JP2017007973A - 組成物 - Google Patents

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Takafumi Nagai
隆文 永井
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Kenji Adachi
健二 足達
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Yoshio Aso
芳雄 安蘇
家　裕隆
Hirotaka Ie
裕隆 家
誠 辛川
Makoto Karakawa
誠 辛川
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Abstract

【課題】高い光電変換率、及び低い製造コストを兼ね備えたｎ型半導体材料の提供。【解決手段】式（１）で表されるフラーレン誘導体と、環Ａ１が７０フラーレンであるフラーレン誘導体とを含有する組成物。［Ａｒ１はアリール基、Ｒ１はハロゲン原子等、環Ａ１はＣ６０フラーレン］【選択図】なし

Description

本発明は、組成物、特にフラーレン誘導体を含有する組成物に関する。
有機薄膜太陽電池は、光電変換材料として有機化合物を用い、溶液からの塗布法によって形成されるものであり、１）デバイス作製時のコストが低い、２）大面積化が容易である、３）シリコン等の無機材料と比較してフレキシブルであり使用できる場所が広がる、４）資源枯渇の心配が少ない、等の各種の利点を有するものである。このため、近年、有機薄膜太陽電池の開発が進められており、特に、バルクヘテロジャンクション構造を採用することによってエネルギー変換効率（Power conversion efficiency; PCE）（エネルギー変換効率）を大きく向上させることが可能となり、広く注目を集めるに至っている。
有機薄膜太陽電池に用いる光電変換素地用材料の内で、ｐ型半導体については、特に、ポリ−３−ヘキシルチオフェン（Ｐ３ＨＴ）が優れた性能を有する有機ｐ型半導体材料として知られている。最近では、より高機能を目指して、太陽光の広域の波長を吸収できる構造やエネルギー準位を調節した構造を有する化合物が開発され（ドナーアクセプター型π共役高分子）、性能向上に大きく貢献している。このような化合物の例としては、ポリ−ｐ−フェニレンビニレン、及びポリ［［４，８−ビス［（２−エチルヘキシル）オキシ］ベンゾ［１，２−ｂ：４，５−ｂ’］ジチオフェン−２，６−ジイル］［３−フルオロ−２−［（２−エチルヘキシル）カルボニル］チエノ［３，４−ｂ］チオフェンジイル］］（ＰＴＢ７）が挙げられる。
一方、ｎ型半導体についても、フラーレン誘導体が盛んに検討されており、優れた光電変換性能を有する材料として、［６，６］−フェニルＣ６１−酪酸メチルエステル（ＰＣＢＭ）が報告されている（例えば、特許文献１、特許文献２）。
しかしながら、ＰＣＢＭ以外のフラーレン誘導体に関しては、高いエネルギー変換効率を達成できることが実証された例は殆どない。
その僅かな例の一つとして、特許文献３では、極めて純度が高い特定のフラーレン誘導体をｎ型半導体として用いることで、高いエネルギー変換効率が実現されている。
特開２００９−８４２６号公報 特開２０１０―９２９６４号公報 国際公開第２０１４／１８５５３５号
しかし、特許文献３の技術では、ｎ型半導体用に、極めて純度が高い特定のフラーレン誘導体を使用する必要があり、従って、製造コストの点において、改善の余地がある。
従って、本発明は、高い光電変換率、及び低い製造コストを兼ね備えたｎ型半導体材料を提供することを目的とする。
純度の高くない材料を用いて製造したフラーレン誘導体を用いて、高い光電変換率を有する有機薄膜太陽電池を製造することができれば、製造コストの点で有利である。
通常、Ｃ６０フラーレン誘導体は、Ｃ６０フラーレンを原料として用いて合成される。この原料としてのＣ６０フラーレンは、工業的には、通常、燃焼法によって生じたＣ６０フラーレン、及びＣ７０フラーレンを含有する組成物から、Ｃ７０フラーレン等の不純物を精製により除去して製造されている。仮に、Ｃ６０フラーレン、及びＣ７０フラーレン等を含有する組成物を原料として用いてＣ６０フラーレン誘導体を合成した場合、Ｃ６０フラーレン誘導体、Ｃ７０フラーレンに由来するＣ７０フラーレン誘導体が混在してしまうことになる。
従って、もし、Ｃ６０フラーレン誘導体、及びＣ７０フラーレン誘導体を含有する、高いエネルギー変換効率を有するｎ型半導体材料を開発できれば、Ｃ６０フラーレンを高度に精製していない、Ｃ６０フラーレン、及びＣ７０フラーレンを含有する原料を用いて、高いエネルギー変換効率を有するｎ型半導体が得られることになり、ｎ型半導体材料の低コスト化が実現できる。
しかし、特許文献３の知見によれば、高いエネルギー変換効率の実現のためには、極めて高い純度のＣ６０フラーレン誘導体を用いることが必要であると予想された。
実際に、本発明者らの試験では、Ｃ６０フラーレン誘導体にＣ７０フラーレン誘導体を混合した場合、エネルギー変換効率が低下した。この結果は、後記の実施例（比較例１−１、比較例１−２、参照例１−１）において示す。
しかし、驚くべきことに、本発明者らは、特定のＣ６０フラーレン誘導体に特定のＣ７０フラーレン誘導体を混合した場合には、エネルギー変換効率がほとんど低下しないことを見出し、当該知見に基づき、本発明を完成させた。
本発明は、次の態様を含む。
項１．
式（１）：
［式中、
Ａｒ１は、
ハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基、エーテル基、及びシアノ基からなる群より選択される１個以上の置換基で置換されていてもよいアリール基を表し；
Ｒ１は、
ハロゲン原子、アルコキシ基、及びアリール基からなる群より選択される１個以上の置換基で置換されていてもよいアルキル基、
ハロゲン原子、アルコキシ基、及びアリール基からなる群より選択される１個以上の置換基で置換されていてもよいアルコキシ基、又は
芳香族基を表し；及び
環Ａ１は、
Ｃ６０フラーレンを表す。］
で表されるＣ６０フラーレン誘導体；及び
式（２）：
［式中、
Ａｒ２は、
ハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基、エーテル基、及びシアノ基からなる群より選択される１個以上の置換基で置換されていてもよいアリール基を表し；
Ｒ２は、
ハロゲン原子、アルコキシ基、及びアリール基からなる群より選択される１個以上の置換基で置換されていてもよいアルキル基、
ハロゲン原子、アルコキシ基、及びアリール基からなる群より選択される１個以上の置換基で置換されていてもよいアルコキシ基、又は
芳香族基を表し；及び
環Ａ２は、
Ｃ７０フラーレンを表す。］
で表されるＣ７０フラーレン誘導体
を含有する組成物。
項２．
Ａｒ１が、フェニル基である項１に記載の組成物。
項３．
Ｒ１が、アルキル基、又はフェニル基である項１、又は２に記載の組成物。
項４．
Ａｒ２が、フェニル基である項１〜３のいずれか１項に記載の組成物。
項５．
Ｒ２が、アルキル基、又はフェニル基である項１〜４のいずれか１項に記載の組成物。
項６．
Ａｒ１、及びＡｒ２が、同一であり、且つＲ１、及びＲ２が同一である、項１〜５のいずれか１項に記載の組成物。
項７．
項１〜６のいずれか１項に記載の組成物を含有するｎ型半導体材料。
項７−２．
項１〜６のいずれか１項に記載の組成物を含有する電子輸送材料。
項８．
有機薄膜太陽電池用である項７に記載のｎ型半導体材料。
項８−２．
ペロブスカイト太陽電池用である項７−２に記載の電子輸送材料。
項９．
項８に記載のｎ型半導体材料を含有する有機発電層。
項９−２．
項８−２に記載の電子輸送材料を含有する電子輸送層。
項１０．
項９に記載の有機発電層を備える光電変換素子。
項１１．
有機薄膜太陽電池である、項１０に記載の光電変換素子。
項１１−２．
項９−２に記載の電子輸送層を備えるペロブスカイト太陽電池。
項１２．
電界効果型コンデンサ用である、項７に記載のｎ型半導体材料。
項１３．
項１２に記載のｎ型半導体材料を含有する薄膜を有する電界効果型コンデンサ。
本発明の組成物によれば、例えば、高いエネルギー変換効率と、低い製造コストを兼ね備えた有機薄膜太陽電池の製造が可能になる。
用語
本明細書中の記号及び略号は、特に限定のない限り、本明細書の文脈に沿い、本発明が属する技術分野において通常用いられる意味に理解できる。
本明細書中、語句「含有する」は、語句「から本質的になる」、及び語句「からなる」を包含することを意図して用いられる。
特に限定されない限り、本明細書中に記載されている工程、処理、又は操作は、室温で実施され得る。
本明細書中、室温は、１０〜４０℃の範囲内の温度を意味する。
本明細書中、特に限定の無い限り、「ハロゲン原子」の例は、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、及びヨウ素原子を包含する。
本明細書中、特に限定の無い限り、「アルコキシ基」は、式：Ｒ−Ｏ−（当該式中、Ｒはアルキル基である。）で表される基であることができる。
本明細書中、特に限定の無い限り、「アルキル基」の例は、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、ｓｅｃ-ブチル、ｔｅｒｔ-ブチル、ペンチル、イソペンチル、ネオペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、ドデシル、トリデシル、テトラデシル、ペンタデシル、ヘキサデシル、ヘプタデシル、及びオクタデシル等の、直鎖状又は分枝鎖状の、炭素数１〜１８（例、炭素数１〜１５、炭素数１〜１２、炭素数１〜１０、炭素数１〜９、炭素数３〜１８、炭素数３〜１５、炭素数３〜１２、炭素数３〜１０、炭素数３〜９、炭素数６〜１８、炭素数６〜１５、炭素数６〜１２、炭素数６〜１０、炭素数６〜９）のアルキル基を包含する。
本明細書中、特に限定の無い限り、「エーテル基」は、１個のエーテル結合を有する基を意味する。「エーテル基」の例は、１個の酸素原子が挿入されたアルキル基を包含する。
本明細書中、特に限定の無い限り、「芳香族基」の例は、アリール基、及びヘテロアリール基を包含する。
本明細書中、特に限定の無い限り、「アリール基」の例は、フェニル、１−ナフチル、２−ナフチル、２−ビフェニリル、３−ビフェニリル、４−ビフェニリル、及び２−アンスリル等などの炭素数６〜１４（例、炭素数６〜１０）のアリール基を包含する。
本明細書中、特に限定の無い限り、「ヘテロアリール基」の例は、チオフェンなどの、窒素、酸素、及び硫黄からなる群より選択される１個以上（例、１個、２個）のヘテロ原子を環構成原子として有する５〜６員のヘテロアリール基を包含する。
組成物
本発発明の組成物は、
式（１）：
［式中、
Ａｒ１は、
ハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基、エーテル基、及びシアノ基からなる群より選択される１個以上（好ましくは、１個、２個、３個、４個、又は５個）の置換基で置換されていてもよいアリール基を表し；
Ｒ１は、
ハロゲン原子、アルコキシ基、及びアリール基からなる群より選択される１個以上（好ましくは、１個、２個、３個、４個、又は５個）の置換基で置換されていてもよいアルキル基、
ハロゲン原子、アルコキシ基、及びアリール基からなる群より選択される１個以上（好ましくは、１個、２個、３個、４個、又は５個）の置換基で置換されていてもよいアルコキシ基、又は
芳香族基を表し；及び
環Ａ１は、
Ｃ６０フラーレンを表す。］
で表されるＣ６０フラーレン誘導体（本明細書中、Ｃ６０フラーレン誘導体（１）と称する場合がある。）；及び
式（２）：
［式中、
Ａｒ２は、
ハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基、エーテル基、及びシアノ基からなる群より選択される１個以上（好ましくは、１個、２個、３個、４個、又は５個）の置換基で置換されていてもよいアリール基を表し；
Ｒ２は、
ハロゲン原子、アルコキシ基、及びアリール基からなる群より選択される１個以上（好ましくは、１個、２個、３個、４個、又は５個）の置換基で置換されていてもよいアルキル基、
ハロゲン原子、アルコキシ基、及びアリール基からなる群より選択される１個以上（好ましくは、１個、２個、３個、４個、又は５個）の置換基で置換されていてもよいアルコキシ基、又は
芳香族基を表し；及び
環Ａ２は、
Ｃ７０フラーレンを表す。］
で表されるＣ７０フラーレン誘導体（本明細書中、Ｃ７０フラーレン誘導体（２）と称する場合がある。）
を含有する。
Ａｒ１は、好適に、フッ素原子、アルキル基、及びアルコキシ基からなる群より選択される１個以上（好ましくは、１個、２個、３個、４個、又は５個）の置換基で置換されていてもよい炭素数６〜１０のアリール基であることができる。
Ａｒ１は、より好適に、フッ素原子、炭素数６〜１８のアルキル基（好ましくは、炭素数６〜１２のアルキル基）、及び炭素数６〜１８のアルコキシ基（好ましくは、炭素数６〜１２のアルコキシ基）からなる群より選択される１個以上（好ましくは、１個、２個、３個、４個、又は５個）の置換基で置換されていてもよいフェニル基であることができる。
Ａｒ１において、ピロリジン環に結合しているフェニル基（当該フェニル基は、前記ナフチル基中のフェニル部分であってもよい。）は、好適に、オルト位、メタ位、又はパラ位に、置換基としてのフッ素原子を有することができる。
Ａｒ１は、更に好適に、フェニル基であることができる。
前記「ハロゲン原子、アルコキシ基、及びアリール基からなる群より選択される１個以上の置換基」は、好ましくは、Ｒ１の１位の原子（すなわち、式（１）に表されているピロリジン環に結合している原子）上には、存在しない。
Ｒ１は、好適に、（１）アルキル基、又は（２）フッ素原子、アルキル基、及びアルコキシ基からなる群より選択される１個以上（好ましくは、１個、２個、３個、４個、又は５個）の置換基で置換されていてもよい芳香族基であることができる。
Ｒ１は、より好適に、（１）炭素数６〜１８のアルキル基（好ましくは、炭素数６〜１２のアルキル基）、又は（２）フッ素原子、アルキル基、及びアルコキシ基からなる群より選択される１個以上（好ましくは、１個、２個、３個、４個、又は５個）の置換基で置換されていてもよい炭素数６〜１０のアリール基であることができる。
Ｒ１は、更に好適に、炭素数６〜１２のアルキル基、又はフェニル基であることができる。
本発明の好適な一態様では、
Ａｒ１は、フッ素原子、アルキル基、及びアルコキシ基からなる群より選択される１個以上（好ましくは、１個、２個、３個、４個、又は５個）の置換基で置換されていてもよい炭素数６〜１０のアリール基であることができ、且つ
Ｒ１は、（１）アルキル基、又は（２）フッ素原子、アルキル基、及びアルコキシ基からなる群より選択される１個以上（好ましくは、１個、２個、３個、４個、又は５個）の置換基で置換されていてもよい芳香族基であることができる。
本発明のより好適な一態様では、
Ａｒ１は、フッ素原子、炭素数６〜１８のアルキル基（好ましくは、炭素数６〜１２のアルキル基）、及び炭素数６〜１８のアルコキシ基（好ましくは、炭素数６〜１２のアルコキシ基）からなる群より選択される１個以上（好ましくは、１個、２個、３個、４個、又は５個）の置換基で置換されていてもよいフェニル基であることができ、且つ
Ｒ１は、（１）炭素数６〜１８のアルキル基（好ましくは、炭素数６〜１２のアルキル基）、又は（２）フッ素原子、アルキル基、及びアルコキシ基からなる群より選択される１個以上（好ましくは、１個、２個、３個、４個、又は５個）の置換基で置換されていてもよい炭素数６〜１０のアリール基であることができる。
本発明の更に好適な一態様では、
Ａｒ１は、フェニル基であることができ、且つ
Ｒ１は、炭素数６〜１２のアルキル基、又はフェニル基であることができる。
Ａｒ２は、好適に、フッ素原子、アルキル基、及びアルコキシ基からなる群より選択される１個以上（好ましくは、１個、２個、３個、４個、又は５個）の置換基で置換されていてもよい炭素数６〜１０のアリール基であることができる。
Ａｒ２は、より好適に、フッ素原子、炭素数６〜１８のアルキル基（好ましくは、炭素数６〜１２のアルキル基）、及び炭素数６〜１８のアルコキシ基（より好ましくは、炭素数６〜１２のアルコキシ基）からなる群より選択される１個以上（好ましくは、１個、２個、３個、４個、又は５個）の置換基で置換されていてもよいフェニル基であることができる。
Ａｒ２において、ピロリジン環に結合しているフェニル基（当該フェニル基は、前記ナフチル基中のフェニル部分であってもよい。）は、好適に、オルト位、メタ位、又はパラ位に、置換基としてのフッ素原子を有することができる。
Ａｒ２は、更に好適に、フェニル基であることができる。
前記「ハロゲン原子、アルコキシ基、及びアリール基からなる群より選択される１個以上の置換基」は、好ましくは、Ｒ２の１位の原子（すなわち、式（２）に表されているピロリジン環に結合している原子）上には、存在しない。
Ｒ２は、好適に、（１）アルキル基、又は（２）フッ素原子、アルキル基、及びアルコキシ基からなる群より選択される１個以上（好ましくは、１個、２個、３個、４個、又は５個）の置換基で置換されていてもよい芳香族基であることができる。
Ｒ２は、より好適に、（１）炭素数６〜１８のアルキル基（好ましくは、炭素数６〜１２のアルキル基）、又は（２）フッ素原子、アルキル基、及びアルコキシ基からなる群より選択される１個以上（好ましくは、１個、２個、３個、４個、又は５個）の置換基で置換されていてもよい炭素数６〜１０のアリール基であることができる。
Ｒ２は、更に好適に、炭素数６〜１２のアルキル基、又はフェニル基であることができる。
本発明の好適な一態様では、
Ａｒ２は、フッ素原子、アルキル基、及びアルコキシ基からなる群より選択される１個以上（好ましくは、１個、２個、３個、４個、又は５個）の置換基で置換されていてもよい炭素数６〜１０のアリール基であることができ、且つ
Ｒ２は、（１）アルキル基、又は（２）フッ素原子、アルキル基、及びアルコキシ基からなる群より選択される１個以上（好ましくは、１個、２個、３個、４個、又は５個）の置換基で置換されていてもよい芳香族基であることができる。
本発明のより好適な一態様では、
Ａｒ２は、フッ素原子、炭素数６〜１８のアルキル基（好ましくは、炭素数６〜１２のアルキル基）、及び炭素数６〜１８のアルコキシ基（より好ましくは、炭素数６〜１２のアルコキシ基）からなる群より選択される１個以上（好ましくは、１個、２個、３個、４個、又は５個）の置換基で置換されていてもよいフェニル基であることができ、且つ
Ｒ２は、（１）炭素数６〜１８のアルキル基（好ましくは、炭素数６〜１２のアルキル基）、又は（２）フッ素原子、アルキル基、及びアルコキシ基からなる群より選択される１個以上（好ましくは、１個、２個、３個、４個、又は５個）の置換基で置換されていてもよい炭素数６〜１０のアリール基であることができる。
本発明の更に好適な一態様では、
Ａｒ２は、フェニル基であることができ、且つ
Ｒ２は、炭素数６〜１２のアルキル基、又はフェニル基であることができる。
Ａｒ１、及びＡｒ２は、好適に同一であることができ、且つＲ１、及びＲ２は、好適に同一であることができる。本明細書中、Ａｒ１、及びＡｒ２が同一であり、且つＲ１、及びＲ２が同一であり、但し、フラーレンの炭素数が異なる関係の誘導体を、「同種の誘導体」と称する場合がある。本明細書中、Ａｒ１、及びＡｒ２が異なり、及び／又はＲ１、及びＲ２が異なり、更に、フラーレンの炭素数が異なる関係の誘導体を「異種の誘導体」と称する場合がある。
すなわち、式（１）中の部分構造式（１−１）：
で表される部分と、
式（２）中の部分構造式（２−１）：
で表される部分とは、好適に、同一であることができる。
この場合、本発明の組成物は、特に低コストで製造することができる。
本発明の組成物における、Ｃ６０フラーレン誘導体（１）及びＣ７０フラーレン誘導体（２）の含有量の比は、例えば、モル比で、９９．９９９：０．００１〜０．００１：９９．９９９、９９．９９：０．０１〜０．０１：９９．９９、９９．９：０．１〜０．１：９９．９、９９：１〜１：９９、９５：５〜５：９５、９０：１０〜１０：９０、又は８０：２０〜２０：８０であることができる。
当該Ｃ６０フラーレン誘導体（１）及びＣ７０フラーレン誘導体（２）の含有量の比は、好ましくは、８０：２０〜５０：５０、より好ましくは、８０：２０〜６０：４０であることができる。
本発明の組成物における、Ｃ６０フラーレン誘導体（１）の含有量は、例えば、０．００１〜９９．９９９質量％、０．０１〜９９．９９質量％、０．１〜９９．９質量％、１〜９９質量％、５〜９５質量％、１０〜９０質量％、又は２０〜８０質量％であることができる。
当該Ｃ６０フラーレン誘導体（１）の含有量は、好ましくは、５０〜８０質量％、及び
より好ましくは、６０〜８０質量％であることができる。
本発明の組成物における、Ｃ７０フラーレン誘導体（２）の含有量は、例えば、０．００１〜９９．９９９質量％、０．０１〜９９．９９質量％、０．１〜９９．９質量％、１〜９９質量％、５〜９５質量％、１０〜９０質量％、又は２０〜８０質量％であることができる。
当該Ｃ７０フラーレン誘導体（２）の含有量は、好ましくは、２０〜５０質量％、及び
より好ましくは、２０〜４０質量％であることができる。
本発明の組成物は、Ｃ６０フラーレン誘導体（１）、及びＣ７０フラーレン誘導体（２）から実質的になることができる。
本発明の組成物は、Ｃ６０フラーレン誘導体（１）、及びＣ７０フラーレン誘導体（２）からなることができる。
本発明の組成物は、Ｃ６０フラーレン誘導体（１）、及びＣ７０フラーレン誘導体（２）の混合物であることができる。
本発明の組成物は、本発明の効果が著しく損なわれない限り、Ｃ６０フラーレン誘導体（１）及びＣ７０フラーレン誘導体（２）以外の物質を含有していてもよい。
このような物質としては、例えば、溶媒、及び添加物が挙げられる。
当該溶媒としては、例えば、二硫化炭素、クロロホルム、ジクロロエタン、トルエン、キシレン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン等が挙げられる。これらの溶媒は、適当な割合で混合して用いてもよい。当該溶媒としては、クロロホルム、トルエン、キシレン、又はクロロベンゼン、ｏ−ジクロロベンゼン、ブロモベンゼン等が好ましく、トルエン、キシレン、クロロベンゼン等が特に好ましい。
当該溶媒は、１種単独、又は２種以上の組み合わせであることができる。
組成物の製造方法
本発明の組成物は、例えば、以下の製造方法、又はこれに準じる方法により、製造できる。
Ｃ６０フラーレン誘導体（１）、及びＣ７０フラーレン誘導体（２）を含有する組成物は、公知のフラーレン誘導体の製造方法（例えば、特許文献３に記載の方法）、又はこれに準じる方法によって製造できる。
当該組成物は、具体的には、例えば、下記のスキームの方法に従って、Ｃ６０フラーレン誘導体（１）、及びＣ７０フラーレン誘導体（２）を同時に合成することによって、製造できる。
当該スキーム中、工程Ａに用いられるフラーレン（ｃ）は、Ｃ６０フラーレン、及びＣ７０フラーレンの混合物である。このようなフラーレン（ｃ）としては、例えば、不純物としてＣ７０フラーレンを含有するＣ６０フラーレンであることができる。
当該スキーム中、工程Ａで得られる、式（Ａ）で表される化合物（以下、フラーレン誘導体（Ａ）と称する場合がある。）は、Ｃ６０フラーレン誘導体（１）、及びＣ７０フラーレン誘導体（２）の混合物である。
式（ａ）中の記号Ｒは、式（１）中の記号Ｒ１、及び式（２）中の記号Ｒ２と対応する。
式（ｂ）中の記号Ａｒは、式（１）中の記号Ａｒ１、及び式（２）中の記号Ａｒ２と対応する。
式（Ａ）中の記号Ａは、式（１）中の記号Ａ１、及び式（２）中の記号Ａ２と対応する。
＜工程Ａ＞
工程Ａでは、Ｎ−置換グリシン（ｂ）を、アルデヒド（ａ）、及びフラーレン（ｃ）と反応させて、フラーレン誘導体（Ａ）を得る。工程Ａでは、Ｃ６０フラーレンからＣ６０フラーレン誘導体（１）が得られ、及びＣ７０フラーレンからＣ７０フラーレン誘導体（２）が得られる。
工程Ａに用いられるフラーレン（ｃ）は、本発明の効果が著しく失われない限り、Ｃ６０フラーレン、及びＣ７０フラーレン以外の不純物を含有していてもよい。
工程Ａに用いられるアルデヒド（ａ）は、１種、又は２種以上のアルデヒドの混合物であることができる。このような２種以上のアルデヒドの混合物としては、例えば、不純物として他のアルデヒドを含有するアルデヒドであることができる。工程Ａに用いられるアルデヒド（ａ）は、例えば、Ｒ１−ＣＨＯ、及びＲ２−ＣＨＯの混合物であってもよい。
工程Ａに用いられるアルデヒド（ａ）は、本発明の効果が著しく失われない限り、式（ａ）で表されるアルデヒド以外の不純物を含有していてもよい。
工程Ａに用いられるＮ−置換グリシン（ｂ）は、１種、又は２種以上のＮ−置換グリシンの混合物であることができる。工程Ａに用いられるＮ−置換グリシン（ｂ）は、Ａｒ１−ＮＨ−ＣＨ２−ＣＯＯＨ、及びＡｒ２−ＮＨ−ＣＨ２−ＣＯＯＨの混合物であってもよい。このような２種以上のＮ−置換グリシンの混合物としては、例えば、不純物として他のＮ−置換グリシンを含有するＮ−置換グリシンであることができる。
工程Ａに用いられるＮ−置換グリシンは、本発明の効果が著しく失われない限り、式（ｂ）で表されるＮ−置換グリシン以外の不純物を含有していてもよい。
アルデヒド（ａ）、Ｎ−置換グリシン（ｂ）、及びフラーレン（ｃ）の量比は任意だが、収率を高くする観点から、フラーレン（ｃ）の１モルに対して、アルデヒド化合物（ａ）、及びＮ−置換グリシン（ｂ）を、それぞれ、通常、０．１〜１０モル、好ましくは、０．５〜２モルの量で用いる。
当該反応は、無溶媒又は溶媒中で行われる。
当該溶媒としては、例えば、二硫化炭素、クロロホルム、ジクロロエタン、トルエン、キシレン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン等が挙げられる。これらの溶媒は、適当な割合で混合して用いてもよい。当該溶媒としては、クロロホルム、トルエン、キシレン、又はクロロベンゼン、ｏ−ジクロロベンゼン、ブロモベンゼン等が好ましく、トルエン、キシレン、クロロベンゼン等が特に好ましい。
反応温度は、通常、室温〜約１５０℃の範囲内であり、好ましくは、約８０〜約１２０℃の範囲内である。ここで、室温は、１５〜３０℃の範囲内であることができる。
反応時間は、通常、約１時間〜約４日間の範囲内であり、好ましくは、約１０〜約２４時間の範囲内である。
当該反応は、好ましくは、還流下、攪拌しながら、実施される。
当該工程Ａで用いられる、アルデヒド（ａ）、Ｎ−置換グリシン（ｂ）、及びフラーレン（ｃ）は、それぞれ公知の化合物であり、公知の方法（例えば、特許文献３に記載の方法）、又はこれに準じた方法によって合成するか、商業的に入手可能である。
所望により、工程Ａで得られたフラーレン誘導体（Ａ）を、精製する。
当該精製は、慣用の精製方法で実施すればよい。
具体的には、例えば、当該精製は、次の方法で実施できる。
得られたフラーレン誘導体（Ａ）を、シリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、その後、更にＨＰＬＣ（分取ＧＰＣ）で精製する。当該シリカゲルカラムクロマトグラフィーの展開溶媒としては、例えば、ヘキサン−クロロホルム、ヘキサン−トルエン、又はヘキサン−二硫化炭素が好ましい。当該ＨＰＬＣ（分取ＧＰＣ）の展開溶媒としては、例えば、クロロホルム、又はトルエン等が好ましく、クロロホルムが特に好ましい。
このようにして精製したフラーレン誘導体（Ａ）を、所望により、溶媒洗浄、及び再結晶により、更に精製してもよい。
当該溶媒洗浄では、好ましくは、前記で精製したフラーレン誘導体（Ａ）の固体を異なる溶媒で２回以上洗浄する。当該洗浄は、例えば、前記で精製したフラーレン誘導体（Ａ）の固体をナスフラスコ等の容器に採り、慣用の方法で実施すればよい。当該２回以上の洗浄は、好ましくは比較的極性の高い溶媒（例、メタノール、及びアセトン）による洗浄及び比較的極性の低い溶媒（例、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、及びヘキサン）を含む。当該溶媒洗浄は、好ましくは、残存溶媒を減少させる目的で、極性の高い溶媒による溶媒洗浄から先に実施される。当該溶媒洗浄は、具体的に特に好ましくは、順に、メタノール、アセトン、ジクロロメタン、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、及びヘキサンで洗浄することによって実施される。
再結晶は、好ましくは、例えば、ヘキサン−クロロベンゼン、又はヘキサン−二硫化炭素から行われる。
当該溶媒洗浄、及び再結晶の精製法と組み合わせて、又は別法として、フラーレン分離用ＨＰＬＣカラムにより精製することも有効である。フラーレン分離用のＨＰＬＣカラムは、商業的に入手可能であり、その例としては、コスモシールＢｕｃｋｙｐｒｅｐシリーズ（ナカライテスク社）が挙げられる。当該カラム精製は、必要に応じて２回以上行ってもよい。
フラーレン分離専用のＨＰＬＣカラムによる精製に用いられる溶媒としては、トルエン、及びクロロホルム等からなる群より選択される１種以上が挙げられる。
このようにして更に精製されたフラーレン誘導体（Ａ）から、溶媒を除去する。溶媒の除去は、好ましくは、上澄みの溶媒の除去後、前記フラーレン誘導体（Ａ）の固体に残った溶媒をエバポレーションで除去し、更に減圧下（例、１０ｍｍＨｇ以下、より好ましくは１ｍｍＨｇ以下）で、加熱乾燥（例、６０〜１００℃、８〜２４時間乾燥）する。
適用
ｎ型半導体材料
本発明の組成物は、ｎ型半導体材料として好適に使用できる。すなわち、本発明の組成物は、ｎ型半導体材料であることができ、及び、本発明の一態様は、ｎ型半導体材料である。
本発明のｎ型半導体材料は、太陽電池の発電層のｎ型半導体として高い変換効率を示すので、特に有機薄膜太陽電池等の光電変換素子用のｎ型半導体材料として好適に使用できる。
有機薄膜太陽電池等においては、本発明のｎ型半導体材料は、通常、有機ｐ型半導体材料（有機ｐ型半導体化合物）と組み合わせて用いられる。
当該有機ｐ型半導体材料としては、例えば、ポリ−３−ヘキシルチオフェン（Ｐ３ＨＴ）、ポリ−ｐ−フェニレンビニレン、ポリ−アルコキシ−ｐ−フェニレンビニレン、ポリ−９，９−ジアルキルフルオレン、ポリ−ｐ−フェニレンビニレンなどが挙げられる。
これらは太陽電池としての検討例が多く、かつ入手が容易であるので、容易に安定した性能のデバイスを得ることができる。
また、より高い変換効率を得るためには、バンドギャップを狭くすることで（ローバンドギャップ）長波長光の吸収を可能にした、ドナーアクセプター型π共役高分子が有効である。
これらドナーアクセプター型π共役高分子は、ドナーユニットとアクセプターユニットとを有し、これらが交互に配置された構造を有する。
ここで用いられるドナーユニットとしては、ベンゾジチオフェン、ジチエノシロール、Ｎ−アルキルカルバゾールが、またアクセプターユニットとしては、ベンゾチアジアゾール、チエノチオフェン、チオフェンピロールジオンなどが挙げられる。
具体的には、これらのユニットを組み合わせた、ポリ（チエノ［３，４−ｂ］チオフェン−ｃｏ−ベンゾ［１，２−ｂ：４，５−ｂ’］チオフェン）（ＰＴＢｘシリーズ）、ポリ（ジチエノ［１，２−ｂ：４，５−ｂ’］［３，２−ｂ：２’，３’−ｄ］シロール−ａｌｔ−（２，１，３−ベンゾチアジアゾール）類などの高分子化合物が挙げられる。
これらのうちでも、好ましいものとしては、
（１）ポリ（｛４，８−ビス［（２−エチルヘキシル）オキシ］ベンゾ［１，２−ｂ：４，５−ｂ’］ジチオフェン−２，６−ジイル｝｛３−フルオロ−２−［（２−エチルヘキシル）カルボニル］チエノ［３，４−ｂ］チオフェンジイル｝）（ＰＴＢ７、構造式を以下に示す）、
（２）ポリ［（４，８−ジ（２−エチルヘキシルオキシ）ベンゾ［１，２−ｂ：４，５−ｂ’］ジチオフェン）−２，６−ジイル−ａｌｔ−（（５−オクチルチエノ［３，４−c］ピロール−４，６−ジオン）−１，３−ジイル）（ＰＢＤＴＴＰＤ、構造式を以下に示す）、
（３）ポリ［（４，４’−ビス（２−エチルヘキシル）ジチエノ［３，２−ｂ：２’，３’−ｄ］シロール）−２，６−ジイル−alt−（２，１，３−ベンゾチアジアゾール）−４，７−ジイル］（ＰＳＢＴＢＴ、構造式を以下に示す）、
（４）ポリ［Ｎ−９’’−ヘプタデカニル−２，７−カルバゾール−アルト−５，５−（４’，７’−ジ−２−チエニル−２’，１’，３’−ベンゾチアジアゾール）］（ＰＣＤＴＢＴ、構造式を以下に示す）、及び
（５）ポリ［１−（６−｛４，８−ビス［（２−エチルヘキシル）オキシ］−６−メチルベンゾ［１，２−ｂ：４，５−ｂ’］ジチオフェン−２−イル｝｛３−フルオロ−４−メチルチエノ［３，４−ｂ］チオフェン−２−イル｝−１−オクタノン）（ＰＢＤＴＴＴ−ＣＦ、構造式を以下に示す）
などが挙げられる。
なかでも、より好ましい例としては、アクセプターユニットとしてチエノ［３，４−ｂ］チオフェンの３位にフッ素原子を有するＰＴＢ系化合物が挙げられ、特に好ましくい例としては、ＰＢＤＴＴＴ−ＣＦ及びＰＴＢ７が挙げられる。
（当該式中、ｎは繰り返し数を表す。）
（当該式中、ｎは繰り返し数を表す。）
（当該式中、ｎは繰り返し数を表す。）
（当該式中、ｎは繰り返し数を表す。）
（当該式中、ｎは繰り返し数を表す。）
本発明のｎ型半導体材料を、前記の有機ｐ型半導体材料（好ましくは、例えば、Ｐ３ＨＴ、又はドナーアクセプター型π共役高分子材料、より好ましくは、例えば、ＰＴＢ７などのＰＴＢシリーズ）との組み合わせにおいて、用いて調製された有機発電層は、ＰＣＢＭを始めとするフラーレン誘導体からなる既存のｎ型半導体材料を用いた場合よりも高い変換効率を発現できる。
本発明のｎ型半導体材料は、各種の有機溶媒に対して良好な溶解性を示すので、塗布法による有機発電層の調製が可能であり、大面積の有機発電層の調製も容易である。
また、本発明のｎ型半導体材料は、有機ｐ型半導体材料との相溶性が良好であって、且つ適度な自己凝集性を有する。このため、当該フラーレン誘導体をｎ型半導体材料（有機ｎ型半導体材料）としてバルクジャンクション構造の有機発電層を容易に形成する。この有機発電層を用いることによって、高い変換効率を有する有機薄膜太陽電池、或いは光センサーを得ることができる。
本発明のｎ型半導体材料は、ｎ型半導体材料として単独で用いられることが好ましいが、他のｎ型半導体材料と組み合わせても用いられ得る。すなわち、本発明のｎ型半導体材料は、本発明のｎ型半導体材料と他のｎ型半導体材料との混合物として用いてもよい。言うまでも無いが、このような組み合わせ、又は混合物の使用も、本発明のｎ型半導体材料の使用である。
よって、本発明のｎ型半導体材料として用いることによって、低コストで優れた性能を有する有機薄膜太陽電池を作製することが可能となる。
また、本発明のｎ型半導体材料を含有する（又は、からなる）有機発電層の別の応用として、デジタルカメラ用イメージセンサーがある。デジタルカメラの高機能化（高精細化）の要求に対して、既存のシリコン半導体からなるイメージセンサーには、感度低下の課題が指摘されている。これに対して、光感度の高い有機材料からなるイメージセンサーにより、高感度と高精細化が可能になると期待されている。このようなセンサーの受光部を構築する材料には、光を感度良く吸収し、ここから電気信号を高効率で発生させることが求められる。このような要求に対して、本発明のｎ型半導体材料を含有する（又は、からなる）有機発電層は、可視光を効率良く電気エネルギーに変換できるので、上記イメージセンサー受光部材料としても、高い機能を発現できる。
有機発電層
本発明の有機発電層は、本発明のｎ型半導体材料及びｐ型半導体材料を含有する。
本発明の有機発電層は、好ましくは、本発明のｎ型半導体材料及びｐ型半導体材料からなる。
本発明の有機発電層は、光変換層（光電変換層）であることができる。
本発明の有機発電層においては、好ましくは、本発明のｎ型半導体材料と前記有機ｐ型半導体材料とがバルクヘテロジャンクション構造を形成している。
当該有機発電層の薄膜形成において、本発明のｎ型半導体材料は、有機ｐ型半導体材料（好ましくは、Ｐ３ＨＴ、又はドナーアクセプター型π共役高分子材料）との相溶性が良好であって、且つ適度な自己凝集性を有するので、本発明によれば、本発明のｎ型半導体材料及び有機ｐ型半導体材料を含有し、かつバルクヘテロジャンクション構造を有する有機発電層を容易に得ることができる。
本発明の有機発電層は、更に、ジヨードオクタン、又はオクタンジチオールを含有する。これにより、本発明の有機発電層は高いエネルギー変換効率をもたらす。このことは、後述するように、本発明のｎ型半導体材料と前記有機ｐ型半導体材料とがバルクヘテロジャンクション構造を形成することによると考えられるが、本発明はこれに限定されるものではない。
本発明の有機発電層は、例えば、本発明のｎ型半導体材料及び前記有機ｐ型半導体材料を有機溶媒（添加剤を含有してもよい）に溶解させ、得られた溶液から、スピンコート法、キャスト法、ディッピング法、インクジェット法、及びスクリーン印刷法等の公知の薄膜形成方法を採用して、基板上に薄膜を形成することにより、調製できる。
前記有機溶媒の主成分（すなわち、後述する添加剤以外の成分である、溶媒としての成分）は、例えば、クロロホルム、トルエン及びクロロベンゼンからなる群より選択される１種又は２種以上である。
前記有機溶媒は、好ましくは、添加剤として、ジヨードオクタン、又はオクタンジチオールを含有する。このことにより、より高いエネルギー変換効率を与える有機発電層を形成できる。これは、本発明のｎ型半導体材料と前記有機ｐ型半導体材料とがバルクヘテロジャンクション構造を形成することによると考えられる。前記有機溶媒におけるジヨードオクタン、又はオクタンジチオールの含有量は通常１〜５％（ｖ／ｖ）であり、好ましくは、２〜４％（ｖ／ｖ）、特に好ましくは３％（ｖ／ｖ）である。
ｎ型半導体及びｐ型半導体から成る有機発電層において、有効なバルクヘテロジャンクション構造を形成させるために、有機薄膜形成後にアニールする場合がある。特にｐ型半導体材料としてＰ３ＨＴ、ポリ−ｐ−フェニレンビニレン、ポリ−アルコキシ−ｐ−フェニレンビニレン、ポリ−９，９−ジアルキルフルオレン、ポリ−ｐ−フェニレンビニレンなどを用いる場合には、例えば、８０〜１３０℃で１０〜３０分間程度の条件でアニールを行なうことで、変換効率の向上が図れる。
一方で、ＰＴＢ７などのドナーアクセプター型π共役高分子をｐ型半導体材料に用いた場合には、アニールの必要は無い。
有機薄膜太陽電池
本発明の有機薄膜太陽電池は、前記で説明した本発明の有機発電層を備える。
このため、本発明の有機薄膜太陽電池は、高いエネルギー変換効率を有する。
当該有機薄膜太陽電池の構造は特に限定されず、公知の有機薄膜太陽電池と同様の構造であることができ、及び本発明の有機薄膜太陽電池は、公知の有機薄膜太陽電池の製造方法に従って製造できる。
当該フラーレン誘導体を含む有機薄膜太陽電池の一例としては、例えば、基板上に、透明電極（陽極）、陽極側電荷輸送層、有機発電層、陰極側電荷輸送層及び対極（陰極）が順次積層された構造の太陽電池を例示できる。当該有機発電層は、好ましくは、有機ｐ型半導体材料、及びｎ型半導体材料としての本発明のフラーレン誘導体を含有し、バルクヘテロジャンクション構造を有する半導体薄膜層（すなわち、光電変換層）である。このような構造の太陽電池において、有機発電層以外の各層の材料としては、公知の材料を適宜使用できる。具体的には、電極の材料としては、例えば、アルミニウム、金、銀、銅、及び酸化インジウム（ＩＴＯ）等が挙げられる。電荷輸送層の材料としては、例えば、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ（ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）：ポリ（４−スチレンスルフォネート））等が挙げられる。
光センサー
上記のように、本発明で得られる光電変換層は、デジタルカメラの高機能製品における、イメージセンサー用受光部として有効に機能する。従来のシリコンフォトダイオードを用いた光センサーに比較して、明るいところで白トビが起こらず、また暗いところでもはっきりした映像を得ることができる。このため、従来のカメラより高品位の映像を得ることができる。光センサーは、シリコン基板、電極、光受光部（当該光受光部は、光電変換層からなる。）、カラーフィルター、及びマイクロレンズから構成される。当該受光部の厚さは数１００nm程度であることができ、従来のシリコンフォトダイオードの数分の１の厚さで構成され得る。
電界効果型コンデンサ
また、本発明の、フラーレン誘導体（１）を含有するｎ型半導体材料は、耐酸性を有するので、電界効果型コンデンサ（例、有機電界効果トランジスタ（ＯＦＥＴ））用のｎ型半導体材料として有用である。
本発明の一態様は、ｎ型半導体材料を含有する薄膜を有する電界効果型コンデンサである。
当該薄膜は、公知の方法に準じて製造できる。
具体的には、例えば、フラーレン誘導体（１）を、有機溶媒に溶解し、スピンコート法、キャスト法、ディッピング法、インクジェット法、及びスクリーン印刷法等の公知の薄膜形成方法によって、例えばｐ型ドープ基板上に薄膜を形成することにより、本発明のフラーレン誘導体を含有するｎ型半導体薄膜が得られる。
当該有機溶媒としては、例えば、クロロホルム、ジクロロメタン、二硫化炭素、トルエン、キシレン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、ブロモベンゼン及びトリクロロベンゼン等を用いることができる。当該溶媒は、１種を単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
電子輸送材料
本発明の組成物は、電子輸送材料として好適に使用できる。すなわち、本発明の組成物は、電子輸送材料であることができ、及び、本発明の一態様は、電子輸送材料である。
電子輸送層
本発明の電子輸送層は、本発明の電子輸送材料を含有する。
ペロブスカイト太陽電池
本発明のペロブスカイト太陽電池は、本発明の電子輸送層を備える。
また、本発明の、フラーレン誘導体（１）からなるｎ型半導体材料は、空気中での安定性が高いので前記の用途の他にも、半導体材料（これは、ｎ型半導体材料を包含する）として、種々の用途（例、発光素子（例、ＥＬ素子）、熱電素子、集電材料、圧電材料）に有用である。
以下、実施例によって本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
ｎ型半導体材料用の化合物として、以下のＣ６０フラーレン誘導体、及びＣ７０フラーレン誘導体を用意した。
化合物を表す各略号における数字「６０」、及び「７０」は、それぞれ、Ｃ６０フラーレン、及びＣ７０フラーレンを表す。
機能評価（太陽電池）
以下に示す手順により太陽電池を作製し、性能評価を行なった。
ｎ型半導体材料として表１に記載の各材料を用い、ｐ型半導体材料としてＰＴＢ７を用い（重量比１．５：１）、電荷輸送層材料としてＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ（ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）：ポリ（４−スチレンスルフォネート））を用い、及び電極として、ＩＴＯ（酸化インジウムスズ）（陽極）及びアルミニウム（陰極）を用いて、後記の方法で試験用太陽電池を作製し、及びその性能を評価した。
なお、表１中のモル％は、Ｃ６０フラーレン誘導体、及びＣ７０フラーレン誘導体の合計量を１００モル％とした場合の値である。
（１）試験用太陽電池の作製
以下の手順により試験用太陽電池を作製した。
１）基板の前処理
２）ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ薄膜の作製
スピンコート法製膜装置を用い、前記１）で前処理を施したＩＴＯガラス板上に、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ混合溶液から、電荷輸送層としてのＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ薄膜を形成させた。
形成されたＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ薄膜の膜厚が約３０ｎｍになるようにスピンコートした。
３）アニーリング
前記２）で得た、表面上にＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ薄膜を配置されたＩＴＯ板を、１３５℃、及び大気雰囲気の条件下でホットプレートの上に置いて、１０分間、アニーリングした。アニーリング後、室温まで冷却した。
４）有機半導体膜の作製
ＰＴＢ７とｎ型半導体材料を含有する溶液を、前記ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ薄膜上にスピンコートして、厚さ約１００〜１５０ｎｍの有機半導体薄膜（光変換層）を有する積層体を得た。
前記溶液における溶媒としては、ジクロロベンゼン（ジヨードオクタンを３％（ｖ／ｖ）添加）を用いた。
５）金属電極の真空蒸着
小型高真空蒸着装置を用い、前記４）で作製した積層体を高真空蒸着装置中のマスクの上に置き、陰極として３０ｎｍのカルシウム層と８０ｎｍのアルミニウム層を順次蒸着した。
（２）擬似太陽光照射による電流測定
擬似太陽光照射による電流測定には、ソースメーター、電流電圧計測ソフト及び疑似太陽光照射装置を用いた。
前記（１）で作製した各試験用太陽電池に対して１００ｍWの疑似太陽光を照射して、発生した電流と電圧を測定して、以下の式によりエネルギー変換効率を算出した。
エネルギー変換効率の測定結果を表１に示した。尚、変換効率は、下記式により求めた値である。
変換効率η（％）＝ＦＦ（Ｖｏｃ×Ｊｓｃ／Ｐｉｎ）×１００
ＦＦ：曲線因子、Ｖｏｃ：開放電圧、Ｊｓｃ：短絡電流、Ｐｉｎ：入射光強度（密度）
比較例１−１、比較例１−２、及び参照例１−１を対比すると、６０ＭＮＰに、同種の誘導体７０ＭＮＰを添加した場合も、異種の誘導体７０ＰＮＰを添加した場合も、いずれも、エネルギー変換効率が低下したことが理解される。
実施例２−１、実施例２−２、参照例２−１、及び参照例２−２を対比すると、６０ＨＮＰを用いた場合に比べて、７０ＨＮＰを用いた場合はエネルギー変換効率がかなり低いにも関わらず、６０ＨＮＰに同種の誘導体７０ＨＮＰを添加した場合、６０ＨＮＰのみを用いた場合と同等にエネルギー変換効率が維持されたことが理解される。
同様に、異種の誘導体７０ＰＮＰを添加した場合も、６０ＨＮＰのみを用いた場合と同等にエネルギー変換効率が維持された。
実施例３−１、及び参照例３−１を対比すると、６０ＰＮＰに同種の誘導体７０ＰＮＰを添加した場合、６０ＰＮＰと同等にエネルギー変換効率が維持されたことが理解される。

Claims (13)

  1. 式（１）：
    ［式中、
    Ａｒ１は、
    ハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基、エーテル基、及びシアノ基からなる群より選択される１個以上の置換基で置換されていてもよいアリール基を表し；
    Ｒ１は、
    ハロゲン原子、アルコキシ基、及びアリール基からなる群より選択される１個以上の置換基で置換されていてもよいアルキル基、
    ハロゲン原子、アルコキシ基、及びアリール基からなる群より選択される１個以上の置換基で置換されていてもよいアルコキシ基、又は
    芳香族基を表し；及び
    環Ａ１は、
    Ｃ６０フラーレンを表す。］
    で表されるＣ６０フラーレン誘導体；及び
    式（２）：
    ［式中、
    Ａｒ２は、
    ハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基、エーテル基、及びシアノ基からなる群より選択される１個以上の置換基で置換されていてもよいアリール基を表し；
    Ｒ２は、
    ハロゲン原子、アルコキシ基、及びアリール基からなる群より選択される１個以上の置換基で置換されていてもよいアルキル基、
    ハロゲン原子、アルコキシ基、及びアリール基からなる群より選択される１個以上の置換基で置換されていてもよいアルコキシ基、又は
    芳香族基を表し；及び
    環Ａ２は、
    Ｃ７０フラーレンを表す。］
    で表されるＣ７０フラーレン誘導体
    を含有する組成物。
  2. Ａｒ１が、フェニル基である請求項１に記載の組成物。
  3. Ｒ１が、アルキル基、又はフェニル基である請求項１、又は２に記載の組成物。
  4. Ａｒ２が、フェニル基である請求項１〜３のいずれか１項に記載の組成物。
  5. Ｒ２が、アルキル基、又はフェニル基である請求項１〜４のいずれか１項に記載の組成物。
  6. Ａｒ１、及びＡｒ２が、同一であり、且つＲ１、及びＲ２が同一である、請求項１〜５のいずれか１項に記載の組成物。
  7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の組成物を含有するｎ型半導体材料。
  8. 有機薄膜太陽電池用である請求項７に記載のｎ型半導体材料。
  9. 請求項８に記載のｎ型半導体材料を含有する有機発電層。
  10. 請求項９に記載の有機発電層を備える光電変換素子。
  11. 有機薄膜太陽電池である、請求項１０に記載の光電変換素子。
  12. 電界効果型コンデンサ用である、請求項７に記載のｎ型半導体材料。
  13. 請求項１２に記載のｎ型半導体材料を含有する薄膜を有する電界効果型コンデンサ。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019045059A1 (ja) * 2017-09-01 2019-03-07 ダイキン工業株式会社 フラーレン誘導体組成物

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