JP2016197666A - 有機光電変換素子 - Google Patents
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Abstract
【課題】耐熱性に優れた有機光電変換素子を提供する。具体的には、８０℃以上の耐熱性を有する有機光電変換素子を提供する。
【解決手段】第１の電極と、第２の電極と、前記第１の電極及び前記第２の電極の間に設けられる活性層と、前記第１の電極及び前記活性層の間並びに／又は前記第２の電極及び前記活性層の間に設けられ、式（１）で表される構成単位を有する高分子化合物を含む層（Ａ）とを有する有機光電変換素子であって、前記第１の電極及び前記第２の電極のうち、前記層（Ａ）に最も近い電極がアルミニウム以外の金属であることを特徴とする有機光電変換素子。
【化１】
【選択図】なし
【解決手段】第１の電極と、第２の電極と、前記第１の電極及び前記第２の電極の間に設けられる活性層と、前記第１の電極及び前記活性層の間並びに／又は前記第２の電極及び前記活性層の間に設けられ、式（１）で表される構成単位を有する高分子化合物を含む層（Ａ）とを有する有機光電変換素子であって、前記第１の電極及び前記第２の電極のうち、前記層（Ａ）に最も近い電極がアルミニウム以外の金属であることを特徴とする有機光電変換素子。
【化１】
【選択図】なし
Description
本発明は、太陽電池モジュールやイメージセンサなどに用いられる有機光電変換素子に関する。
有機光電変換素子の一態様である有機薄膜太陽電池は、シリコン太陽電池の製造工程に用いられる高温プロセスを必要とせず、塗布プロセスのみで製造できる可能性があり、低価格の太陽電池として期待されている。
有機光電変換素子は、通常、光電変換効率を向上させるために、活性層以外の付加的な層（バッファー層）を有する。例えば、バッファー層の材料として、以下の高分子化合物が検討されている（非特許文献１）。
また、一般に、大気中の酸素及び／又は水分によって、有機光電変換素子の光電変換効率が低下する。有機光電変換素子の耐久性を向上させるために、通常、有機光電変換素子は、封止材によって封止される（特許文献１）。
封止方法にもよるが、封止工程は、通常、ラミネート工程、キュア工程などの加熱工程を含む。
Ａｄｖ．Ｍａｔｅｒ．２０１１，２３，４６３６−４６４３
しかしながら、前記加熱工程によって、有機光電変換素子の光電変換効率が低下することがあるため、耐熱性に優れた有機光電変換素子が求められている。
本発明の目的は、耐熱性に優れた有機光電変換素子を提供することにある。具体的には、８０℃以上の耐熱性を有する有機光電変換素子を提供することにある。
即ち、本発明は、以下の［１］〜［５］を提供するものである。
［１］ 第１の電極と、第２の電極と、前記第１の電極及び前記第２の電極の間に設けられる活性層と、前記第１の電極及び前記活性層の間並びに／又は前記第２の電極及び前記活性層の間に設けられ、式（１）で表される構成単位を有する高分子化合物を含む層（Ａ）とを有する有機光電変換素子であって、前記第１の電極及び前記第２の電極のうち、前記層（Ａ）に最も近い電極がアルミニウム以外の金属であることを特徴とする有機光電変換素子。
〔Ｒ1及びＲ2は、それぞれ独立に、式（２）、式（３）または式（４）で表される基を含む置換基を表す。〕
−Ｒ3−Ｙ1（Ｒ4）m1（Ｍ1）n1 （２）
−Ｒ5−Ｙ2（Ｍ2）m2（Ｒ6）n2 （３）
−Ｒ7−Ｎ（Ｒ8）（Ｒ9） （４）
〔式（１）中、環Ｚ1及び環Ｚ2は、それぞれ独立に、置換基を有していてもよい芳香族炭素環または置換基を有していてもよい複素環を表す。式（２）中、Ｒ3は、２価の有機基または２価の有機結合基を表す。Ｙ1は、カルボカチオン、アンモニウムカチオン、ホスホニルカチオンまたはスルホニルカチオンを表す。Ｒ4は、Ｆ-、Ｃｌ-、Ｂｒ-、Ｉ-、ＯＨ-、ＢＦ4 -、ＣＮ-、Ｒ11ＣＯＯ-、ＮＯ3 -、ＣｌＯ-、ＣｌＯ2 -、ＣｌＯ3 -、ＣｌＯ4 -、ＰＯ4 3-、ＨＰＯ4 2-、Ｈ2ＰＯ4 -、ＰＦ6 -、ＳＣＮ-、ＳＯ4 2-、ＨＳＯ4 -またはＲ12ＳＯ3 -を表す。Ｒ11及びＲ12は、それぞれ独立に、水素原子または１価の有機基を表す。ｍ１は、１以上の整数である。Ｍ1は、金属イオンまたは置換基を有していてもよいアンモニウムカチオンを表す。ｎ１は、０以上の整数である。ｍ１及びｎ１は、式（２）で表される置換基の電荷が０となるように選択される。式（３）中、Ｒ5は、２価の有機基または２価の有機結合基を表す。Ｙ2は、ＣＯ2 -、ＰＯ3 -、ＳＯ3 -またはＳＯ2 -を表す。Ｍ2は、金属イオンまたは置換基を有していてもよいアンモニウムカチオンを表す。Ｒ6は、Ｆ-、Ｃｌ-、Ｂｒ-、Ｉ-、ＯＨ-、ＢＦ4 -、ＣＮ-、Ｒ13ＣＯＯ-、ＮＯ3 -、ＣｌＯ-、ＣｌＯ2 -、ＣｌＯ3 -、ＣｌＯ4 -、ＰＯ4 3-、ＨＰＯ4 2-、Ｈ2ＰＯ4 -、ＰＦ6 -、ＳＣＮ-、ＳＯ4 2-、ＨＳＯ4 -またはＲ14ＳＯ3 -を表す。Ｒ13及びＲ14は、それぞれ独立に、水素原子または１価の有機基を表す。ｍ２は、１以上の整数である。ｎ２は、０以上の整数である。ｍ２及びｎ２は、式（３）で表される置換基の電荷が０となるように選択される。式（４）中、Ｒ7は、２価の有機基または２価の有機結合基を表す。Ｒ8及びＲ9は、水素原子、ハロゲン原子、アミノ基、シアノ基、ニトロ基または１価の有機基を表す。〕
−Ｒ3−Ｙ1（Ｒ4）m1（Ｍ1）n1 （２）
−Ｒ5−Ｙ2（Ｍ2）m2（Ｒ6）n2 （３）
−Ｒ7−Ｎ（Ｒ8）（Ｒ9） （４）
〔式（１）中、環Ｚ1及び環Ｚ2は、それぞれ独立に、置換基を有していてもよい芳香族炭素環または置換基を有していてもよい複素環を表す。式（２）中、Ｒ3は、２価の有機基または２価の有機結合基を表す。Ｙ1は、カルボカチオン、アンモニウムカチオン、ホスホニルカチオンまたはスルホニルカチオンを表す。Ｒ4は、Ｆ-、Ｃｌ-、Ｂｒ-、Ｉ-、ＯＨ-、ＢＦ4 -、ＣＮ-、Ｒ11ＣＯＯ-、ＮＯ3 -、ＣｌＯ-、ＣｌＯ2 -、ＣｌＯ3 -、ＣｌＯ4 -、ＰＯ4 3-、ＨＰＯ4 2-、Ｈ2ＰＯ4 -、ＰＦ6 -、ＳＣＮ-、ＳＯ4 2-、ＨＳＯ4 -またはＲ12ＳＯ3 -を表す。Ｒ11及びＲ12は、それぞれ独立に、水素原子または１価の有機基を表す。ｍ１は、１以上の整数である。Ｍ1は、金属イオンまたは置換基を有していてもよいアンモニウムカチオンを表す。ｎ１は、０以上の整数である。ｍ１及びｎ１は、式（２）で表される置換基の電荷が０となるように選択される。式（３）中、Ｒ5は、２価の有機基または２価の有機結合基を表す。Ｙ2は、ＣＯ2 -、ＰＯ3 -、ＳＯ3 -またはＳＯ2 -を表す。Ｍ2は、金属イオンまたは置換基を有していてもよいアンモニウムカチオンを表す。Ｒ6は、Ｆ-、Ｃｌ-、Ｂｒ-、Ｉ-、ＯＨ-、ＢＦ4 -、ＣＮ-、Ｒ13ＣＯＯ-、ＮＯ3 -、ＣｌＯ-、ＣｌＯ2 -、ＣｌＯ3 -、ＣｌＯ4 -、ＰＯ4 3-、ＨＰＯ4 2-、Ｈ2ＰＯ4 -、ＰＦ6 -、ＳＣＮ-、ＳＯ4 2-、ＨＳＯ4 -またはＲ14ＳＯ3 -を表す。Ｒ13及びＲ14は、それぞれ独立に、水素原子または１価の有機基を表す。ｍ２は、１以上の整数である。ｎ２は、０以上の整数である。ｍ２及びｎ２は、式（３）で表される置換基の電荷が０となるように選択される。式（４）中、Ｒ7は、２価の有機基または２価の有機結合基を表す。Ｒ8及びＲ9は、水素原子、ハロゲン原子、アミノ基、シアノ基、ニトロ基または１価の有機基を表す。〕
［２］ 前記層（Ａ）に最も近い電極が、銀であることを特徴とする［１］に記載の有機光電変換素子。
［３］ 前記活性層が、高分子化合物、フラーレン及びフラーレン誘導体からなる群から選ばれる１種以上の化合物を含む［１］または［２］に記載の有機光電変換素子。
［４］ ［１］〜［３］のいずれかに記載の有機光電変換素子を含む太陽電池モジュール。
［５］ ［１］〜［３］のいずれかに記載の有機光電変換素子を含むイメージセンサ。
本発明の有機光電変換素子は、８０℃以上の耐熱性を有する。
本発明の有機光電変換素子は、第１の電極と、第２の電極と、前記第１の電極及び前記第２の電極の間に設けられる活性層と、前記第１の電極及び前記活性層の間並びに／又は前記第２の電極及び前記活性層の間に設けられ、式（１）で表される構成単位を有する高分子化合物を含む層（Ａ）とを有する有機光電変換素子であって、前記第１の電極及び前記第２の電極のうち、前記層（Ａ）に最も近い電極がアルミニウム以外の金属であることを特徴とする有機光電変換素子である。
〔Ｒ1及びＲ2は、それぞれ独立に、式（２）、式（３）または式（４）で表される基を含む置換基を表す。〕
−Ｒ3−Ｙ1（Ｒ4）m1（Ｍ1）n1 （２）
−Ｒ5−Ｙ2（Ｍ2）m2（Ｒ6）n2 （３）
−Ｒ7−Ｎ（Ｒ8）（Ｒ9） （４）
−Ｒ3−Ｙ1（Ｒ4）m1（Ｍ1）n1 （２）
−Ｒ5−Ｙ2（Ｍ2）m2（Ｒ6）n2 （３）
−Ｒ7−Ｎ（Ｒ8）（Ｒ9） （４）
式（１）中、環Ｚ1及び環Ｚ2は、それぞれ独立に、置換基を有していてもよい芳香族炭素環または置換基を有していてもよい複素環を表す。
環Ｚ1及び環Ｚ2で表される置換基を有していてもよい芳香族炭素環としては、例えば、置換基を有していてもよいベンゼン環、置換基を有していてもよいナフタレン環、置換基を有していてもよいアントラセン環、置換基を有していてもよいフェナントレン環、置換基を有していてもよいピレン環、置換基を有していてもよいペリレン環、置換基を有していてもよいテトラセン環及び置換基を有していてもよいペンタセン環が挙げられる。
環Ｚ1及び環Ｚ2で表される置換基を有していてもよい複素環としては、例えば、置換基を有していてもよいピリジン環、置換基を有していてもよいピリミジン環、置換基を有していてもよいピリダジン環、置換基を有していてもよいピラジン環、置換基を有していてもよいキノリン環、置換基を有していてもよいイソキノリン環、置換基を有していてもよいキノキサリン環、置換基を有していてもよいキナゾリン環、置換基を有していてもよいアクリジン環、置換基を有していてもよいフェナントロリン環、置換基を有していてもよいチオフェン環、置換基を有していてもよいベンゾチオフェン環、置換基を有していてもよいジベンゾチオフェン環、置換基を有していてもよいフラン環、置換基を有していてもよいベンゾフラン環、置換基を有していてもよいジベンゾフラン環、置換基を有していてもよいピロール環、置換基を有していてもよいインドール環、置換基を有していてもよいジベンゾピロール環、置換基を有していてもよいシロール環、置換基を有していてもよいベンゾシロール環、置換基を有していてもよいジベンゾシロール環、置換基を有していてもよいボロール環、置換基を有していてもよいベンゾボロール環及び置換基を有していてもよいジベンゾボロール環が挙げられる。チオフェン環、ベンゾチオフェン環及びジベンゾチオフェン環中の硫黄原子は、オキソ基が結合し、環状のスルホキシドまたは環状のスルホンを形成してもよい。環Ｚ1及び環Ｚ2で表される複素環としては、芳香族複素環が好ましい。
環Ｚ1及び環Ｚ2で表される置換基を有していてもよい芳香族炭素環または複素環の置換基をＷとすると、Ｗで表される置換基としては、ハロゲン原子、アミノ基、シアノ基、ニトロ基または１価の有機基が挙げられる。
Ｗで表される１価の有機基としては、例えば、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいシクロアルキル基、置換基を有していてもよいアルコキシ基、置換基を有していてもよいシクロアルコキシ基、置換基を有していてもよいアルキルチオ基、置換基を有していてもよいシクロアルキルチオ基、置換基を有していてもよいアリール基、置換基を有していてもよいアリールオキシ基、置換基を有していてもよいアリールチオ基、置換基を有していてもよいアリールアルキル基、置換基を有していてもよいアリールアルコキシ基、置換基を有していてもよいアリールアルキルチオ基、アシル基、アシルオキシ基、アミド基、イミド基、置換アミノ基、置換シリル基、置換シリルオキシ基、置換シリルチオ基、置換基を有していてもよい１価の複素環基、複素環オキシ基、複素環チオ基、置換基を有していてもよいアリールアルケニル基、置換基を有していてもよいアリールアルキニル基及びカルボキシ基が挙げられる。
Ｗで表されるハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子が挙げられる。
Ｗで表される置換基を有していてもよいアルキル基において、アルキル基は、直鎖状でも分岐状でもよい。アルキル基の炭素原子数は、通常、１〜３０である。置換基としては、ハロゲン原子が挙げられる。ハロゲン原子としては、フッ素原子が好ましい。
置換基を有していてもよいアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ｓ−ブチル基、ｔ−ブチル墓、ペンチル基、イソペンチル基、２−メチルブチル基、１−メチルブチル基、ヘキシル基、イソヘキシル基、３−メチルペンチル基、２−メチルペンチル基、１−メチルペンチル基、ヘプチル基、オクチル基、イソオクチル基、２−エチルヘキシル基、３，７−ジメチルオクチル基、ノニル基、デシル基及びドデシル基が挙げられる。
Ｗで表される置換基を有していてもよいシクロアルキル基の炭素原子数は、通常、３〜３０である。置換基としては、ハロゲン原子及びアルキル基（例えば、炭素原子数１〜２０）が挙げられる。ハロゲン原子としては、フッ素原子が好ましい。
置換基を有していてもよいシクロアルキル基としては、例えば、シクロペンチル基、シクロヘキシル基及びアダマンチル基が挙げられる。
Ｗで表される置換基を有していてもよいアルコキシ基のアルキル部分は、直鎖状でも分岐状でもよい。アルコキシ基の炭素原子数は、通常、１〜２０である。置換基としては、ハロゲン原子が挙げられる。ハロゲン原子としては、フッ素原子が好ましい。
置換基を有していてもよいアルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、ブトキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、オクチルオキシ基、２−エチルヘキシルオキシ基、３，７−ジメチルオクチルオキシ基、ノニルオキシ基、デシルオキシ基及びドデシルオキシ基が挙げられる。
Ｗで表される置換基を有していてもよいシクロアルコキシ基の炭素原子数は、通常、３〜２０である。置換基としては、ハロゲン原子、アルキル基（例えば、炭素原子数１〜２０）、シクロアルキル基（例えば、炭素原子数３〜２０）、アルコキシ基（例えば、炭素原子数１〜２０）及びシクロアルコキシ基（例えば、炭素原子数３〜２０）が挙げられる。ハロゲン原子としては、フッ素原子が好ましい。置換基を有していてもよいシクロアルコキシ基としては、例えば、シクロヘキシルオキシ基が挙げられる。
Ｗで表される置換基を有していてもよいアリール基において、アリール基は、芳香族炭化水素から１個の水素原子を除いた基である。アリール基の炭素原子数は、通常、６〜６０である。置換基としては、ハロゲン原子、アルキル基（例えば、炭素原子数１〜２０）、シクロアルキル基（例えば、炭素原子数３〜２０）、アルコキシ基（例えば、炭素原子数１〜２０）及びシクロアルコキシ基（例えば、炭素原子数３〜２０）が挙げられる。ハロゲン原子としては、フッ素原子が好ましい。
置換基を有していてもよいアリール基としては、例えば、フェニル基、Ｃ１〜Ｃ１２アルキルフェニル基及びＣ１〜Ｃ１２アルコキシフェニル基が挙げられる。
前記Ｃ１〜Ｃ１２アルキルフェニル基において、Ｃ１〜Ｃ１２アルキルは、炭素原子数１〜１２のアルキル基である。Ｃ１〜Ｃ１２アルキルの具体例としては、前記アルキル基の項で説明し例示したアルキル基と同じアルキル基が挙げられる。以下も同様である。
前記Ｃ１〜Ｃ１２アルコキシフェニル基において、Ｃ１〜Ｃ１２アルコキシは、炭素原子数１〜１２のアルコキシ基である。Ｃ１〜Ｃ１２アルコキシの具体例としては、前記アルコキシ基の項で説明し例示したアルコキシ基と同じアルコキシ基が挙げられる。以下も同様である。
２個以上の芳香環が縮合したアリール基としては、例えば、１−ナフチル基、２−ナフチル基、ペンタフルオロフェニル基、アントラセニル基、フェナントリル基、テトラセニル基及びピレリル基が挙げられる。
Ｗで表される置換基を有していてもよいアリールオキシ基において、アリールオキシ基の炭素原子数は、通常、６〜６０である。置換基としては、ハロゲン原子、アルキル基（例えば、炭素原子数１〜２０）、シクロアルキル基（例えば、炭素原子数３〜２０）、アルコキシ基（例えば、炭素原子数１〜２０）及びシクロアルコキシ基（例えば、炭素原子数３〜２０）が挙げられる。ハロゲン原子としては、フッ素原子が好ましい。
置換基を有していてもよいアリールオキシ基としては、例えば、フェノキシ基、Ｃ１〜Ｃ１２アルキルフェノキシ基、Ｃ１〜Ｃ１２アルコキシフェノキシ基、１−ナフチルオキシ基、２−ナフチルオキシ基及びペンタフルオロフェニルオキシ基が挙げられる。
Ｗで表される置換基を有していてもよいアリールチオ基において、アリールチオ基の炭素原子数は、通常、６〜６０である。置換基としては、ハロゲン原子、アルキル基（例えば、炭素原子数１〜２０）、シクロアルキル基（例えば、炭素原子数３〜２０）、アルコキシ基（例えば、炭素原子数１〜２０）及びシクロアルコキシ基（例えば、炭素原子数３〜２０）が挙げられる。ハロゲン原子としては、フッ素原子が好ましい。
置換基を有していてもよいアリールチオ基としては、例えば、フェニルチオ基、Ｃ１〜Ｃ１２アルキルフェニルチオ基、Ｃ１〜Ｃ１２アルコキシフェニルチオ基、１−ナフチルチオ基、２−ナフチルチオ基及びペンタフルオロフェニルチオ基が挙げられる。
Ｗで表される置換基を有していてもよいアリールアルキル基において、アリールアルキル基の炭素原子数は、通常、７〜６０である。置換基としては、ハロゲン原子、アルキル基（例えば、炭素原子数１〜２０）、シクロアルキル基（例えば、炭素原子数３〜２０）、アルコキシ基（例えば、炭素原子数１〜２０）及びシクロアルコキシ基（例えば、炭素原子数３〜２０）が挙げられる。ハロゲン原子としては、フッ素原子が好ましい。
置換基を有していてもよいアリールアルキル基としては、例えば、フェニル−Ｃ１〜Ｃ１２アルキル基、Ｃ１〜Ｃ１２アルキルフェニル−Ｃ１〜Ｃ１２アルキル基、Ｃ１〜Ｃ１２アルコキシフェニル−Ｃ１〜Ｃ１２アルキル基、１−ナフチル−Ｃ１〜Ｃ１２アルキル基及び２−ナフチル−Ｃ１〜Ｃ１２アルキル基が挙げられる。
Ｗで表される置換基を有していてもよいアリールアルコキシ基において、アリールアルコキシ基の炭素原子数は、通常、７〜６０である。置換基としては、ハロゲン原子、アルキル基（例えば、炭素原子数１〜２０）、シクロアルキル基（例えば、炭素原子数３〜２０）、アルコキシ基（例えば、炭素原子数１〜２０）及びシクロアルコキシ基（例えば、炭素原子数３〜２０）が挙げられる。ハロゲン原子としては、フッ素原子が好ましい。
置換基を有していてもよいアリールアルコキシ基としては、例えば、フェニル−Ｃ１〜Ｃ１２アルコキシ基、Ｃ１〜Ｃ１２アルキルフェニル−Ｃ１〜Ｃ１２アルコキシ基、Ｃ１〜Ｃ１２アルコキシフェニル−Ｃ１〜Ｃ１２アルコキシ基、１−ナフチル−Ｃ１〜Ｃ１２アルコキシ基及び２−ナフチル−Ｃ１〜Ｃ１２アルコキシ基が挙げられる。
Ｗで表される置換基を有していてもよいアリールアルキルチオ基において、アリールアルキルチオ基の炭素原子数は、通常、７〜６０である。置換基としては、ハロゲン原子、アルキル基（例えば、炭素原子数１〜２０）、シクロアルキル基（例えば、炭素原子数３〜２０）、アルコキシ基（例えば、炭素原子数１〜２０）及びシクロアルコキシ基（例えば、炭素原子数３〜２０）が挙げられる。ハロゲン原子としては、フッ素原子が好ましい。
置換基を有していてもよいアリールアルキルチオ基としては、例えば、フェニル−Ｃ１〜Ｃ１２アルキルチオ基、Ｃ１〜Ｃ１２アルキルフェニル−Ｃ１〜Ｃ１２アルキルチオ基、Ｃ１〜Ｃ１２アルコキシフェニル−Ｃ１〜Ｃ１２アルキルチオ基、１−ナフチル−Ｃ１〜Ｃ１２アルキルチオ基及び２−ナフチル−Ｃ１〜Ｃ１２アルキルチオ基が挙げられる。
Ｗで表されるアシル基の炭素原子数は、通常、２〜２０である。アシル基としては、例えば、アセチル基、プロピオニル基、ブチリル基、イソブチリル基、ピバロイル基、トリフルオロアセチル基などのハロゲン原子で置換されていてもよいアルキルカルボニル基、ベンゾイル基及びペンタフルオロベンゾイル基などのハロゲン原子で置換されていてもよいフェニルカルボニル基が挙げられる。
Ｗで表されるアシルオキシ基の炭素原子数は、通常、２〜２０である。アシルオキシ基としては、例えば、アセトキシ基、プロピオニルオキシ基、ブチリルオキシ基、イソブチリルオキシ基、ピバロイルオキシ基、ベンゾイルオキシ基、トリフルオロアセチルオキシ基及びペンタフルオロベンゾイルオキシ基が挙げられる。
Ｗで表されるアミド基の炭素原子数は、通常、１〜２０である。アミド基としては、例えば、ホルムアミド基、アセトアミド基、プロピオアミド基、ブチロアミド基、ベンズアミド基、トリフルオロアセトアミド基、ペンタフルオロベンズアミド基、ジホルムアミド基、ジアセトアミド基、ジプロピオアミド基、ジブチロアミド基、ジベンズアミド基、ジトリフルオロアセトアミド基及びジペンタフルオロベンズアミド基が挙げられる。
Ｗで表されるイミド基の炭素原子数は、通常、１〜２０である。イミド基としては、例えば、スクシンイミド基及びフタルイミド基が挙げられる。
Ｗで表される置換アミノ基は、アミノ基から１個または２個の水素原子を除いた基である。置換アミノ基の置換基としては、例えば、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいシクロアルキル基及び置換基を有していてもよいアリール基が挙げられる。置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいシクロアルキル基及び置換基を有していてもよいアリール基の定義及び具体例は、Ｗで表される置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいシクロアルキル基及び置換基を有していてもよいアリール基の定義及び具体例と同じである。
置換アミノ基の炭素原子数は、通常、１〜４０である。置換アミノ基としては、例えば、メチルアミノ基、ジメチルアミノ基、エチルアミノ基、ジエチルアミノ基、プロピルアミノ基、ジプロピルアミノ基、イソプロピルアミノ基、ジイソプロピルアミノ基、ブチルアミノ基、イソブチルアミノ基、ｔ−ブチルアミノ基、ペンチルアミノ基、ヘキシルアミノ基、シクロヘキシルアミノ基、ヘプチルアミノ基、オクチルアミノ基、２−エチルヘキシルアミノ基、３，７−ジメチルオクチルアミノ基、ノニルアミノ基、デシルアミノ基、ラウリルアミノ基、シクロペンチルアミノ基、ジシクロペンチルアミノ基、シクロヘキシルアミノ基、ジシクロヘキシルアミノ基、ピロリジル基、ピペリジル基、ジトリフルオロメチルアミノ基、フェニルアミノ基、ジフェニルアミノ基、Ｃ１〜Ｃ１２アルキルフェニルアミノ基、ジ（Ｃ１〜Ｃ１２アルキルフェニル）アミノ基、Ｃ１〜Ｃ１２アルコキシフェニルアミノ基、ジ（Ｃ１〜Ｃ１２アルコキシフェニル）アミノ基、１−ナフチルアミノ基、２−ナフチルアミノ基、ペンタフルオロフェニルアミノ基、ピリジルアミノ基、ピリダジニルアミノ基、ピリミジルアミノ基、ピラジルアミノ基、トリアジルアミノ基、フェニル−Ｃ１〜Ｃ１２アルキルアミノ基、ジ（フェニル−Ｃ１〜Ｃ１２アルキル）アミノ基、Ｃ１〜Ｃ１２アルキルフェニル−Ｃ１〜Ｃ１２アルキルアミノ基、ジ（Ｃ１〜Ｃ１２アルキルフェニル−Ｃ１〜Ｃ１２アルキル）アミノ基、Ｃ１〜Ｃ１２アルコキシフェニル−Ｃ１〜Ｃ１２アルキルアミノ基、ジ（Ｃ１〜Ｃ１２アルコキシフェニル−Ｃ１〜Ｃ１２アルキル）アミノ基、１−ナフチル−Ｃ１〜Ｃ１２アルキルアミノ基及び２−ナフチル−Ｃ１〜Ｃ１２アルキルアミノ基が挙げられる。
Ｗで表される置換シリル基は、シリル基から１個、２個または３個の水素原子を除いた基である。置換シリル基としては、シリル基から３個の水素原子を除いた基が好ましい。置換シリル基の置換基としては、例えば、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいシクロアルキル基及び置換基を有していてもよいアリール基が挙げられる。置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいシクロアルキル基及び置換基を有していてもよいアリール基の定義及び具体例は、Ｗで表される置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいシクロアルキル基及び置換基を有していてもよいアリール基の定義及び具体例と同じである。
置換シリル基の炭素原子数は、通常、１〜３０である。置換シリル基としては、例えば、トリメチルシリル基、トリエチルシリル基、トリプロピルシリル基、トリイソプロピルシリル基、ｔ−ブチルジメチルシリル基、トリフェニルシリル基、トリ−ｐ−キシリルシリル基、トリベンジルシリル基、ジフェニルメチルシリル基、ｔ−ブチルジフェニルシリル基及びジメチルフェニルシリル基が挙げられる。
Ｗで表される置換シリルオキシ基は、上記の置換シリル基に酸素原子が結合した基である。置換シリルオキシ基の炭素原子数は、通常、１〜３０である。置換シリルオキシ基としては、例えば、トリメチルシリルオキシ基、トリエチルシリルオキシ基、トリプロピルシリルオキシ基、トリイソプロピルシリルオキシ基、ｔ−ブチルジメチルシリルオキシ基、トリフェニルシリルオキシ基、トリ−ｐ−キシリルシリルオキシ基、トリベンジルシリルオキシ基、ジフェニルメチルシリルオキシ基、ｔ−ブチルジフェニルシリルオキシ基及びジメチルフェニルシリルオキシ基が挙げられる。
Ｗで表される置換シリルチオ基は、上記の置換シリル基に硫黄原子が結合した基である。置換シリルチオ基の炭素原子数は、通常、１〜３０である。置換シリルチオ基としては、例えば、トリメチルシリルチオ基、トリエチルシリルチオ基、トリプロピルシリルチオ基、トリイソプロピルシリルチオ基、ｔ−ブチルジメチルシリルチオ基、トリフェニルシリルチオ基、トリ−ｐ−キシリルシリルチオ基、トリベンジルシリルチオ基、ジフェニルメチルシリルチオ基、ｔ−ブチルジフェニルシリルチオ基及びジメチルフェニルシリルチオ基が挙げられる。
Ｗで表される置換基を有していてもよい１価の複素環基において、１価の複素環基は、複素環式化合物から１個の水素原子を除いた基である。１価の複素環基としては、例えば、フラン、チオフェン、ピロール、ピロリン、ピロリジン、オキサゾール、イソオキサゾール、チアゾール、イソチアゾール、イミダゾール、イミダゾリン、イミダゾリジン、ピラゾール、ピラゾリン、プラゾリジン、フラザン、トリアゾール、チアジアゾール、オキサジアゾール、テトラゾール、ピラン、ピリジン、ピペリジン、チオピラン、ピリダジン、ピリミジン、ピラジン、ピペラジン、モルホリン、トリアジン、ベンゾフラン、イソベンゾフラン、ベンゾチオフェン、インドール、イソインドール、インドリジン、インドリン、イソインドリン、クロメン、クロマン、イソクロマン、ベンゾピラン、キノリン、イソキノリン、キノリジン、ベンゾイミダゾール、ベンゾチアゾール、インダゾール、ナフチリジン、キノキサリン、キナゾリン、キナゾリジン、シンノリン、フタラジン、プリン、プテリジン、カルバゾール、キサンテン、フェナントリジン、アクリジン、β-カルボリン、ペリミジン、フェナントロリン、チアントレン、フェノキサチイン、フェノキサジン、フェノチアジン及びフェナジンからなる群から選ばれる複素環式化合物から１個の水素原子を除いた基が挙げられる。１価の複素環基の炭素原子数は、通常、１〜５０である。１価の複素環基としては、１価の芳香族複素環基が好ましい。
置換基を有していてもよい１価の複素環基の置換基としては、例えば、ハロゲン原子、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいシクロアルキル基、置換基を有していてもよいアルコキシ基、置換基を有していてもよいシクロアルコキシ基、置換基を有していてもよいアルキルチオ基、置換基を有していてもよいシクロアルキルチオ基及び置換基を有していてもよいアリール基が挙げられる。ハロゲン原子、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいシクロアルキル基、置換基を有していてもよいアルコキシ基、置換基を有していてもよいシクロアルコキシ基、置換基を有していてもよいアルキルチオ基、置換基を有していてもよいシクロアルキルチオ基及び置換基を有していてもよいアリール基の定義及び具体例は、Ｗで表されるハロゲン原子、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいシクロアルキル基、置換基を有していてもよいアルコキシ基、置換基を有していてもよいシクロアルコキシ基、置換基を有していてもよいアルキルチオ基、置換基を有していてもよいシクロアルキルチオ基及び置換基を有していてもよいアリール基の定義及び具体例と同じである。
Ｗで表される複素環オキシ基としては、上記の複素環基に酸素原子が結合した式（５）で表される基が挙げられる。Ｗで表される複素環チオ基としては、上記の複素環基に硫黄原子が結合した式（６）で表される基が挙げられる。
〔Ａｒ1は、複素環基を表す。〕
複素環オキシ基の炭素原子数は、通常、２〜６０である。複素環オキシ基としては、例えば、チエニルオキシ基、Ｃ１〜Ｃ１２アルキルチエニルオキシ基、ピロリルオキシ基、フリルオキシ基、ピリジルオキシ基、Ｃ１〜Ｃ１２アルキルピリジルオキシ基、イミダゾリルオキシ基、ピラゾリルオキシ基、トリアゾリルオキシ基、オキサゾリルオキシ基、チアゾールオキシ基及びチアジアゾールオキシ基が挙げられる。
複素環チオ基の炭素原子数は、通常、２〜６０である。複素環チオ基としては、例えば、チエニルメルカプト基、Ｃ１〜Ｃ１２アルキルチエニルメルカプト基、ピロリルメルカプト基、フリルメルカプト基、ピリジルメルカプト基、Ｃ１〜Ｃ１２アルキルピリジルメルカプト基、イミダゾリルメルカプト基、ピラゾリルメルカプト基、トリアゾリルメルカプト基、オキサゾリルメルカプト基、チアゾールメルカプト基及びチアジアゾールメルカプト基が挙げられる。
Ｗで表される置換基を有していてもよいアリールアルケニル基の炭素原子数は、通常、８〜２０である。置換基としては、ハロゲン原子、アルキル基（例えば、炭素原子数１〜２０）、シクロアルキル基（例えば、炭素原子数３〜２０）、アルコキシ基（例えば、炭素原子数１〜２０）及びシクロアルコキシ基（例えば、炭素原子数３〜２０）が挙げられる。ハロゲン原子としては、フッ素原子が好ましい。アリールアルケニル基としては、例えば、スチリル基が挙げられる。
Ｗで表される置換基を有していてもよいアリールアルキニル基の炭素原子数は、通常、８〜２０である。置換基としては、ハロゲン原子、アルキル基（例えば、炭素原子数１〜２０）、シクロアルキル基（例えば、炭素原子数３〜２０）、アルコキシ基（例えば、炭素原子数１〜２０）及びシクロアルコキシ基（例えば、炭素原子数３〜２０）が挙げられる。ハロゲン原子としては、フッ素原子が好ましい。アリールアルキニル基としては、例えば、フェニルアセチレニル基が挙げられる。
Ｗで表されるカルボキシ基の水素原子は、置換基で置換されていてもよい。置換基としては、アルキル基（例えば、炭素原子数１〜２０）が挙げられる。このようなカルボキシ基としては、例えば、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基及びプロポキシカルボニル基が挙げられる。
式（２）、式（３）または式（４）中、Ｒ3、Ｒ5及びＲ7は、２価の有機基または２価の有機結合基を表す。Ｒ3、Ｒ5及びＲ7で表される２価の有機基としては、例えば、置換基を有していてもよいアルキレン基、置換基を有していてもよいシクロアルキレン基、置換基を有していてもよいオキシアルキレン基、置換基を有していてもよいシクロオキシアルキレン基、置換基を有していてもよいアリーレン基、イミノ基、置換シリレン基、置換基を有していてもよいエテニレン基、置換基を有していてもよいエチニレン基及び置換基を有していてもよい２価の複素環基が挙げられる。
Ｒ3、Ｒ5及びＲ7で表される置換基を有していてもよいアルキレン基のアルキル部分は、直鎖状でも分岐状でもよい。アルキレン基の炭素原子数は、通常、１〜３０である。置換基としては、ハロゲン原子が挙げられる。ハロゲン原子の定義及び具体例は、Ｗで表されるハロゲン原子の定義及び具体例と同じである。ハロゲン原子としては、フッ素原子が好ましい。
置換基を有していてもよいアルキレン基としては、例えば、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ペンチレン基、ヘキシレン基、ノニレン基及びドデシレン基が挙げられる。
Ｒ3、Ｒ5及びＲ7で表される置換基を有していてもよいシクロアルキレン基の炭素原子数は、通常、３〜３０である。置換基としては、ハロゲン原子及びアルキル基（例えば、炭素原子数１〜２０）が挙げられる。ハロゲン原子及びアルキル基の定義及び具体例は、Ｗで表されるハロゲン原子及びアルキル基の定義及び具体例と同じである。ハロゲン原子としては、フッ素原子が好ましい。
置換基を有していてもよいシクロアルキレン基としては、例えば、シクロプロピレン基、シクロブチレン基、シクロペンチレン基、シクロヘキシレン基、シクロノニレン基、シクロドデシレン基及びアダマンチレン基が挙げられる。
Ｒ3、Ｒ5及びＲ7で表される置換基を有していてもよいオキシアルキレン基のアルキル部分は、直鎖状でも分岐状でもよい。オキシアルキレン基の炭素原子数は、通常、１〜２０である。置換基としては、ハロゲン原子が挙げられる。ハロゲン原子の定義及び具体例は、Ｗで表されるハロゲン原子の定義及び具体例と同じである。ハロゲン原子としては、フッ素原子が好ましい。
置換基を有していてもよいオキシアルキレン基としては、例えば、オキシメチレン基、オキシエチレン基、オキシプロピレン基、オキシブチレン基、オキシペンチレン基、オキシヘキシレン基、オキシノニレン基及びオキシドデシレン基が挙げられる。
Ｒ3、Ｒ5及びＲ7で表される置換基を有していてもよいシクロオキシアルキレン基の炭素原子数は、通常、３〜２０である。置換基としては、ハロゲン原子、アルキル基（例えば、炭素原子数１〜２０）、シクロアルキル基（例えば、炭素原子数３〜２０）、アルコキシ基（例えば、炭素原子数１〜２０）及びシクロアルコキシ基（例えば、炭素原子数３〜２０）が挙げられる。ハロゲン原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基及びシクロアルコキシ基の定義及び具体例は、Ｗで表されるハロゲン原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基及びシクロアルコキシ基の定義及び具体例と同じである。ハロゲン原子としては、フッ素原子が好ましい。
置換基を有していてもよいシクロオキシアルキレン基としては、例えば、シクロプロピレンオキシ基、シクロブチレンオキシ基、シクロペンチレンオキシ基、シクロヘキシレンオキシ基、シクロノニレンオキシ基、シクロドデシレンオキシ基及びアダマンチレンオキシ基が挙げられる。
Ｒ3、Ｒ5及びＲ7で表される置換基を有していてもよいアリーレン基において、アリーレン基は、芳香族炭化水素から２個の水素原子を除いた基である。アリーレン基の炭素原子数は、通常、６〜６０である。置換基としては、ハロゲン原子、アルキル基（例えば、炭素原子数１〜２０）、シクロアルキル基（例えば、炭素原子数３〜２０）、アルコキシ基（例えば、炭素原子数１〜２０）及びシクロアルコキシ基（例えば、炭素原子数３〜２０）が挙げられる。ハロゲン原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基及びシクロアルコキシ基の定義及び具体例は、Ｗで表されるハロゲン原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基及びシクロアルコキシ基の定義及び具体例と同じである。ハロゲン原子としては、フッ素原子が好ましい。
置換基を有していてもよいアリーレン基としては、例えば、置換基を有していてもよいフェニレン基、置換基を有していてもよいナフタレンジイル基、置換基を有していてもよいアントラセンジイル基、置換基を有していてもよいビフェニルジイル基、置換基を有していてもよいターフェニルジイル基及び置換基を有していてもよいフルオレンジイル基が挙げられる。
Ｒ3、Ｒ5及びＲ7で表されるイミノ基の炭素原子数は、通常、１〜２０である。イミノ基の具体例としては、置換基を有していてもよいＮ−アルキルイミノ基が挙げられる。
置換基を有していてもよいＮ−アルキルイミノ基としては、例えば、置換基を有していてもよいＮ−メチルイミノ基、置換基を有していてもよいＮ−エチルアミノ基、置換基を有していてもよいＮ−（ｎ−プロピル）イミノ基、置換基を有していてもよいＮ−イソプロピルイミノ基、置換基を有していてもよいＮ−（ｎ−ブチル）イミノ基、置換基を有していてもよいＮ−（ｔ−ブチル）イミノ基、置換基を有していてもよいＮ−（ｎ−ヘキシル）イミノ基及び置換基を有していてもよいＮ−ネオペンチルイミノ基が挙げられる。
Ｒ3、Ｒ5及びＲ7で表される置換シリレン基は、シリレン基から１個または２個の水素原子を除いた基である。置換シリレン基としては、シリレン基から２個の水素原子を除いた基が好ましい。置換シリレン基の置換基としては、例えば、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいシクロアルキル基及び置換基を有していてもよいアリール基が挙げられる。置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいシクロアルキル基及び置換基を有していてもよいアリール基の定義及び具体例は、Ｗで表される置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいシクロアルキル基及び置換基を有していてもよいアリール基の定義及び具体例と同じである。
置換シリレン基の炭素原子数は、通常、１〜３０である。置換シリレン基としては、例えば、ジメチルシリレン基、ジエチルシリレン基、ジプロピルシリレン基、ジイソプロピルシリレン基、ｓ−ブチルジメチルシリレン基、ジフェニルシリレン基、ジ−ｐ−キシリルシリレン基、ジベンジルシリレン基、フェニルメチルシリレン基及びｓ−ブチルジフェニルシリレン基が挙げられる。
Ｒ3、Ｒ5及びＲ7で表される置換基を有していてもよいエテニレン基の置換基としては、ハロゲン原子及び１価の有機基が挙げられる。ハロゲン原子及び１価の有機基の定義及び具体例は、Ｗで表されるハロゲン原子及び１価の有機基の定義及び具体例と同じである。ハロゲン原子としては、フッ素原子が好ましい。１価の有機基としては、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいシクロアルキル基、置換基を有していてもよいアルコキシ基、置換基を有していてもよいシクロアルコキシ基及び置換基を有していてもよいアリール基が好ましい。
Ｒ3、Ｒ5及びＲ7で表される置換基を有していてもよいエチニレン基の置換基としては、ハロゲン原子及び１価の有機基が挙げられる。ハロゲン原子及び１価の有機基の定義及び具体例は、Ｗで表されるハロゲン原子及び１価の有機基の定義及び具体例と同じである。ハロゲン原子としては、フッ素原子が好ましい。１価の有機基としては、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいシクロアルキル基、置換基を有していてもよいアルコキシ基、置換基を有していてもよいシクロアルコキシ基及び置換基を有していてもよいアリール基が好ましい。
Ｒ3、Ｒ5及びＲ7で表される置換基を有していてもよい２価の複素環基において、２価の複素環基は、複素環式化合物から２個の水素原子を除いた基である。２価の複素環基としては、例えば、フラン、チオフェン、ピロール、ピロリン、ピロリジン、オキサゾール、イソオキサゾール、チアゾール、イソチアゾール、イミダゾール、イミダゾリン、イミダゾリジン、ピラゾール、ピラゾリン、プラゾリジン、フラザン、トリアゾール、チアジアゾール、オキサジアゾール、テトラゾール、ピラン、ピリジン、ピペリジン、チオピラン、ピリダジン、ピリミジン、ピラジン、ピペラジン、モルホリン、トリアジン、ベンゾフラン、イソベンゾフラン、ベンゾチオフェン、インドール、イソインドール、インドリジン、インドリン、イソインドリン、クロメン、クロマン、イソクロマン、ベンゾピラン、キノリン、イソキノリン、キノリジン、ベンゾイミダゾール、ベンゾチアゾール、インダゾール、ナフチリジン、キノキサリン、キナゾリン、キナゾリジン、シンノリン、フタラジン、プリン、プテリジン、カルバゾール、キサンテン、フェナントリジン、アクリジン、β-カルボリン、ペリミジン、フェナントロリン、チアントレン、フェノキサチイン、フェノキサジン、フェノチアジン及びフェナジンからなる群から選ばれる複素環式化合物から２個の水素原子を除いた基が挙げられる。
置換基を有していてもよい２価の複素環基の置換基としては、例えば、ハロゲン原子、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいシクロアルキル基、置換基を有していてもよいアルコキシ基、置換基を有していてもよいシクロアルコキシ基、置換基を有していてもよいアルキルチオ基、置換基を有していてもよいシクロアルキルチオ基及び置換基を有していてもよいアリール基が挙げられる。ハロゲン原子、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいシクロアルキル基、置換基を有していてもよいアルコキシ基、置換基を有していてもよいシクロアルコキシ基、置換基を有していてもよいアルキルチオ基、置換基を有していてもよいシクロアルキルチオ基及び置換基を有していてもよいアリール基の定義及び具体例は、Ｗで表されるハロゲン原子、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいシクロアルキル基、置換基を有していてもよいアルコキシ基、置換基を有していてもよいシクロアルコキシ基、置換基を有していてもよいアルキルチオ基、置換基を有していてもよいシクロアルキルチオ基及び置換基を有していてもよいアリール基の定義及び具体例と同じである。
式（２）または式（３）中、Ｒ11、Ｒ12、Ｒ13及びＲ14は、それぞれ独立に、水素原子または１価の有機基を表す。Ｒ11、Ｒ12、Ｒ13及びＲ14で表される１価の有機基の定義及び具体例は、Ｗで表される１価の有機基の定義及び具体例と同じである。Ｒ11、Ｒ12、Ｒ13及びＲ14で表される１価の有機基としては、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいシクロアルキル基、置換基を有していてもよいアルコキシ基、置換基を有していてもよいシクロアルコキシ基及び置換基を有していてもよいアリール基が好ましい。
式（２）中、Ｙ1は、カルボカチオン、アンモニウムカチオン、ホスホニルカチオンまたはスルホニルカチオンを表す。カルボカチオンとしては、例えば、−Ｃ+Ｒ21 2で表される基が挙げられる。アンモニウムカチオンとしては、例えば、−Ｎ+Ｒ22 3で表される基が挙げられる。ホスホニルカチオンとしては、例えば、−Ｐ+Ｒ23 3で表される基が挙げられる。スルホルニルカチオンとしては、例えば、−Ｓ+Ｒ24 2で表される基が挙げられる。
Ｒ21、Ｒ22、Ｒ23及びＲ24は、それぞれ独立に、水素原子または１価の有機基を表す。複数個のＲ21、Ｒ22、Ｒ23及びＲ24は、同一でも異なっていてもよい。Ｒ21、Ｒ22、Ｒ23及びＲ24で表される１価の有機基の定義及び具体例は、Ｗで表される１価の有機基の定義及び具体例と同じである。Ｒ21、Ｒ22、Ｒ23及びＲ24で表される１価の有機基としては、置換基を有していてもよいアルキル基及び置換基を有していてもよいアリール基が好ましい。
式（２）中、Ｍ1は、金属イオンまたは置換基を有していてもよいアンモニウムカチオンを表す。金属イオンとしては、例えば、リチウム、ナトリウム、カリウム、セシウム、ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、バリウム、イットリウム、イッテルビウム、チタン、ジルコニウム、バナジウム、タングステン、マンガン、鉄、銅、銀、亜鉛、アルミニウム、ガリウム、スズ、鉛、ビスマスのイオンが挙げられる。アンモニウムカチオンが有していてもよい置換基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ｔ−ブチル基などのアルキル基が挙げられる。
式（２）中、ｍ１は、１以上の整数である。ｍ１の値は、１〜３が好ましく、１〜２がさらに好ましい。
式（２）中、ｎ１は、０以上の整数である。ｎ１の値は、０〜２が好ましく、０〜１がさらに好ましい。
ｍ１及びｎ１は、式（２）で表される置換基の電荷が０となるように選択される。例えば、Ｒ4が、Ｆ-、Ｃｌ-、Ｂｒ-、Ｉ-、ＯＨ-、ＢＦ4 -、ＣＮ-、Ｒ11ＣＯＯ-、ＮＯ3 -、ＣｌＯ-、ＣｌＯ2 -、ＣｌＯ3 -、ＣｌＯ4 -、Ｈ2ＰＯ4 -、ＰＦ6 -、ＳＣＮ-、ＨＳＯ4 -またはＲ12ＳＯ3 -である場合、Ｍ1が１価の金属イオンまたは置換基を有していてもよいアンモニウムカチオンであれば、ｍ１＝ｎ１＋１の関係を満たし、Ｍ1が２価の金属イオンであれば、ｍ１＝２×ｎ１＋１の関係を満たし、Ｍ1が３価の金属イオンであれば、ｍ１＝３×ｎ１＋１の関係を満たす。Ｒ4がＨＰＯ4 2-またはＳＯ4 2-である場合、Ｍ1が１価の金属イオンまたは置換基を有していてもよいアンモニウムカチオンであれば、ｎ１＝２×ｍ１−１の関係を満たし、Ｍ1が３価の金属イオンであれば、２×ｍ１＝３×ｎ１＋１の関係を満たす。
式（３）中、Ｙ2は、ＣＯ2 -、ＰＯ3 -、ＳＯ3 -またはＳＯ2 -を表す。
式（３）中、Ｍ2は、金属イオンまたは置換基を有していてもよいアンモニウムカチオンを表す。金属イオンとしては、例えば、リチウム、ナトリウム、カリウム、セシウム、ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、バリウム、イットリウム、イッテルビウム、チタン、ジルコニウム、バナジウム、タングステン、マンガン、鉄、銅、銀、亜鉛、アルミニウム、ガリウム、スズ、鉛、ビスマスのイオンが挙げられる。アンモニウムカチオンが有していてもよい置換基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ｔ−ブチル基などのアルキル基が挙げられる。
式（３）中、ｍ２は、１以上の整数である。ｍ２の値は、１〜５が好ましく、１〜２がさらに好ましい。
式（３）中、ｎ２は、０以上の整数である。ｎ２の値は、０〜４が好ましく、０〜２がさらに好ましい。
ｍ２及びｎ２は、式（３）で表される置換基の電荷が０となるように選択される。例えば、Ｒ6が、Ｆ-、Ｃｌ-、Ｂｒ-、Ｉ-、ＯＨ-、ＢＦ4 -、ＣＮ-、Ｒ13ＣＯＯ-、ＮＯ3 -、ＣｌＯ-、ＣｌＯ2 -、ＣｌＯ3 -、ＣｌＯ4 -、Ｈ2ＰＯ4 -、ＰＦ6 -、ＳＣＮ-、ＨＳＯ4 -またはＲ14ＳＯ3 -である場合、Ｍ2が１価の金属イオンまたは置換基を有していてもよいアンモニウムカチオンであれば、ｍ２＝ｎ２＋１の関係を満たし、Ｍ2が２価の金属イオンであれば、ｎ２＝２×ｍ２−１の関係を満たし、Ｍ2が３価の金属イオンであれば、ｎ２＝３×ｍ２−１の関係を満たす。Ｒ6がＨＰＯ4 2-またはＳＯ4 2-である場合、Ｍ2が１価の金属イオンまたは置換基を有していてもよいアンモニウムカチオンであれば、ｍ２＝２×ｎ２＋１の関係を満たす。
式（４）中、Ｒ8及びＲ9は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、アミノ基、シアノ基、ニトロ基または１価の有機基を表す。Ｒ8及びＲ9で表される１価の有機基の定義及び具体例は、Ｗで表される１価の有機基の定義及び具体例と同じである。Ｒ8及びＲ9で表される１価の有機基としては、置換基を有していてもよいアルキル基及び置換基を有していてもよいアリール基が好ましい。
式（１）で表される構成単位を有する高分子化合物としては、例えば、以下の高分子化合物が挙げられる。
式（１）で表される構成単位を有する高分子化合物としては、以下の高分子化合物が好ましい。
式（１）で表される構成単位を有する高分子化合物は、アルコールなどの溶媒に溶解させることができるため、塗布プロセスによる層（Ａ）の製造に好適に用いることができる。
本発明において、高分子化合物は、重量平均分子量が３０００以上の化合物を意味する。高分子化合物の重量平均分子量は、３０００以上が好ましく、８０００以上がさらに好ましい。高分子化合物の重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーで測定したポリスチレン換算の重量平均分子量を意味する。
高分子化合物のポリスチレン換算の数平均分子量は、１０００以上が好ましい。ポリスチレン換算の数平均分子量が１０００以上である場合には、強靭な薄膜が得られやすくなる。
高分子化合物は、素子作製の容易さから、溶媒への溶解度が高いことが望ましい。具体的には、高分子化合物が、該化合物を０．０１重量％以上含む溶液を作製し得る溶解性を有することが好ましく、０．１重量％以上含む溶液を作製し得る溶解性を有することがより好ましく、０．４重量％以上含む溶液を作製し得る溶解性を有することがさらに好ましい。
＜有機光電変換素子＞
有機光電変換素子は、通常、第１の電極及び第２の電極からなる一対の電極間に、活性層（光電変換層）を有する。
有機光電変換素子は、通常、第１の電極及び第２の電極からなる一対の電極間に、活性層（光電変換層）を有する。
＜活性層＞
本発明の有機光電変換素子の活性層は、高分子化合物、フラーレン及びフラーレン誘導体からなる群から選ばれる１種以上の化合物を含む。
本発明の有機光電変換素子の活性層は、高分子化合物、フラーレン及びフラーレン誘導体からなる群から選ばれる１種以上の化合物を含む。
前記高分子化合物としては、例えば、ポリチオフェン及び／又はその誘導体、ポリフェニレンビニレン及び／又はその誘導体、ポリチエニレンビニレン及び／又はその誘導体、ポリフルオレン及び／又はその誘導体、ポリビニルカルバゾール及び／又はその誘導体、ポリピロール及び／又はその誘導体、ポリアニリン及び／又はその誘導体などの高分子化合物が挙げられる。
活性層は、前記高分子化合物以外に、さらに、電子供与性化合物及び／又は電子受容性化合物を含んでいてもよい。活性層に含まれる前記高分子化合物以外の化合物としては、電子受容性化合物が好ましい。活性層に含まれる前記高分子化合物以外の化合物が、電子供与性化合物であるか電子受容性化合物であるかは、前記高分子化合物のエネルギー準位から相対的に決定される。
電子供与性化合物としては、例えば、ポルフィリン及び／又はその誘導体、金属ポルフィリン及び／又はその誘導体、フタロシアニン及び／又はその誘導体、金属フタロシアニン及び／又はその誘導体、サブフタロシアニン及び／又はその誘導体、金属サブフタロシアニン及び／又はその誘導体、テトラセン及び／又はその誘導体、ペンタセン及び／又はその誘導体、ルブレン及び／又はその誘導体、オリゴチオフェン及び／又はその誘導体などの化合物が挙げられる。
電子受容性化合物としては、例えば、オキサジアゾール誘導体、アントラキノジメタン及び／又はその誘導体、ベンゾキノン及び／又はその誘導体、ナフトキノン及び／又はその誘導体、アントラキノン及び／又はその誘導体、テトラシアノアントラキノジメタン及び／又はその誘導体、フルオレノン誘導体、ジフェニルジシアノエチレン及び／又はその誘導体、ジフェノキノン誘導体、８−ヒドロキシキノリン及び／又はその誘導体の金属錯体、ポリキノリン及び／又はその誘導体、ポリキノキサリン及び／又はその誘導体、ポリフルオレン及び／又はその誘導体、フェナントレン誘導体、フラーレン及び／又はその誘導体が挙げられる。電子受容性化合物としては、フラーレン及び／又はその誘導体が好ましい。
フラーレン及び／又はその誘導体としては、例えば、Ｃ60及び／又はその誘導体、Ｃ70及び／又はその誘導体が挙げられる。
Ｃ60の誘導体としては、例えば、ＰＣ61ＢＭ（[6,6]-Phenyl C61 butyric acid methyl ester）、ＴｈＣ61ＢＭ（[6,6]-Thienyl C61 butyric acid methyl ester）及びＪ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．２０１０，１３２，１３７７−１３８２に記載のＩＣＢＡが挙げられる。
Ｃ70の誘導体としては、例えば、ＰＣ71ＢＭ（[6,6]-Phenyl C71 butyric acid methyl ester）が挙げられる。
活性層に含まれる前記高分子化合物の量は、９重量％〜９１重量％が好ましく、１７重量％〜８３重量％がさらに好ましい。活性層に含まれる電子受容性化合物の量は、９重量％〜９１重量％が好ましく、１７重量％〜８３重量％がさらに好ましい。
活性層に含まれる前記高分子化合物の重量に対する電子受容性化合物の重量の比は、０．１〜１０．０が好ましく、０．２〜５．０がさらに好ましい。
活性層の厚さは、通常、１０ｎｍ〜１０μｍである。活性層の厚さは、１０ｎｍ〜１μｍが好ましく、１０ｎｍ〜５００ｎｍがより好ましく、２０ｎｍ〜３００ｎｍがさらに好ましい。
本発明の有機光電変換素子は、第１の電極と、第２の電極と、前記第１の電極及び前記第２の電極の間に設けられる活性層と、前記第１の電極及び前記活性層の間並びに／又は前記第２の電極及び前記活性層の間に設けられ、式（１）で表される構成単位を有する高分子化合物を含む層（Ａ）とを有する有機光電変換素子である。
＜層（Ａ）＞
層（Ａ）は、式（１）で表される構成単位を有する高分子化合物以外の化合物または金属を含有していてもよい。式（１）で表される構成単位を有する高分子化合物以外の化合物または金属としては、例えば、リチウム、ナトリウム、カリウムなどのアルカリ金属、フッ化リチウム、フッ化ナトリウムなどのアルカリ金属のハロゲン化物、カルシウム、バリウムなどのアルカリ土類金属及び／又はそのハロゲン化物、酸化チタン、酸化亜鉛などの酸化物が挙げられる。これらの化合物は、層（Ａ）の上に積層して用いてもよく、式（１）で表される構成単位を有する高分子化合物と混合して用いてもよい。
層（Ａ）は、式（１）で表される構成単位を有する高分子化合物以外の化合物または金属を含有していてもよい。式（１）で表される構成単位を有する高分子化合物以外の化合物または金属としては、例えば、リチウム、ナトリウム、カリウムなどのアルカリ金属、フッ化リチウム、フッ化ナトリウムなどのアルカリ金属のハロゲン化物、カルシウム、バリウムなどのアルカリ土類金属及び／又はそのハロゲン化物、酸化チタン、酸化亜鉛などの酸化物が挙げられる。これらの化合物は、層（Ａ）の上に積層して用いてもよく、式（１）で表される構成単位を有する高分子化合物と混合して用いてもよい。
層（Ａ）に含まれる式（１）で表される構成単位を有する高分子化合物の量は、１０重量％以上が好ましく、２０重量％以上がより好ましく、５０重量％以上がさらに好ましい。
層（Ａ）の厚さは、通常、１ｎｍ〜２００ｎｍである。層（Ａ）の厚さは、１ｎｍ〜２００ｎｍが好ましく、１ｎｍ〜１００ｎｍがさらに好ましい。
層（Ａ）は、電子輸送層及び／又は電子取り出し層として機能する。層（Ａ）は、さらに、ホールブロック層として機能してもよい。
本発明の有機光電変換素子は、前記第１の電極及び前記第２の電極からなる一対の電極間に、２層以上の活性層を有していてもよい。活性層が２層以上である場合、該活性層の間に付加的な層（例えば、電荷再結合層）を設けてもよい。
第１の電極と第１の電極に最も近い活性層との間及び／又は第２の電極と第２の電極に最も近い活性層との間に、付加的な層（バッファー層）を設けてもよい。バッファー層の材料としては、例えば、フッ化リチウムなどのアルカリ金属のハロゲン化物、カルシウムなどのアルカリ土類金属及び／又はそのハロゲン化物、酸化チタン、酸化バナジウム、酸化モリブデン、酸化タングステン、酸化亜鉛などの酸化物、Poly(3,4-ethylenedioxythiophene)-poly(styrenesulfonate)（ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ）などの高分子化合物が挙げられる。
電荷再結合層の厚さは、通常、１ｎｍ〜５００ｎｍである。電荷再結合層の厚さは、１ｎｍ〜５００ｎｍが好ましく、１ｎｍ〜２００ｎｍがさらに好ましい。
バッファー層の厚さは、通常、１ｎｍ〜２００ｎｍである。バッファー層の厚さは、１ｎｍ〜２００ｎｍが好ましく、１ｎｍ〜１００ｎｍがさらに好ましい。
有機光電変換素子は、通常、基板上に形成される。基板は、電極を形成し、その上に活性層を形成する際に、化学的に変化しないものであればよい。基板の材料としては、例えば、ガラス、プラスチック、高分子フィルム及びシリコンが挙げられる。
第１の電極及び第２の電極の一方は、透明または半透明であることが好ましい。透明または半透明の電極の材料としては、金属酸化物及び金属が挙げられる。金属酸化物としては、例えば、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化スズ、インジウム・亜鉛・オキサイド（ＩＺＯ）及びインジウム・スズ・オキサイド（ＩＴＯ）が挙げられる。金属としては、銅、銀、金及びアルミニウムが挙げられる。透明または半透明の電極の材料としては、酸化スズ、ＩＺＯ及びＩＴＯが好ましい。
透明または半透明の電極として、有機の透明導電膜を用いてもよい。該電極の材料としては、例えば、ポリチオフェン及び／又はその誘導体、ポリアニリン及び／又はその誘導体が挙げられる。
第１の電極及び第２の電極の一方は、透明でなくてもよい。該電極の材料としては、金属及び合金が好ましい。金属としては、例えば、銅、銀、金及びアルミニウムが挙げられる。合金としては、例えば、リチウム−マグネシウム合金、リチウム−アルミニウム合金、リチウム−インジウム合金、マグネシウム−銀合金、マグネシウム−アルミニウム合金、マグネシウム−インジウム合金、カルシウム−アルミニウム合金及び銀−インジウム合金が挙げられる。
＜有機光電変換素子の製造方法＞
本発明の有機光電変換素子の製造方法は、第１の電極と、第２の電極と、前記第１の電極及び前記第２の電極の間に設けられる活性層と、前記第１の電極及び前記活性層の間並びに／又は前記第２の電極及び前記活性層の間に設けられ、式（１）で表される構成単位を有する高分子化合物を含む層（Ａ）とを有し、第１の電極及び第２の電極からなる一対の電極間に、活性層を有する素子の製造方法であって、第１の電極を形成する工程と、活性層を形成する工程と、式（１）で表される構成単位を有する高分子化合物を含む層（Ａ）を形成する工程と、第２の電極を形成する工程とを含む製造方法である。
本発明の有機光電変換素子の製造方法は、第１の電極と、第２の電極と、前記第１の電極及び前記第２の電極の間に設けられる活性層と、前記第１の電極及び前記活性層の間並びに／又は前記第２の電極及び前記活性層の間に設けられ、式（１）で表される構成単位を有する高分子化合物を含む層（Ａ）とを有し、第１の電極及び第２の電極からなる一対の電極間に、活性層を有する素子の製造方法であって、第１の電極を形成する工程と、活性層を形成する工程と、式（１）で表される構成単位を有する高分子化合物を含む層（Ａ）を形成する工程と、第２の電極を形成する工程とを含む製造方法である。
本発明の有機光電変換素子の製造方法は、第１の電極上に、前記高分子化合物、フラーレン及びフラーレン誘導体からなる群から選ばれる１種以上の化合物と溶媒とを含む液(インク)を塗布して活性層を形成する工程と、活性層の上に、式（１）で表される構成単位を有する高分子化合物と溶媒とを含む液（インク）を塗布して層（Ａ）を形成する工程と、層（Ａ）の上に第２の電極を形成する工程とを含むことが好ましい。
層（Ａ）は、いかなる方法で製造してもよいが、式（１）で表される構成単位を有する高分子化合物と溶媒とを含む液（インク）を塗布する方法が好ましい。溶媒としては、例えば、メタノールなどのアルコール溶媒が挙げられる。溶媒は、単独で用いてもよく、２種類以上を混合して用いてもよい。
第２の電極は、いかなる方法で製造してもよい。第２の電極の製造方法としては、例えば、層（Ａ）の上に金属を蒸着する方法が挙げられる。金属としては、銅、銀及び金が好ましく、銀が特に好ましい。さらには、銀ナノワイヤ分散液（例えば、Ｃａｍｂｒｉｏｕｓ社製、商品名：ＣｌｅａｒＯｈｍ）を塗布することによって、第２の電極を形成してもよい。
第２の電極の厚さは、通常、１０ｎｍ〜１０μｍである。第２の電極の厚さは、１０ｎｍ〜１μｍが好ましく、２０ｎｍ〜５００ｎｍがさらに好ましい。
活性層は、いかなる方法で製造してもよい。例えば、前記高分子化合物、フラーレン及びフラーレン誘導体からなる群から選ばれる１種以上の化合物と溶媒とを含む液（インク）を塗布する方法が挙げられる。
前記高分子化合物、フラーレン及びフラーレン誘導体からなる群から選ばれる１種以上の化合物を溶解させる溶媒としては、例えば、トルエン、キシレン、メシチレン、テトラリン、デカリン、ビシクロヘキシル、ブチルベンゼン、ｓ−ブチルベンゼン、ｔ−ブチルベンゼンなどの炭化水素溶媒、四塩化炭素、クロロホルム、ジクロロメタン、ジクロロエタン、クロロブタン、ブロモブタン、クロロペンタン、ブロモペンタン、クロロヘキサン、ブロモヘキサン、クロロシクロヘキサン、ブロモシクロヘキサン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、トリクロロベンゼンなどのハロゲン化炭化水素溶媒、テトラヒドロフラン、テトラヒドロピランなどのエーテル溶媒が挙げられる。溶媒は、単独で用いてもよく、２種類以上を混合して用いてもよい。
インクの塗布方法としては、例えば、スピンコート法、キャスト法、ディップコート法、ブレードコート法、ワイヤーバーコート法、ナイフコート法、ロールコート法、ダイコート法、グラビアコート法及びスプレーコート法が挙げられる。さらには、インクジェット法、スクリーン印刷法、凸版印刷法、凹版印刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法などの印刷法を用いることもできる。
本発明の有機光電変換素子は、太陽電池モジュールやイメージセンサなどに好適に使用し得る。
＜太陽電池モジュール＞
一般に、太陽電池モジュールは、光電変換を行う太陽電池セルと、太陽電池セルを封止する電気絶縁体からなる封止材（充填剤）と、封止材の表面に積層された表面保護シート（フロントシート）と、封止材の裏面に積層された裏面保護シート（バックシート）とから構成される。太陽電池モジュールの製造工程は、通常、ラミネート工程、キュア工程などの加熱工程を含む。
一般に、太陽電池モジュールは、光電変換を行う太陽電池セルと、太陽電池セルを封止する電気絶縁体からなる封止材（充填剤）と、封止材の表面に積層された表面保護シート（フロントシート）と、封止材の裏面に積層された裏面保護シート（バックシート）とから構成される。太陽電池モジュールの製造工程は、通常、ラミネート工程、キュア工程などの加熱工程を含む。
＜イメージセンサ＞
一般に、イメージセンサは、被写体をセンサの受光面に結像し、結像した像の光の明暗を電気信号に変換（光電変換）することによって、電気信号を出力するデバイスである。
一般に、イメージセンサは、被写体をセンサの受光面に結像し、結像した像の光の明暗を電気信号に変換（光電変換）することによって、電気信号を出力するデバイスである。
以下、本発明をさらに詳細に説明するために実施例を示すが、本発明はこれらに限定されるものではない。
実施例
＜インクの製造＞
クロロベンゼンと１，８−ジヨードオクタンとの混合溶媒に、ＰＴＢ７（１−Ｍａｔｅｒｉａｌ社製、商品名：ＰＴＢ７）及びＰＣ71ＢＭ（Ｓｏｌｅｎｎｅ社製、商品名：［７０］ＰＣＢＭ）を溶解し、インクＡを製造した。ＰＴＢ７の重量に対するＰＣ71ＢＭの重量の比は、１．６であった。ＰＴＢ７とＰＣ71ＢＭとの重量の合計は、インクＡの重量に対して、２．０重量％であった。
＜インクの製造＞
＜バッファー層の形成＞
ガラス基板上に形成されたＩＴＯ膜の表面を酸素プラズマ処理した。この基板上に、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ分散液（ヘレウス社製、商品名：Clevios P VP.AI 4083）をスピンコートし、１４０℃で１０分間加熱した。
ガラス基板上に形成されたＩＴＯ膜の表面を酸素プラズマ処理した。この基板上に、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ分散液（ヘレウス社製、商品名：Clevios P VP.AI 4083）をスピンコートし、１４０℃で１０分間加熱した。
＜活性層の形成＞
バッファー層の上にインクＡをスピンコートし、ＰＴＢ７及びＰＣ71ＢＭを含む層（活性層）を形成した。活性層の膜厚は、１０３ｎｍであった。
バッファー層の上にインクＡをスピンコートし、ＰＴＢ７及びＰＣ71ＢＭを含む層（活性層）を形成した。活性層の膜厚は、１０３ｎｍであった。
＜有機光電変換素子の形成＞
活性層の上に、ＰＦＮ−Ｐ２（１−Ｍａｔｅｒｉａｌ社製、商品名：ＰＦＮ−Ｐ２）のメタノール溶液をスピンコートし、層（Ａ）を形成した。次に、層（Ａ）の上に、１×１０-5Ｐａ〜１×１０-4Ｐａの真空中で銀を１００ｎｍ蒸着することによって、有機光電変換素子（有機薄膜太陽電池）を得た。
＜封止＞
封止基板（ガラスキャップ）の外周部に紫外線硬化性エポキシ樹脂（スリーボンド社製、商品名：ThreeBond 3124）を塗布した。この封止基板と有機薄膜太陽電池が形成された素子基板とを貼り合わせ、封止材に紫外線を照射することによって、有機薄膜太陽電池を封止した。封止材の接着性を向上させるため、紫外線照射後、素子基板を８０℃で１時間アニール処理した。
封止基板（ガラスキャップ）の外周部に紫外線硬化性エポキシ樹脂（スリーボンド社製、商品名：ThreeBond 3124）を塗布した。この封止基板と有機薄膜太陽電池が形成された素子基板とを貼り合わせ、封止材に紫外線を照射することによって、有機薄膜太陽電池を封止した。封止材の接着性を向上させるため、紫外線照射後、素子基板を８０℃で１時間アニール処理した。
＜光電変換効率の測定＞
ソーラシミュレータ（分光計器社製、商品名：多機能ソーラシミュレータ）を用いて、白色光（キセノンランプ）を照射しながら、有機薄膜太陽電池の電流−電圧特性を測定し、光電変換効率を求めた。白色光の光量は、シリコン系フォトダイオード（分光計器社製、商品名：ＢＳ−５２０ＢＫ）の出力を測定し、１００ｍＷ／ｃｍ2（ＡＭ１．５Ｇ）に調整した。以下の表１に示すように、アニール前の光電変換効率は４．９％であり、アニール後の光電変換効率は５．７％であった。
ソーラシミュレータ（分光計器社製、商品名：多機能ソーラシミュレータ）を用いて、白色光（キセノンランプ）を照射しながら、有機薄膜太陽電池の電流−電圧特性を測定し、光電変換効率を求めた。白色光の光量は、シリコン系フォトダイオード（分光計器社製、商品名：ＢＳ−５２０ＢＫ）の出力を測定し、１００ｍＷ／ｃｍ2（ＡＭ１．５Ｇ）に調整した。以下の表１に示すように、アニール前の光電変換効率は４．９％であり、アニール後の光電変換効率は５．７％であった。
＜耐熱性（１００℃）の評価＞
さらに、素子基板を１００℃で１０分間アニール処理した。ソーラシミュレータ（分光計器社製、商品名：多機能ソーラシミュレータ）を用いて、白色光（キセノンランプ）を照射しながら、有機薄膜太陽電池の電流−電圧特性を測定し、光電変換効率を求めた。白色光の光量は、シリコン系フォトダイオード（分光計器社製、商品名：ＢＳ−５２０ＢＫ）の出力を測定し、１００ｍＷ／ｃｍ2（ＡＭ１．５Ｇ）に調整した。以下の表２に示すように、アニール後の光電変換効率は、５．７％であった。
さらに、素子基板を１００℃で１０分間アニール処理した。ソーラシミュレータ（分光計器社製、商品名：多機能ソーラシミュレータ）を用いて、白色光（キセノンランプ）を照射しながら、有機薄膜太陽電池の電流−電圧特性を測定し、光電変換効率を求めた。白色光の光量は、シリコン系フォトダイオード（分光計器社製、商品名：ＢＳ−５２０ＢＫ）の出力を測定し、１００ｍＷ／ｃｍ2（ＡＭ１．５Ｇ）に調整した。以下の表２に示すように、アニール後の光電変換効率は、５．７％であった。
＜耐熱性（１２０℃）の評価＞
さらに、素子基板を１２０℃で１０分間アニール処理した。ソーラシミュレータ（分光計器社製、商品名：多機能ソーラシミュレータ）を用いて、白色光（キセノンランプ）を照射しながら、有機薄膜太陽電池の電流−電圧特性を測定し、光電変換効率を求めた。白色光の光量は、シリコン系フォトダイオード（分光計器社製、商品名：ＢＳ−５２０ＢＫ）の出力を測定し、１００ｍＷ／ｃｍ2（ＡＭ１．５Ｇ）に調整した。以下の表２に示すように、アニール後の光電変換効率は、５．６％であった。
さらに、素子基板を１２０℃で１０分間アニール処理した。ソーラシミュレータ（分光計器社製、商品名：多機能ソーラシミュレータ）を用いて、白色光（キセノンランプ）を照射しながら、有機薄膜太陽電池の電流−電圧特性を測定し、光電変換効率を求めた。白色光の光量は、シリコン系フォトダイオード（分光計器社製、商品名：ＢＳ−５２０ＢＫ）の出力を測定し、１００ｍＷ／ｃｍ2（ＡＭ１．５Ｇ）に調整した。以下の表２に示すように、アニール後の光電変換効率は、５．６％であった。
比較例
＜インクの製造＞
クロロベンゼンと１，８−ジヨードオクタンとの混合溶媒に、ＰＴＢ７（１−Ｍａｔｅｒｉａｌ社製、商品名：ＰＴＢ７）及びＰＣ71ＢＭ（Ｓｏｌｅｎｎｅ社製、商品名：［７０］ＰＣＢＭ）を溶解し、インクＢを製造した。ＰＴＢ７の重量に対するＰＣ71ＢＭの重量の比は、１．５であった。ＰＴＢ７とＰＣ71ＢＭとの重量の合計は、インクＢの重量に対して、１．８重量％であった。
＜インクの製造＞
クロロベンゼンと１，８−ジヨードオクタンとの混合溶媒に、ＰＴＢ７（１−Ｍａｔｅｒｉａｌ社製、商品名：ＰＴＢ７）及びＰＣ71ＢＭ（Ｓｏｌｅｎｎｅ社製、商品名：［７０］ＰＣＢＭ）を溶解し、インクＢを製造した。ＰＴＢ７の重量に対するＰＣ71ＢＭの重量の比は、１．５であった。ＰＴＢ７とＰＣ71ＢＭとの重量の合計は、インクＢの重量に対して、１．８重量％であった。
＜バッファー層の形成＞
ガラス基板上に形成されたＩＴＯ膜の表面を酸素プラズマ処理した。この基板上に、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ分散液（ヘレウス社製、商品名：Clevios P VP.AI 4083）をスピンコートし、１４０℃で１０分間加熱した。
ガラス基板上に形成されたＩＴＯ膜の表面を酸素プラズマ処理した。この基板上に、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ分散液（ヘレウス社製、商品名：Clevios P VP.AI 4083）をスピンコートし、１４０℃で１０分間加熱した。
＜活性層の形成＞
バッファー層の上にインクＢをスピンコートし、ＰＴＢ７及びＰＣ71ＢＭを含む層（活性層）を形成した。活性層の膜厚は、９２ｎｍであった。
バッファー層の上にインクＢをスピンコートし、ＰＴＢ７及びＰＣ71ＢＭを含む層（活性層）を形成した。活性層の膜厚は、９２ｎｍであった。
＜有機光電変換素子の形成＞
活性層の上に、ＰＦＮ−Ｐ２（１−Ｍａｔｅｒｉａｌ社製、商品名：ＰＦＮ−Ｐ２）のメタノール溶液をスピンコートし、層（Ａ）を形成した。次に、層（Ａ）の上に、１×１０-5Ｐａ〜１×１０-4Ｐａの真空中でアルミニウムを１５０ｎｍ蒸着することによって、有機光電変換素子（有機薄膜太陽電池）を得た。
活性層の上に、ＰＦＮ−Ｐ２（１−Ｍａｔｅｒｉａｌ社製、商品名：ＰＦＮ−Ｐ２）のメタノール溶液をスピンコートし、層（Ａ）を形成した。次に、層（Ａ）の上に、１×１０-5Ｐａ〜１×１０-4Ｐａの真空中でアルミニウムを１５０ｎｍ蒸着することによって、有機光電変換素子（有機薄膜太陽電池）を得た。
＜封止＞
封止基板（ガラスキャップ）の外周部に紫外線硬化性エポキシ樹脂（スリーボンド社製、商品名：ThreeBond 3124）を塗布した。この封止基板と有機薄膜太陽電池が形成された素子基板とを貼り合わせ、封止材に紫外線を照射することによって、有機薄膜太陽電池を封止した。封止材の接着性を向上させるため、紫外線照射後、素子基板を８０℃で１時間アニール処理した。
封止基板（ガラスキャップ）の外周部に紫外線硬化性エポキシ樹脂（スリーボンド社製、商品名：ThreeBond 3124）を塗布した。この封止基板と有機薄膜太陽電池が形成された素子基板とを貼り合わせ、封止材に紫外線を照射することによって、有機薄膜太陽電池を封止した。封止材の接着性を向上させるため、紫外線照射後、素子基板を８０℃で１時間アニール処理した。
＜光電変換効率の測定＞
ソーラシミュレータ（分光計器社製、商品名：多機能ソーラシミュレータ）を用いて、白色光（キセノンランプ）を照射しながら、有機薄膜太陽電池の電流−電圧特性を測定し、光電変換効率を求めた。白色光の光量は、シリコン系フォトダイオード（分光計器社製、商品名：ＢＳ−５２０ＢＫ）の出力を測定し、１００ｍＷ／ｃｍ2（ＡＭ１．５Ｇ）に調整した。以下の表１に示すように、アニール前の光電変換効率は５．７％であり、アニール後の光電変換効率は３．５％であった。
ソーラシミュレータ（分光計器社製、商品名：多機能ソーラシミュレータ）を用いて、白色光（キセノンランプ）を照射しながら、有機薄膜太陽電池の電流−電圧特性を測定し、光電変換効率を求めた。白色光の光量は、シリコン系フォトダイオード（分光計器社製、商品名：ＢＳ−５２０ＢＫ）の出力を測定し、１００ｍＷ／ｃｍ2（ＡＭ１．５Ｇ）に調整した。以下の表１に示すように、アニール前の光電変換効率は５．７％であり、アニール後の光電変換効率は３．５％であった。
表１及び表２から理解されるように、本発明の有機光電変換素子は、８０℃以上の耐熱性を有することが確認された。
Claims (5)
- 第１の電極と、第２の電極と、前記第１の電極及び前記第２の電極の間に設けられる活性層と、前記第１の電極及び前記活性層の間並びに／又は前記第２の電極及び前記活性層の間に設けられ、式（１）で表される構成単位を有する高分子化合物を含む層（Ａ）とを有する有機光電変換素子であって、前記第１の電極及び前記第２の電極のうち、前記層（Ａ）に最も近い電極がアルミニウム以外の金属であることを特徴とする有機光電変換素子。
−Ｒ3−Ｙ1（Ｒ4）m1（Ｍ1）n1 （２）
−Ｒ5−Ｙ2（Ｍ2）m2（Ｒ6）n2 （３）
−Ｒ7−Ｎ（Ｒ8）（Ｒ9） （４）
〔式（１）中、環Ｚ1及び環Ｚ2は、それぞれ独立に、置換基を有していてもよい芳香族炭素環または置換基を有していてもよい複素環を表す。式（２）中、Ｒ3は、２価の有機基または２価の有機結合基を表す。Ｙ1は、カルボカチオン、アンモニウムカチオン、ホスホニルカチオンまたはスルホニルカチオンを表す。Ｒ4は、Ｆ-、Ｃｌ-、Ｂｒ-、Ｉ-、ＯＨ-、ＢＦ4 -、ＣＮ-、Ｒ11ＣＯＯ-、ＮＯ3 -、ＣｌＯ-、ＣｌＯ2 -、ＣｌＯ3 -、ＣｌＯ4 -、ＰＯ4 3-、ＨＰＯ4 2-、Ｈ2ＰＯ4 -、ＰＦ6 -、ＳＣＮ-、ＳＯ4 2-、ＨＳＯ4 -またはＲ12ＳＯ3 -を表す。Ｒ11及びＲ12は、それぞれ独立に、水素原子または１価の有機基を表す。ｍ１は、１以上の整数である。Ｍ1は、金属イオンまたは置換基を有していてもよいアンモニウムカチオンを表す。ｎ１は、０以上の整数である。ｍ１及びｎ１は、式（２）で表される置換基の電荷が０となるように選択される。式（３）中、Ｒ5は、２価の有機基または２価の有機結合基を表す。Ｙ2は、ＣＯ2 -、ＰＯ3 -、ＳＯ3 -またはＳＯ2 -を表す。Ｍ2は、金属イオンまたは置換基を有していてもよいアンモニウムカチオンを表す。Ｒ6は、Ｆ-、Ｃｌ-、Ｂｒ-、Ｉ-、ＯＨ-、ＢＦ4 -、ＣＮ-、Ｒ13ＣＯＯ-、ＮＯ3 -、ＣｌＯ-、ＣｌＯ2 -、ＣｌＯ3 -、ＣｌＯ4 -、ＰＯ4 3-、ＨＰＯ4 2-、Ｈ2ＰＯ4 -、ＰＦ6 -、ＳＣＮ-、ＳＯ4 2-、ＨＳＯ4 -またはＲ14ＳＯ3 -を表す。Ｒ13及びＲ14は、それぞれ独立に、水素原子または１価の有機基を表す。ｍ２は、１以上の整数である。ｎ２は、０以上の整数である。ｍ２及びｎ２は、式（３）で表される置換基の電荷が０となるように選択される。式（４）中、Ｒ7は、２価の有機基または２価の有機結合基を表す。Ｒ8及びＲ9は、水素原子、ハロゲン原子、アミノ基、シアノ基、ニトロ基または１価の有機基を表す。〕 - 前記層（Ａ）に最も近い電極が銀であることを特徴とする請求項１に記載の有機光電変換素子。
- 前記活性層が、高分子化合物、フラーレン及びフラーレン誘導体からなる群から選ばれる１種以上の化合物を含む請求項１または２に記載の有機光電変換素子。
- 請求項１〜３のいずれか一項に記載の有機光電変換素子を含む太陽電池モジュール。
- 請求項１〜３のいずれか一項に記載の有機光電変換素子を含むイメージセンサ。
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| JP2015077168A JP2016197666A (ja) | 2015-04-03 | 2015-04-03 | 有機光電変換素子 |
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Family Applications (1)
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