電変換層に積層された対向電極(カソード)8とを備えており、周縁部が封止剤6で封止されている。このような太陽電池は、光が入射すると導電性高分子が励起状態になり励起子を生成し、励起子が導電性高分子及び無機粒子3の界面に至ると、容易に電荷分離し、電子が無機粒子3を介して透明電極に移動し、正孔が対向電極に移動することで起電力が生じることにより電流が流れる。   FIG. 2 is a schematic view showing an example of the solar cell of the present invention. In this example, the transparent electrode (anode) in which the transparent substrate 1 and the transparent conductive layer 2 are sequentially stacked, and the inorganic particles 3 and the conductive polymer (which are stacked on the transparent conductive layer 2 of the photoelectrode and can be photoelectrically converted) A photoelectric conversion layer including a sensitizer 4 and a charge transport agent 5) and a counter electrode (cathode) 8 laminated on the photoelectric conversion layer are provided, and a peripheral portion is sealed with a sealant 6. . In such a solar cell, when light is incident, the conductive polymer is in an excited state to generate excitons, and when the excitons reach the interface between the conductive polymer and the inorganic particles 3, charge separation easily occurs and electrons Moves to the transparent electrode through the inorganic particles 3, and holes move to the counter electrode to generate an electromotive force, whereby a current flows.

[太陽電池の製造方法]
太陽電池は、慣用の方法、例えば、導電性透明基板の少なくとも一方の面に、光電変換組成物を適用して光電変換層を形成することにより作製できる。この方法は、通常、導電性透明基板の少なくとも一方の面に、無機粒子を含むペーストを塗布する工程と、この工程で得られた塗膜(多孔質層又は無機半導体層)に、導電性高分子(増感剤及び電荷輸送剤)を含む組成物[又は導電性高分子(増感剤及び電荷輸送剤)を形成するための組成物]を塗布する工程とを含んでいる。
[Method for manufacturing solar cell]
The solar cell can be produced by a conventional method, for example, by applying a photoelectric conversion composition to at least one surface of a conductive transparent substrate to form a photoelectric conversion layer. This method usually involves applying a paste containing inorganic particles to at least one surface of a conductive transparent substrate, and applying a high conductivity to the coating film (porous layer or inorganic semiconductor layer) obtained in this step. Applying a composition containing molecules (sensitizer and charge transport agent) [or a composition for forming a conductive polymer (sensitizer and charge transport agent)].

無機粒子を含むペーストの塗布工程は、導電性透明基板の種類に応じて、例えば、(i)導電性透明基板がガラス板と透明導電層との積層体であるとき、金属酸化物粒子を含むペーストを塗布し、乾燥及び焼成する工程(高温焼成法)であってもよく、(ii)導電性透明基板が透明樹脂フィルムと透明導電層との積層体であるとき、金属酸化物粒子と金属アルコキシドとを含むペーストを塗布し、乾燥及び紫外線照射する工程(低温焼成法)であってもよい。   The application process of the paste containing inorganic particles includes metal oxide particles when, for example, (i) the conductive transparent substrate is a laminate of a glass plate and a transparent conductive layer, depending on the type of the conductive transparent substrate. It may be a step of applying paste, drying and firing (high temperature firing method), and (ii) when the conductive transparent substrate is a laminate of a transparent resin film and a transparent conductive layer, metal oxide particles and metal It may be a step of applying a paste containing alkoxide, drying and irradiating with ultraviolet rays (low temperature baking method).

ペーストは、通常、分散媒を含んでいる。方法(i)において、分散媒としては、水性媒体、例えば、水、アルコール類(メタノール、エタノール、イソプロピルアルコールなど)、エーテル類(ジメチルエーテル、ジエチルエーテルなど)、カルビトール類(メチルカルビトールなど)、セロソルブ類(メチルセロソルブなど)、ケトン類(アセトンなど)、アミド類(ジメチルホルムアミドなど)、これらの混合溶媒などが例示できる。方法(ii)において、分散媒としては、炭化水素類(トルエンなどの芳香族炭化水素など)、前記アルコール類、前記ケトン類、前記アミド類、これらの混合溶媒などが例示できる。   The paste usually contains a dispersion medium. In the method (i), the dispersion medium may be an aqueous medium such as water, alcohols (methanol, ethanol, isopropyl alcohol, etc.), ethers (dimethyl ether, diethyl ether, etc.), carbitols (methyl carbitol, etc.), Examples include cellosolves (such as methyl cellosolve), ketones (such as acetone), amides (such as dimethylformamide), and mixed solvents thereof. In the method (ii), examples of the dispersion medium include hydrocarbons (such as aromatic hydrocarbons such as toluene), the alcohols, the ketones, the amides, and mixed solvents thereof.

分散媒の割合は、金属酸化物粒子100重量部に対して、例えば、50〜1000重量部、好ましくは100〜500重量部、さらに好ましくは200〜400重量部程度である。   The ratio of the dispersion medium is, for example, about 50 to 1000 parts by weight, preferably about 100 to 500 parts by weight, and more preferably about 200 to 400 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the metal oxide particles.

ペーストは、必要に応じて任意の添加剤、例えば、分散剤[有機酸(酢酸など)、無機酸(塩酸、硝酸など)、アセチルアセトンなど]、界面活性剤[ノニオン界面活性剤(オクチルフェノキシポリエトキシエタノールなど)など]、増粘剤[ポリエチレングリコール、多糖類(メチルセルロースなど)など]、消泡剤などを含んでいてもよい。これらの添加剤は、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。   The paste may contain any additive as necessary, for example, a dispersant [organic acid (such as acetic acid), inorganic acid (such as hydrochloric acid or nitric acid), acetylacetone, etc.], surfactant [nonionic surfactant (octylphenoxypolyethoxy). Ethanol etc.)], thickeners [polyethylene glycol, polysaccharides (methylcellulose etc.) etc.], antifoaming agents and the like. These additives can be used alone or in combination of two or more.

塗布方法としては、特に制限されず、スピンコート法、ドクターブレード法、スクリーン印刷法、グラビア印刷法、スキージ法などが例示できる。塗布量(乾燥後の塗布量)は、例えば、0.5〜50g/m、好ましくは1〜30g/m程度である。 The coating method is not particularly limited, and examples thereof include a spin coating method, a doctor blade method, a screen printing method, a gravure printing method, and a squeegee method. The coating amount (coating amount after drying) is, for example, 0.5 to 50 g / m 2, preferably from 1 to 30 g / m 2 approximately.

方法(i)において、乾燥及び焼成は、空気中で行ってもよく、不活性ガス(窒素ガス、アルゴンガス、ヘリウムガスなど)雰囲気中で行ってもよい。乾燥は、工程数を低減する点から、焼成温度で焼成と同時に行ってもよく、高温下での長時間の熱処理を防止する点から、焼成温度よりも低い温度(例えば、50〜150℃、好ましくは60〜100℃、さらに好ましくは70〜90℃程度)で焼成に先立って行ってもよい。乾燥時間は、乾燥温度などに応じて適宜選択でき、例えば、10秒〜1時間、好ましくは30秒〜30分、さらに好ましくは1〜10分程度である。焼成温度としては、例えば、300〜600℃、好ましくは350〜550℃、さらに好ましくは400〜500℃程度である。焼成時間は、焼成温度などに応じて適宜選択でき、例えば、10秒〜12時間、好ましくは30秒〜5時間、さらに好ましくは1分〜2時間程度である。焼成時間が短すぎると粒子間の連結が十分でなくなり、電子が流れにくくなり、焼成時間が長すぎると粒子同士が融着しすぎて実効表面積が小さくなり、増感剤の吸着量が低減しやすい。   In the method (i), drying and firing may be performed in the air or in an inert gas (nitrogen gas, argon gas, helium gas, etc.) atmosphere. Drying may be performed at the same time as firing at the firing temperature from the viewpoint of reducing the number of steps, and from the point of preventing long-time heat treatment at a high temperature, the drying is performed at a temperature lower than the firing temperature (for example, 50 to 150 ° C., It may be performed prior to firing at preferably 60 to 100 ° C., more preferably about 70 to 90 ° C.). The drying time can be appropriately selected depending on the drying temperature, and is, for example, 10 seconds to 1 hour, preferably 30 seconds to 30 minutes, and more preferably about 1 to 10 minutes. As a calcination temperature, it is about 300-600 degreeC, for example, Preferably it is 350-550 degreeC, More preferably, it is about 400-500 degreeC. The firing time can be appropriately selected according to the firing temperature, and is, for example, 10 seconds to 12 hours, preferably 30 seconds to 5 hours, and more preferably about 1 minute to 2 hours. If the firing time is too short, the connection between the particles will be insufficient and electrons will not flow easily.If the firing time is too long, the particles will be fused together, reducing the effective surface area and reducing the amount of sensitizer adsorbed. Cheap.

方法(ii)において、乾燥は、通常、透明樹脂のガラス転移温度より低い温度(例えば、20〜100℃程度)で、10秒〜1時間(例えば、20秒〜30分)程度行われる。紫外線照射は、金属酸化物粒子から不純物の有機物を除去するために行われ、酸素雰囲気中で紫外線を照射する場合が多い。   In the method (ii), drying is usually performed at a temperature lower than the glass transition temperature of the transparent resin (for example, about 20 to 100 ° C.) for about 10 seconds to 1 hour (for example, 20 seconds to 30 minutes). Ultraviolet irradiation is performed to remove impurity organic substances from the metal oxide particles, and the ultraviolet irradiation is often performed in an oxygen atmosphere.

無機粒子を含むペーストの塗布工程により得られる多孔質層の物性は、特に制限されないが、例えば、多孔質層の比表面積は、例えば、5〜300m/g、好ましくは10〜200m/g程度であってもよい。比表面積が小さすぎると、増感剤を十分に吸着できなくなり、比表面積が大きすぎても、孔径が狭まり増感剤を吸着できなくなる。比表面積は、慣用の方法、例えば、窒素ガス吸着法などにより測定できる。 Physical properties of the porous layer obtained by coating step of a paste containing inorganic particles is not particularly limited, for example, the specific surface area of the porous layer, for example, 5 to 300 m 2 / g, preferably 10 to 200 m 2 / g It may be a degree. If the specific surface area is too small, the sensitizer cannot be sufficiently adsorbed, and even if the specific surface area is too large, the pore diameter becomes narrow and the sensitizer cannot be adsorbed. The specific surface area can be measured by a conventional method such as a nitrogen gas adsorption method.

多孔質層の表面積は、見かけ表面積(厚み方向に投影した面積)の500〜3000倍(例えば、800〜2000倍、好ましくは1000〜1500倍)程度であってもよい。   The surface area of the porous layer may be about 500 to 3000 times (for example, 800 to 2000 times, preferably 1000 to 1500 times) the apparent surface area (area projected in the thickness direction).

多孔質層の算術平均粗さ(Ra)は、JIS B0601に準拠して、例えば、50nm〜1μm、好ましくは80〜800nm、さらに好ましくは100〜500nm程度である。   The arithmetic average roughness (Ra) of the porous layer is, for example, about 50 nm to 1 μm, preferably 80 to 800 nm, and more preferably about 100 to 500 nm in accordance with JIS B0601.

多孔質層の厚み(平均厚み)は、例えば、0.1〜100μm(例えば、0.5〜70μm)、好ましくは1〜50μm(例えば、5〜30μm)、さらに好ましくは10〜20μm程度であってもよい。   The thickness (average thickness) of the porous layer is, for example, about 0.1 to 100 μm (for example, 0.5 to 70 μm), preferably 1 to 50 μm (for example, 5 to 30 μm), and more preferably about 10 to 20 μm. May be.

多孔質層に導電性高分子(増感剤及び電荷輸送剤)を含む組成物を塗布してもよいが、通常、多孔質層に導電性高分子(増感剤及び電荷輸送剤)を形成するための組成物(前記架橋性組成物又は重合性組成物)を塗布して熱処理(架橋又は重合)する。後者の方法では、多孔質層に増感剤を含有(又は吸着)させると同時に電荷輸送層を形成できる点で、生産性に優れている。   A composition containing a conductive polymer (sensitizer and charge transport agent) may be applied to the porous layer, but usually a conductive polymer (sensitizer and charge transport agent) is formed on the porous layer. The composition (the crosslinkable composition or the polymerizable composition) is applied and heat-treated (crosslinked or polymerized). The latter method is excellent in productivity in that the charge transport layer can be formed at the same time as the sensitizer is contained (or adsorbed) in the porous layer.

上記組成物の塗布方法としては、慣用の塗布方法、例えば、エアーナイフコート法、ロールコート法、グラビアコート法、ブレードコート法、ディップコート法、スプレー法、スピンコート法、インクジェット印刷法などが例示できる。塗布した後、通常、乾燥して塗膜から溶媒が除去される。塗膜(電荷輸送層又は有機半導体層)の厚み(乾燥後の厚み)は、例えば、1〜200μm、好ましくは10〜100μm程度である。   Examples of the application method of the composition include conventional application methods such as an air knife coating method, a roll coating method, a gravure coating method, a blade coating method, a dip coating method, a spray method, a spin coating method, and an inkjet printing method. it can. After application, the solvent is usually removed from the coating film by drying. The thickness (thickness after drying) of the coating film (charge transport layer or organic semiconductor layer) is, for example, about 1 to 200 μm, preferably about 10 to 100 μm.

熱処理(重合又は架橋)は、空気中又は不活性ガス(窒素ガスなど)雰囲気中で行ってもよい。熱処理温度は、例えば、50〜500℃(例えば、150〜500℃)、好ましくは100〜400℃(例えば、200〜400℃)、さらに好ましくは150〜300℃程度であってもよく、250〜350℃程度であってもよい。また、熱処理時間は、例えば、0.1〜2.5時間、好ましくは0.2〜2時間、さらに好ましくは0.3〜1.5時間程度であってもよい。   The heat treatment (polymerization or crosslinking) may be performed in air or in an inert gas (nitrogen gas or the like) atmosphere. The heat treatment temperature may be, for example, 50 to 500 ° C. (for example, 150 to 500 ° C.), preferably 100 to 400 ° C. (for example, 200 to 400 ° C.), and more preferably about 150 to 300 ° C. It may be about 350 ° C. The heat treatment time may be, for example, about 0.1 to 2.5 hours, preferably about 0.2 to 2 hours, and more preferably about 0.3 to 1.5 hours.

なお、芳香族アルデヒド化合物と芳香族複素環式化合物とを含む組成物の場合、前記のように、式(IV-3)で表される単位(又は架橋単位)が生成し、この式(IV-3)で表される単位は、脱水素反応により、式(IV-4)で表される単位(又は架橋単位)に変換できる。脱水素反応としては、例えば、水銀ランプ、キセノンランプなどの活性光線を照射する光脱水素法などを利用してもよいが、加熱脱水素法、例えば、上記熱処理温度で処理する方法を利用する場合が多い。なお、酸触媒を含む組成物を用いると、容易に脱水素反応を行うことができる。   In the case of a composition containing an aromatic aldehyde compound and an aromatic heterocyclic compound, as described above, a unit (or a crosslinking unit) represented by the formula (IV-3) is generated, and this formula (IV The unit represented by -3) can be converted into a unit represented by the formula (IV-4) (or a crosslinking unit) by a dehydrogenation reaction. As the dehydrogenation reaction, for example, a photodehydrogenation method of irradiating actinic rays such as a mercury lamp or a xenon lamp may be used. There are many cases. In addition, when a composition containing an acid catalyst is used, a dehydrogenation reaction can be easily performed.

以下に、実施例に基づいて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on examples, but the present invention is not limited to these examples.

[導電性]
ガラス板に、実施例の導電性高分子を形成するための組成物をキャストした後、窒素雰囲気下、実施例と同条件で熱処理することにより、有機半導体膜を作製し、抵抗率計(三菱化学株式会社製、「MCP−HT450」)を用いて、表面抵抗率を測定した。
[Conductivity]
After casting the composition for forming the conductive polymer of the example on a glass plate, an organic semiconductor film was produced by heat-treating under a nitrogen atmosphere under the same conditions as in the example. The surface resistivity was measured using “MCP-HT450” manufactured by Kagaku Corporation.

[吸光スペクトル及びバンドギャップ]
ガラス板に、実施例の導電性高分子を形成するための組成物をキャストした後、窒素雰囲気下、実施例と同条件で熱処理することにより、有機半導体膜を作製し、UV−Visスペクトル測定(日立ハイテクノロジー(株)製、「分光光度計U−3900H」)を行い、吸光スペクトルを得た。また吸光スペクトルの吸収端からバンドギャップを算出した。
[Absorption spectrum and band gap]
After casting the composition for forming the conductive polymer of the example on the glass plate, an organic semiconductor film was prepared by heat treatment under the same conditions as in the example under a nitrogen atmosphere, and UV-Vis spectrum measurement was performed. (Manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation, “Spectrophotometer U-3900H”) was performed to obtain an absorption spectrum. The band gap was calculated from the absorption edge of the absorption spectrum.

[電池特性評価]
実施例で作製した色素増感太陽電池を、ソーラーシミュレーター(三永電機製作所(株)製「XES-301S+EL-100」)を用い、AM 1.5、100mW/cm、25℃の条件で評価した。
[Battery characteristics evaluation]
The dye-sensitized solar cells produced in the examples were evaluated under conditions of AM 1.5, 100 mW / cm 2 and 25 ° C. using a solar simulator (“XES-301S + EL-100” manufactured by Mitsunaga Electric Co., Ltd.). did.

実施例1
(1)多孔質酸化チタン電極の作製
メノウ乳鉢に酸化チタン粒子((株)ダイセル製、ルチル型結晶)1gを加え、メチルセルロース(東京化成工業(株)製)を0.5重量%含む酢酸水溶液(pH3)3mlを少しずつ加えながら30分間混合して、酸化チタンペーストを得た。
Example 1
(1) Production of porous titanium oxide electrode An acetic acid aqueous solution containing 1 g of titanium oxide particles (manufactured by Daicel Corporation, rutile crystal) in an agate mortar and 0.5% by weight of methylcellulose (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) (PH 3) 3 ml was added little by little and mixed for 30 minutes to obtain a titanium oxide paste.

得られた酸化チタンペーストを、スキージ法によりITO付ガラス基板(Luminescence Technology社製、サイズ25mm×25mm、ITO層の厚み0.14μm)のITO層側に塗布し、80℃で数分乾燥させた後、450℃で1時間熱処理を行うことにより、厚み10μmの多孔質層を形成し、多孔質酸化チタン電極(見かけ面積0.25cm)を得た。 The obtained titanium oxide paste was applied to the ITO layer side of a glass substrate with ITO (Luminescence Technology, size 25 mm × 25 mm, ITO layer thickness 0.14 μm) by a squeegee method and dried at 80 ° C. for several minutes. Thereafter, a heat treatment was performed at 450 ° C. for 1 hour to form a porous layer having a thickness of 10 μm to obtain a porous titanium oxide electrode (apparent area 0.25 cm 2 ).

(2)導電性高分子(増感剤及び電荷輸送剤)を形成するための組成物の調製
6mlサンプル瓶にトリス(4‐ホルミルフェニル)アミン10mg、2,2’:5’,2”−ターチオフェン4.4mg、p−トルエンスルホン酸一水和物7.2mgを入れ、1,4−ジオキサン1453.3mgに溶解した。この溶液を孔径0.2μmのフィルターでろ過することにより、組成物を調製した。
(2) Preparation of composition for forming conductive polymer (sensitizer and charge transport agent) Tris (4-formylphenyl) amine 10 mg, 2,2 ′: 5 ′, 2 ″ − in a 6 ml sample bottle Terthiophene (4.4 mg) and p-toluenesulfonic acid monohydrate (7.2 mg) were added and dissolved in 1,4-dioxane (1453.3 mg). Was prepared.

(3)光電変換層の作製
(1)で得られた多孔質酸化チタン電極に(2)で得られた組成物をキャストした後、窒素雰囲気下、120℃で1時間熱処理を行うことにより導電性高分子(厚み10μm)を形成し、光電変換層を形成した。なお、導電性高分子の導電性は6.6×10Ω/□であり、バンドギャップは1.8eVであった。
(3) Production of photoelectric conversion layer After casting the composition obtained in (2) to the porous titanium oxide electrode obtained in (1), the conductive layer was subjected to heat treatment at 120 ° C. for 1 hour in a nitrogen atmosphere. A conductive polymer (thickness 10 μm) was formed to form a photoelectric conversion layer. The conductivity of the conductive polymer was 6.6 × 10 4 Ω / □, and the band gap was 1.8 eV.

(4)太陽電池の作製
(3)で得られた光電変換層にアルミニウム電極を真空蒸着形成することにより、太陽電池を得た。
(4) Production of solar cell A solar cell was obtained by vacuum-depositing an aluminum electrode on the photoelectric conversion layer obtained in (3).

実施例2
(1)多孔質酸化チタン電極の作製
実施例1と同様にして多孔質酸化チタン電極を得た。
Example 2
(1) Production of porous titanium oxide electrode A porous titanium oxide electrode was obtained in the same manner as in Example 1.

(2)導電性高分子(増感剤及び電荷輸送剤)を形成するための組成物の調製
6mlサンプル瓶に1,3,5−トリホルミルベンゼン((株)ナード研究所製)16.2mgとトリス(4−アミノフェニル)アミン29.0mgを入れ、N,N−ジメチルアセトアミド860mgに溶解した。この溶液を孔径0.2μmのフィルターでろ過することにより、組成物を調製した。
(2) Preparation of composition for forming conductive polymer (sensitizer and charge transfer agent) 1,3,5-triformylbenzene (manufactured by Nard Laboratories) 16.2 mg in a 6 ml sample bottle And 29.0 mg of tris (4-aminophenyl) amine were dissolved in 860 mg of N, N-dimethylacetamide. The solution was filtered through a filter having a pore size of 0.2 μm to prepare a composition.

(3)光電変換層の作製
(1)で得られた多孔質酸化チタン電極に(2)で得られた組成物をキャストした後、窒素雰囲気下、300℃で1時間熱処理を行うことにより導電性高分子(厚み10μm)を形成し、光電変換層を作製した。なお、導電性高分子の導電性は8.0×1010Ω/□であり、バンドギャップは2.7eVであった。
(3) Production of photoelectric conversion layer After casting the composition obtained in (2) on the porous titanium oxide electrode obtained in (1), the conductive layer was subjected to heat treatment at 300 ° C. for 1 hour in a nitrogen atmosphere. A conductive polymer (thickness 10 μm) was formed to produce a photoelectric conversion layer. The conductivity of the conductive polymer was 8.0 × 10 10 Ω / □, and the band gap was 2.7 eV.

(4)太陽電池の作製
(3)で得られた光電変換層にアルミニウム電極を真空蒸着形成することにより、太陽電池を得た。
(4) Production of solar cell A solar cell was obtained by vacuum-depositing an aluminum electrode on the photoelectric conversion layer obtained in (3).

実施例3
(1)多孔質酸化チタン電極の作製
実施例1と同様にして多孔質酸化チタン電極を得た。
Example 3
(1) Production of porous titanium oxide electrode A porous titanium oxide electrode was obtained in the same manner as in Example 1.

(2)導電性高分子(増感剤及び電荷輸送剤)を形成するための組成物の調製
6mlサンプル瓶にトリス(4−ホルミルフェニル)アミン16.5mgと2,2’−ビス(トリフルオロメチル)ベンジジン16.5mgを入れ、シクロヘキサノン1350mgに溶解した。この液を孔径0.2μmのフィルターでろ過することにより、組成物(コーティング組成物)を調製した。
(2) Preparation of composition for forming conductive polymer (sensitizer and charge transfer agent) 16.5 mg of tris (4-formylphenyl) amine and 2,2′-bis (trifluoro) in a 6 ml sample bottle 16.5 mg of methyl) benzidine was added and dissolved in 1350 mg of cyclohexanone. This liquid was filtered through a filter having a pore size of 0.2 μm to prepare a composition (coating composition).

(3)光電変換層の作製
(1)で得られた多孔質酸化チタン電極に(2)で得られた組成物をキャストした後、窒素雰囲気下、300℃で1時間熱処理を行うことにより導電性高分子(厚み10μm)を形成し、光電変換層を作製した。なお、導電性高分子の導電性は4.2×10Ω/□であり、バンドギャップは2.7eVであった。
(3) Production of photoelectric conversion layer After casting the composition obtained in (2) on the porous titanium oxide electrode obtained in (1), the conductive layer was subjected to heat treatment at 300 ° C. for 1 hour in a nitrogen atmosphere. A conductive polymer (thickness 10 μm) was formed to produce a photoelectric conversion layer. The conductivity of the conductive polymer was 4.2 × 10 5 Ω / □, and the band gap was 2.7 eV.

(4)太陽電池の作製
(3)で得られた光電変換層にアルミニウム電極を真空蒸着形成することにより、太陽電池を得た。
(4) Production of solar cell A solar cell was obtained by vacuum-depositing an aluminum electrode on the photoelectric conversion layer obtained in (3).

実施例1〜3の太陽電池の出力特性を図3に示す。図3から明らかなように、実施例1〜3では、光電変換率に優れていることが分かる。また、実施例1〜3の導電性高分子の吸光スペクトルを図4に示す。実施例1のように芳香族複素環化合物を重合成分とすると比較的長波長側に吸収を持つ導電性高分子が得られるため、光電変換率を向上できる。また、実施例3のようにトリフルオロメチル基のような立体障害の大きな官能基を付与することで、バンドギャップを大きくすることができ、比較的透過性に優れた太陽電池が得られる。以上、図4から明らかなように、導電性高分子の重合成分の種類や割合を変えることにより、吸光スペクトルを適宜調整できることが分かる。   The output characteristics of the solar cells of Examples 1 to 3 are shown in FIG. As can be seen from FIG. 3, in Examples 1 to 3, the photoelectric conversion rate is excellent. Moreover, the absorption spectrum of the conductive polymer of Examples 1-3 is shown in FIG. When an aromatic heterocyclic compound is used as a polymerization component as in Example 1, a conductive polymer having absorption on a relatively long wavelength side can be obtained, so that the photoelectric conversion rate can be improved. In addition, by adding a functional group having a large steric hindrance such as a trifluoromethyl group as in Example 3, the band gap can be increased, and a solar cell having relatively excellent transparency can be obtained. As can be seen from FIG. 4, the absorption spectrum can be appropriately adjusted by changing the type and ratio of the polymerization component of the conductive polymer.

本発明の導電性高分子は、増感剤及び/又は電荷輸送剤としての機能を発揮できるため、太陽電池[光増感太陽電池(全固体光増感太陽電池など)]の材料として好適に利用できる。また、導電性高分子の重合成分(又は反応成分)の種類や割合を調整するだけで、容易に吸光スペクトルを制御できるため、様々な光源(太陽光、蛍光灯など)の発光スペクトルに合わせて最適化でき、高い光電変換率を示す太陽電池を提供できる。   Since the conductive polymer of the present invention can exhibit a function as a sensitizer and / or a charge transport agent, it is suitably used as a material for solar cells [photosensitized solar cells (all solid photosensitized solar cells, etc.)]. Available. In addition, the absorption spectrum can be easily controlled simply by adjusting the type and proportion of the polymer component (or reaction component) of the conductive polymer, so it can be adjusted to the emission spectrum of various light sources (sunlight, fluorescent lamps, etc.). A solar cell that can be optimized and exhibits a high photoelectric conversion rate can be provided.

1…透明基板
2…透明導電層
3…無機粒子
4…増感色素(増感剤)
5…電解液(電荷輸送剤)
6…封止材
7…触媒層
8…対向電極
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Transparent substrate 2 ... Transparent conductive layer 3 ... Inorganic particle 4 ... Sensitizing dye (sensitizer)
5 ... Electrolytic solution (charge transport agent)
6 ... Sealing material 7 ... Catalyst layer 8 ... Counter electrode

Claims (17)

導電性透明基板及びこの導電性透明基板の少なくとも一方の面に積層された光電変換層を備えた太陽電池であって、前記光電変換層が、光電変換可能な無機粒子と、実質的に全体がπ共役系からなる三次元網目構造を有する導電性高分子とを含んでいる太陽電池。   A solar cell comprising a conductive transparent substrate and a photoelectric conversion layer laminated on at least one surface of the conductive transparent substrate, wherein the photoelectric conversion layer is substantially entirely composed of inorganic particles capable of photoelectric conversion. A solar cell comprising a conductive polymer having a three-dimensional network structure composed of a π-conjugated system. 導電性透明基板及びこの導電性透明基板の少なくとも一方の面に積層された光電変換層を備えた太陽電池であって、前記光電変換層が、光電変換可能な無機粒子と、この無機粒子を光励起するための増感剤と、電荷輸送剤とを含んでおり、前記増感剤及び/又は電荷輸送剤が、実質的に全体がπ共役系からなる三次元網目構造を有する導電性高分子で構成されている太陽電池。   A solar cell comprising a conductive transparent substrate and a photoelectric conversion layer laminated on at least one surface of the conductive transparent substrate, wherein the photoelectric conversion layer photoexcites the inorganic particles capable of photoelectric conversion, and the inorganic particles A sensitizer and a charge transport agent, and the sensitizer and / or the charge transport agent is a conductive polymer having a three-dimensional network structure substantially consisting of a π-conjugated system. Solar cell made up. 導電性高分子が、炭素−炭素単結合、炭素−炭素二重結合、炭素−炭素三重結合、炭素−窒素二重結合、アミド結合、イミダゾール環、オキサゾール環及びチアゾール環から選択された少なくとも一種の単位を介して、複数の芳香環が三次元的に連結した高分子である請求項1又は2記載の太陽電池。   The conductive polymer is at least one selected from carbon-carbon single bond, carbon-carbon double bond, carbon-carbon triple bond, carbon-nitrogen double bond, amide bond, imidazole ring, oxazole ring and thiazole ring. The solar cell according to claim 1, wherein the solar cell is a polymer in which a plurality of aromatic rings are three-dimensionally connected through a unit. 導電性高分子が、架橋性組成物で形成されており、前記架橋性組成物が、反応部位としての1又は複数のカルボニル基を有する芳香族カルボニル化合物と、反応部位としての複数のアミノ基を有する芳香族ポリアミン及び複素環のヘテロ原子に隣接し、かつ反応部位としての複数の未修飾のα−炭素位を有する芳香族複素環式化合物から選択された少なくとも1つの芳香族反応成分とを含み、
前記芳香族反応成分が芳香族ポリアミンであるとき、前記芳香族カルボニル化合物が、反応部位としての複数のカルボニル基を有する芳香族ポリカルボニル化合物であり、かつ前記芳香族ポリカルボニル化合物及び芳香族ポリアミンのうち、少なくとも一方の成分が、3以上の反応部位を有しており、
前記芳香族反応成分が芳香族複素環式化合物であるとき、前記芳香族カルボニル化合物が、反応部位としての1又は複数のホルミル基を有する芳香族アルデヒド化合物であり、かつ前記芳香族アルデヒド化合物のホルミル基の数を「T」とし、前記芳香族複素環式化合物の未修飾のα−炭素位の数を「U」とするとき、T≧2 及び/又は U≧3を満たし、
前記芳香族反応成分が芳香族ポリアミン及び芳香族複素環式化合物の組み合わせであるとき、前記芳香族カルボニル化合物が、反応部位としての複数のホルミル基を有する芳香族ポリアルデヒド化合物である請求項1〜3のいずれかに記載の太陽電池。
The conductive polymer is formed of a crosslinkable composition, and the crosslinkable composition comprises an aromatic carbonyl compound having one or more carbonyl groups as a reaction site and a plurality of amino groups as a reaction site. An aromatic polyamine having at least one aromatic reaction component selected from an aromatic heterocyclic compound having a plurality of unmodified α-carbon positions adjacent to the hetero atom of the heterocyclic ring and having a plurality of unmodified α-carbon positions as a reactive site. ,
When the aromatic reaction component is an aromatic polyamine, the aromatic carbonyl compound is an aromatic polycarbonyl compound having a plurality of carbonyl groups as reaction sites, and the aromatic polycarbonyl compound and the aromatic polyamine Among them, at least one component has 3 or more reaction sites,
When the aromatic reaction component is an aromatic heterocyclic compound, the aromatic carbonyl compound is an aromatic aldehyde compound having one or more formyl groups as a reaction site, and formyl of the aromatic aldehyde compound When the number of groups is “T” and the number of unmodified α-carbon positions of the aromatic heterocyclic compound is “U”, T ≧ 2 and / or U ≧ 3 is satisfied,
When the aromatic reaction component is a combination of an aromatic polyamine and an aromatic heterocyclic compound, the aromatic carbonyl compound is an aromatic polyaldehyde compound having a plurality of formyl groups as reaction sites. 4. The solar cell according to any one of 3.
芳香族カルボニル化合物が、下記式(Ia)
(式中、Lはリンカーを示し、Aは芳香環を示し、Rはカルボニル基含有基を示し、Rは非反応性基を示し、nは0又は1であり、k1は1以上の整数であり、k2は0又は1以上の整数であり、nが0であるときpは1であり、nが1であるときpは2以上の整数である)
で表される化合物である請求項4記載の太陽電池。
The aromatic carbonyl compound is represented by the following formula (Ia)
(In the formula, L represents a linker, A represents an aromatic ring, R 1 represents a carbonyl group-containing group, R 2 represents a non-reactive group, n is 0 or 1, and k1 is 1 or more. An integer, k2 is 0 or an integer of 1 or more, p is 1 when n is 0, and p is an integer of 2 or more when n is 1)
The solar cell according to claim 4, which is a compound represented by the formula:
芳香族カルボニル化合物が、式(Ia)において、
(a1)環Aが単環又は縮合二乃至七環式芳香族炭化水素環、単環又は縮合二乃至七環式芳香族複素環、ポルフィリン環又はフタロシアニン環であり、nが0であり、k1が2〜4であり、pが1である化合物、又は
(a2)環Aが単環又は縮合二乃至七環式芳香族炭化水素環、又は単環又は縮合二乃至七環式芳香族複素環であり、リンカーLが直接結合、窒素原子、酸素原子、硫黄原子、ビニレン基、2〜4価の芳香環基、2〜4価の芳香環集合基又はこれらの組み合わせであり、nが1であり、k1が1又は2であり、pが2〜4である化合物
である請求項5記載の太陽電池。
In the formula (Ia), the aromatic carbonyl compound is
(A1) Ring A is a monocyclic or condensed bi- to heptacyclic aromatic hydrocarbon ring, monocyclic or condensed bi- to heptacyclic aromatic heterocycle, porphyrin ring or phthalocyanine ring, n is 0, k1 Or a compound in which p is 1, or (a2) ring A is monocyclic or condensed bi- to heptacyclic aromatic hydrocarbon ring, or monocyclic or condensed bi- to heptacyclic aromatic heterocycle The linker L is a direct bond, a nitrogen atom, an oxygen atom, a sulfur atom, a vinylene group, a 2- to 4-valent aromatic ring group, a 2- to 4-valent aromatic ring assembly group, or a combination thereof; The solar cell according to claim 5, wherein k 1 is 1 or 2, and p is 2 to 4.
芳香族ポリアミンが、下記式(IIa)
(式中、Rはアミノ基を示し、Rは水素原子、アミノ基、メルカプト基又はヒドロキシル基を示し、k3は1以上の整数であり、L、n、A、R、k2及びpは前記に同じ。但し、nが0であるとき、k3は2以上の整数である。)
で表される化合物である請求項4〜6のいずれかに記載の太陽電池。
The aromatic polyamine has the following formula (IIa)
(Wherein R 3 represents an amino group, R 4 represents a hydrogen atom, an amino group, a mercapto group or a hydroxyl group, k3 is an integer of 1 or more, and L, n, A, R 2 , k2 and p Is the same as above, except that when n is 0, k3 is an integer of 2 or more.)
The solar cell according to claim 4, wherein the solar cell is a compound represented by the formula:
芳香族ポリアミンが、式(IIa)において、
(b1)環Aが単環又は縮合二乃至七環式芳香族炭化水素環、単環又は縮合二乃至七環式芳香族複素環、ポルフィリン環又はフタロシアニン環であり、nが0であり、k3が2〜4であり、pが1である化合物、又は
(b2)環Aが単環又は縮合二乃至七環式芳香族炭化水素環であり、リンカーLが直接結合、窒素原子、酸素原子、硫黄原子、ジアゾ基、ジスルフィド基、ビニレン基、2〜4価の芳香環基又はこれらの組み合わせであり、nが1であり、k3が1又は2であり、pが2〜4である化合物
である請求項7記載の太陽電池。
Aromatic polyamines in formula (IIa)
(B1) Ring A is a monocyclic or condensed bi to heptacyclic aromatic hydrocarbon ring, monocyclic or condensed bi to heptacyclic aromatic heterocycle, porphyrin ring or phthalocyanine ring, n is 0, k3 Or a compound in which p is 1, or (b2) ring A is a monocyclic or condensed bi- to heptacyclic aromatic hydrocarbon ring, and linker L is a direct bond, nitrogen atom, oxygen atom, A compound having a sulfur atom, a diazo group, a disulfide group, a vinylene group, a divalent to tetravalent aromatic ring group, or a combination thereof, n is 1, k3 is 1 or 2, and p is 2 to 4. The solar cell according to claim 7.
芳香族複素環式化合物が、単環式化合物、縮合環式化合物及び環集合化合物から選択された少なくとも一種であり、かつ複素環のヘテロ原子として、酸素原子、硫黄原子、窒素原子又はイミノ基、セレン原子から選択された少なくとも1つのヘテロ原子を有する5〜8員芳香族複素環を含む請求項4〜8のいずれかに記載の太陽電池。   The aromatic heterocyclic compound is at least one selected from a monocyclic compound, a condensed cyclic compound and a ring assembly compound, and as a hetero atom of the heterocyclic ring, an oxygen atom, a sulfur atom, a nitrogen atom or an imino group, The solar cell according to any one of claims 4 to 8, comprising a 5- to 8-membered aromatic heterocycle having at least one heteroatom selected from selenium atoms. 芳香族複素環式化合物が、下記式(III)
(式中、環Hetは芳香族複素環を示し、Xはヘテロ原子を示し、Rは非反応性基を示し、rは0〜3の整数を示し、L、n及びpは前記に同じ)
で表される化合物である請求項4〜9のいずれかに記載の太陽電池。
The aromatic heterocyclic compound is represented by the following formula (III)
(In the formula, Het represents an aromatic heterocyclic ring, X represents a hetero atom, R 5 represents a non-reactive group, r represents an integer of 0 to 3, and L, n and p are the same as above. )
The solar cell according to claim 4, wherein the solar cell is a compound represented by the formula:
架橋性組成物が、1分子中に反応部位としてのホルミル基2〜4個を有する芳香族ポリアルデヒド化合物と、1分子中に反応部位としてのアミノ基2〜4個を有する芳香族ポリアミンとを含み、芳香族ポリアルデヒド化合物及び芳香族ポリアミンのうち少なくとも一方の成分が、3以上の反応部位を有する組成物であるか、又は
1分子中に反応部位としてのホルミル基2〜4個を有する芳香族ポリアルデヒド化合物と、複素環のヘテロ原子に隣接し、かつ反応部位としての未修飾のα−炭素位2〜8個を1分子中に有する芳香族複素環式化合物とを含む組成物である請求項4〜10のいずれかに記載の太陽電池。
A crosslinkable composition comprises an aromatic polyaldehyde compound having 2 to 4 formyl groups as a reactive site in one molecule and an aromatic polyamine having 2 to 4 amino groups as a reactive site in one molecule. The aromatic polyaldehyde compound and the aromatic polyamine at least one component is a composition having 3 or more reactive sites, or an aromatic having 2 to 4 formyl groups as reactive sites in one molecule Composition comprising an aromatic polyaldehyde compound and an aromatic heterocyclic compound adjacent to a heteroatom of a heterocyclic ring and having 2 to 8 unmodified α-carbon positions as a reaction site in one molecule The solar cell in any one of Claims 4-10.
無機粒子が、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、チタン酸バリウム、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸化タングステン、酸化亜鉛、及び酸化錫から選択された少なくとも一種の金属酸化物で構成されている請求項1〜11のいずれかに記載の太陽電池。   The inorganic particles are composed of at least one metal oxide selected from calcium titanate, strontium titanate, barium titanate, titanium oxide, zirconium oxide, niobium oxide, tantalum oxide, tungsten oxide, zinc oxide, and tin oxide. The solar cell according to claim 1. 無機粒子が、酸化チタンで構成されている請求項1〜12のいずれかに記載の太陽電池。   The solar cell according to any one of claims 1 to 12, wherein the inorganic particles are composed of titanium oxide. 光電変換可能な無機粒子を光励起するための増感剤であって、実質的に全体がπ共役系からなる三次元網目構造を有する導電性高分子で構成されている増感剤。   A sensitizer for photoexciting photoelectrically convertible inorganic particles, which is composed of a conductive polymer having a three-dimensional network structure substantially entirely composed of a π-conjugated system. 光電変換可能な無機粒子と、実質的に全体がπ共役系からなる三次元網目構造を有する導電性高分子とを含む光電変換組成物。   A photoelectric conversion composition comprising photoelectrically convertible inorganic particles and a conductive polymer having a three-dimensional network structure substantially entirely composed of a π-conjugated system. 光電変換可能な無機粒子と、この無機粒子を光励起するための増感剤と、電荷輸送剤とを含む光電変換組成物であって、前記増感剤及び/又は電荷輸送剤が、実質的に全体がπ共役系からなる三次元網目構造を有する導電性高分子で構成されている光電変換組成物。   A photoelectric conversion composition comprising photoelectrically convertible inorganic particles, a sensitizer for photoexciting the inorganic particles, and a charge transport agent, wherein the sensitizer and / or the charge transport agent is substantially A photoelectric conversion composition comprising a conductive polymer having a three-dimensional network structure entirely composed of a π-conjugated system. 導電性透明基板の少なくとも一方の面に、光電変換可能な無機粒子を含むペーストを塗布する工程と、この工程で得られた塗膜に請求項4〜11のいずれかに記載の架橋性組成物を塗布して熱処理する工程とを含む太陽電池の製造方法。   The process of apply | coating the paste containing the inorganic particle which can be photoelectrically converted to at least one surface of an electroconductive transparent substrate, and the crosslinkable composition in any one of Claims 4-11 to the coating film obtained at this process The manufacturing method of the solar cell including the process of apply | coating and heat-treating.
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