JP2016065218A - 共役系化合物、これを用いた電子供与性有機材料、光起電力素子用材料および光起電力素子 - Google Patents
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Abstract
Description
これまでの有機半導体による光電変換素子は、電子供与性有機材料(p型有機半導体)と仕事関数の小さい金属を接合させるショットキー型、電子受容性有機材料(n型有機半導体)と電子供与性有機材料(p型有機半導体)を接合させるヘテロ接合型に分類することができる。これらの素子においては接合部の有機層のみが光電流の生成に寄与するために短絡電流値が低く、その向上が課題となっている。
Eg(eV)=1240/薄膜の光吸収端波長(nm)
実施例1
化合物(A−1)を式1に示す方法で合成した。なお、化合物(1−a)はマクロモレキュルズ(Macromolecules)、2007年、40巻、1981頁に記載されている方法を参考に、化合物(1−d)はアドバンスドファンクショナルマテリアルズ(Advanced Functional Materials)、2008年、18巻、3444頁に記載されている方法を参考に、化合物(1−e)はマクロモレキュルズ(Macromolecules)、2012年、45巻、4069頁に記載されている方法を参考にして合成した。
1H−NMR(270MHz,CDCl3):7.18(d,J=4.8Hz,2H),7.10(d,J=4.8Hz,2H),2.65(t,J=7.8Hz,4H),1.7−1.3(m,24H),0.89(t,J=7.0Hz,6H)ppm。
1H−NMR(270MHz,CDCl3):7.19(s,2H),2.66(t,J=7.8Hz,4H),1.7−1.3(m,24H),0.88(t,J=7.0Hz,6H),0.38(s,18H)ppm。
化合物(A−2)を式2に示す方法で合成した。なお、化合物(1−f)はマクロモレキュルズ(Macromolecules)、2012年、45巻、4069頁に記載されている方法を参考にして合成した。
化合物(B−1)を式3に示す方法で合成した。なお、化合物(1−g)はマクロモレキュルズ(Macromolecules)、2007年、40巻、1981頁に記載されている方法を参考にして合成した。
化合物(B−2)を式4に示す方法で合成した。なお、化合物(1−h)はジャーナルオブザアメリカンケミカルソサエティ(Journal of the American Chemical Society)、2008年、130巻、16144頁に記載されている方法を参考にして合成した。
実施例1と同様に洗浄した基板を30分間UV/オゾン処理した後、酢酸亜鉛2水和物(和光純薬工業(株)製)20mgのエタノール・水混合(100:1)溶液1mlを1500rpmで基板上にスピンコートし、200度で1時間、ホットプレート上で加熱し、酸化亜鉛電子輸送層を形成した。形成した酸化亜鉛電子輸送層上に、上記の溶液Aを滴下し、スピンコート法により膜厚150nmの有機半導体層を形成した。続いて、有機半導体層が形成された基板と正極用マスクを真空蒸着装置内に設置し、装置内の真空度が1x10−3Pa以下になるまで排気し、抵抗加熱法によって酸化タングステン層を10nmの厚さに蒸着した。その後、正極となる銀電極層を100nmの厚さに蒸着した。以上のように、負極となるストライプ状のITO層と正極となる銀電極層が交差した部分の面積が2mmX2mmである光起電力素子を作製し、電流−電圧特性を測定したところ、短絡電流密度は9.05mA/cm2であった。
A−1の代わりに上記B−1を用いた他は実施例3と全く同様にして光起電力素子を作製し、電流−電圧特性を測定したところ、短絡電流密度は6.11mA/cm2であった。
A−1の代わりに上記B−2を用いた他は実施例3と全く同様にして光起電力素子を作製し、電流−電圧特性を測定したところ、短絡電流密度は5.54mA/cm2であった。
2:正極
3:有機半導体層
4:負極
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