JP2020506252A - 化合物およびこれを含む有機太陽電池 - Google Patents

化合物およびこれを含む有機太陽電池 Download PDF

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Abstract

本明細書は、化学式１で表される単位を含む化合物およびこれを含む有機太陽電池を提供する。

Description

本出願は、２０１７年５月２４日付で韓国特許庁に出願された韓国特許出願第１０−２０１７−００６４１０６号の出願日の利益を主張し、その内容のすべては本明細書に組み込まれる。
本明細書は、化合物およびこれを含む有機太陽電池に関する。
有機太陽電池は、光起電力効果（ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ ｅｆｆｅｃｔ）を応用することにより太陽エネルギーを直接電気エネルギーに変換できる素子である。太陽電池は、薄膜を構成する物質によって、無機太陽電池と、有機太陽電池とに分けられる。典型的な太陽電池は、無機半導体である結晶性シリコン（Ｓｉ）をドーピング（ｄｏｐｉｎｇ）してｐ−ｎ接合にしたものである。光を吸収して生じる電子と正孔は、ｐ−ｎ接合点まで拡散し、その電界によって加速されて電極に移動する。この過程の電力変換効率は、外部回路に与えられる電力と太陽電池に入った太陽電力との比で定義され、現在標準化された仮想太陽照射条件で測定する時、２４％程度まで達成された。しかし、従来の無機太陽電池は、すでに経済性と材料上の需給で限界を見せていることから、加工が容易で安価で多様な機能性を有する有機物半導体太陽電池が長期的な代替エネルギー源として注目されている。
太陽電池は、太陽エネルギーからできるだけ多くの電気エネルギーを出力できるように効率を高めることが重要である。このような太陽電池の効率を高めるためには、半導体の内部でできるだけ多くのエキシトンを生成することも重要であるが、生成された電荷を損失なく外部に引き出すことも重要である。電荷が損失する原因の一つが、生成された電子および正孔が再結合（ｒｅｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ）によって消滅することである。生成された電子や正孔が損失なく電極に伝達されるための方法として多様な方法が提示されているが、ほとんど追加の工程が求められ、これによって製造費用が上昇しかねない。
本明細書は、化合物およびこれを含む有機太陽電池を提供することを目的とする。
本明細書の一実施態様は、下記化学式１で表される単位を含む化合物を提供する。
［化学式１］
Figure 2020506252
 前記化学式１において、
Ａｒ１は、置換もしくは非置換のアリール基；または置換もしくは非置換のヘテロ環基であり、
Ａｒ２は、置換もしくは非置換のアルキレン基；置換もしくは非置換のシクロアルキレン基；置換もしくは非置換のアリーレン基；または置換もしくは非置換の２価のヘテロ環基であり、
Ｒ１〜Ｒ３は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、アルキル基であり、
ａは、１〜５の整数であり、
ａが２以上の場合、Ａｒ２は、互いに同一または異なり、
ｎは、１〜１０，０００の整数であり、
ｍは、１または２である。
本明細書のもう一つの実施態様は、第１電極と、
前記第１電極に対向して備えられる第２電極と、
前記第１電極と前記第２電極との間に備えられ、光活性層を含む１層以上の有機物層とを含み、
前記有機物層のうちの１層以上は、前記化合物を含むものである有機太陽電池を提供する。
本明細書の化合物は、有機太陽電池の有機物層の材料として使用可能であり、これを含む有機太陽電池は、開放電圧と短絡電流の上昇および／または効率増加などにおいて優れた特性を示すことができる。
本明細書の一実施態様に係る化合物は、サイドチェーン（ｓｉｄｅ ｃｈａｉｎｅ）にバルキー（ｂｕｌｋｙ）なアルキルチェーンを導入することで溶解度が向上して、他の物質と混合して使用可能であり、結晶性が向上し、素子の作製時に時間および／または費用的に経済的な利点がある。
本明細書の一実施態様に係る有機太陽電池を示す図である。 化合物１−ｂのＮＭＲスペクトルを示す図である。 化合物１−ｃのＮＭＲスペクトルを示す図である。 化合物Ａ−１のＮＭＲスペクトルを示す図である。 化合物１−ｅのＮＭＲスペクトルを示す図である。 化合物Ａ−２のＭＳスペクトルを示す図である。 化合物Ａ−２のＮＭＲスペクトルを示す図である。 本明細書の実施態様で製造された有機太陽電池の電圧に応じた電流密度を示した。
以下、本明細書について詳細に説明する。
本明細書の一実施態様は、前記化学式１で表される化合物を提供する。
本明細書の一実施態様に係る化合物は、高い効率の実現と同時に適切な溶解度を有していて、他の物質と混合して使用可能であり、結晶性が向上し、素子の作製時に時間および／または費用的に経済的な利点がある。
また、本明細書の一実施態様に係る化合物は、結晶性が高くて、電荷移動度が向上する効果がある。
本明細書において、ある部分がある構成要素を「含む」とする時、これは、特に反対の記載がない限り、他の構成要素を除くのではなく、他の構成要素をさらに包含できることを意味する。
本明細書において、ある部材が他の部材の「上に」位置しているとする時、これは、ある部材が他の部材に接している場合のみならず、２つの部材の間にさらに他の部材が存在する場合も含む。
本明細書において、「組み合わせ」は、１つの構造を複数個連結したり、異なる種類の構造を連結することを意味する。
本明細書において、置換基の例示は以下に説明するが、これに限定されるものではない。
本明細書において、
Figure 2020506252
 は、他の置換基または結合部に結合する部位を意味する。
前記「置換」という用語は、化合物の炭素原子に結合した水素原子が他の置換基に変わることを意味し、置換される位置は、水素原子の置換される位置すなわち、置換基が置換可能な位置であれば限定せず、２以上置換される場合、２以上の置換基は、互いに同一または異なっていてもよい。
本明細書において、「置換もしくは非置換の」という用語は、重水素；ハロゲン基；ニトリル基；ニトロ基；ヒドロキシ基；カルボニル基；エステル基；イミド基；アミン基；ホスフィンオキシド基；アルコキシ基；アリールオキシ基；アルキルチオキシ基；アリールチオキシ基；アルキルスルホキシ基；アリールスルホキシ基；シリル基；ホウ素基；アルキル基；シクロアルキル基；アルケニル基；アリール基；アルアルキル基；アルアルケニル基；アルキルアリール基；アルキルアミン基；アラルキルアミン基；ヘテロアリールアミン基；アリールアミン基；アリールホスフィン基；およびヘテロ環基からなる群より選択された１個以上の置換基で置換もしくは非置換であるか、前記例示された置換基のうち２以上の置換基が連結された置換基で置換もしくは非置換であることを意味する。例えば、「２以上の置換基が連結された置換基」は、ビフェニル基であってもよい。すなわち、ビフェニル基は、アリール基であってもよく、２個のフェニル基が連結された置換基と解釈されてもよい。
本明細書において、カルボニル基の炭素数は特に限定されないが、炭素数１〜４０のものが好ましい。具体的には、下記のような構造の化合物になってもよいが、これに限定されるものではない。
Figure 2020506252
本明細書において、エステル基は、エステル基の酸素が炭素数１〜２５の直鎖、分枝鎖もしくは環鎖アルキル基、または炭素数６〜２５のアリール基で置換されていてもよい。具体的には、下記構造式の化合物になってもよいが、これに限定されるものではない。
Figure 2020506252
本明細書において、アミド基は、アミド基の窒素が水素、炭素数１〜３０の直鎖、分枝鎖もしくは環鎖アルキル基、または炭素数６〜３０のアリール基で置換されていてもよい。具体的には、下記構造式の化合物になってもよいが、これに限定されるものではない。
Figure 2020506252
本明細書において、イミド基の炭素数は特に限定されないが、炭素数１〜２５のものが好ましい。具体的には、下記のような構造の化合物になってもよいが、これに限定されるものではない。
Figure 2020506252
本明細書において、シリル基は、−ＳｉＲａＲｂＲｃの化学式で表されてもよく、前記Ｒａ、ＲｂおよびＲｃは、それぞれ水素；置換もしくは非置換のアルキル基；または置換もしくは非置換のアリール基であってもよい。前記シリル基は、具体的には、トリメチルシリル基、トリエチルシリル基、ｔ−ブチルジメチルシリル基、ビニルジメチルシリル基、プロピルジメチルシリル基、トリフェニルシリル基、ジフェニルシリル基、フェニルシリル基などがあるが、これらに限定されない。
本明細書において、ホウ素基は、−ＢＲａＲｂの化学式で表されてもよく、前記ＲａおよびＲｂは、それぞれ水素；置換もしくは非置換のアルキル基；または置換もしくは非置換のアリール基であってもよい。前記ホウ素基は、具体的には、トリメチルホウ素基、トリエチルホウ素基、ｔ−ブチルジメチルホウ素基、トリフェニルホウ素基、フェニルホウ素基などがあるが、これらに限定されない。
本明細書において、ハロゲン基の例としては、フッ素、塩素、臭素、またはヨウ素がある。
本明細書において、前記アルキル基は、直鎖もしくは分枝鎖であってもよく、炭素数は特に限定されないが、１〜４０のものが好ましい。一実施態様によれば、前記アルキル基の炭素数は１〜２０である。もう一つの実施態様によれば、前記アルキル基の炭素数は１〜１０である。もう一つの実施態様によれば、前記アルキル基の炭素数は１〜６である。アルキル基の具体例としては、メチル、エチル、プロピル、ｎ−プロピル、イソプロピル、ブチル、ｎ−ブチル、イソブチル、ｔｅｒｔ−ブチル、ｓｅｃ−ブチル、１−メチル−ブチル、１−エチル−ブチル、ペンチル、ｎ−ペンチル、イソペンチル、ネオペンチル、ｔｅｒｔ−ペンチル、ヘキシル、ｎ−ヘキシル、１−メチルペンチル、２−メチルペンチル、４−メチル−２−ペンチル、３，３−ジメチルブチル、２−エチルブチル、ヘプチル、ｎ−ヘプチル、１−メチルヘキシル、シクロペンチルメチル、シクロヘキシルメチル、オクチル、ｎ−オクチル、ｔｅｒｔ−オクチル、１−メチルヘプチル、２−エチルヘキシル、２−プロピルペンチル、ｎ−ノニル、２，２−ジメチルヘプチル、１−エチル−プロピル、１，１−ジメチル−プロピル、イソヘキシル、４−メチルヘキシル、５−メチルヘキシルなどがあるが、これらに限定されない。
本明細書において、前記アルケニル基は、直鎖もしくは分枝鎖であってもよく、炭素数は特に限定されないが、２〜４０のものが好ましい。一実施態様によれば、前記アルケニル基の炭素数は２〜２０である。もう一つの実施態様によれば、前記アルケニル基の炭素数は２〜１０である。もう一つの実施態様によれば、前記アルケニル基の炭素数は２〜６である。具体例としては、ビニル、１−プロペニル、イソプロペニル、１−ブテニル、２−ブテニル、３−ブテニル、１−ペンテニル、２−ペンテニル、３−ペンテニル、３−メチル−１−ブテニル、１，３−ブタジエニル、アリル、１−フェニルビニル−１−イル、２−フェニルビニル−１−イル、２，２−ジフェニルビニル−１−イル、２−フェニル−２−（ナフチル−１−イル）ビニル−１−イル、２，２−ビス（ジフェニル−１−イル）ビニル−１−イル、スチルベニル基、スチレニル基などがあるが、これらに限定されない。
本明細書において、シクロアルキル基は特に限定されないが、炭素数３〜６０のものが好ましく、一実施態様によれば、前記シクロアルキル基の炭素数は３〜３０である。もう一つの実施態様によれば、前記シクロアルキル基の炭素数は３〜２０である。もう一つの実施態様によれば、前記シクロアルキル基の炭素数は３〜６である。具体的には、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、３−メチルシクロペンチル、２，３−ジメチルシクロペンチル、シクロヘキシル、３−メチルシクロヘキシル、４−メチルシクロヘキシル、２，３−ジメチルシクロヘキシル、３，４，５−トリメチルシクロヘキシル、４−ｔｅｒｔ−ブチルシクロヘキシル、シクロヘプチル、シクロオクチルなどがあるが、これらに限定されない。
本明細書において、アルコキシ基は特に限定されないが、炭素数１〜４０のものが好ましい。一実施態様によれば、前記アルコキシ基の炭素数は１〜１０である。もう一つの実施態様によれば、前記アルコキシ基の炭素数は１〜６である。前記アルコキシ基の具体例としては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソブチルオキシ基、ｓｅｃ−ブチルオキシ基、ペンチルオキシ基、ｉｓｏ−アミルオキシ基、ヘキシルオキシ基などがあるが、これらに限定されない。
本明細書において、アミン基は、アルキルアミン基；アラルキルアミン基；ヘテロアリールアミン基；およびアリールアミン基を含むことができる。
本明細書において、アミン基は、炭素数は特に限定されないが、１〜３０のものが好ましい。アミン基の具体例としては、メチルアミン基、ジメチルアミン基、エチルアミン基、ジエチルアミン基、フェニルアミン基、ナフチルアミン基、ビフェニルアミン基、アントラセニルアミン基、９−メチル−アントラセニルアミン基、ジフェニルアミン基、フェニルナフチルアミン基、ジトリルアミン基、フェニルトリルアミン基、トリフェニルアミン基などがあるが、これらにのみ限定されるものではない。
本明細書において、アリールアミン基の例としては、置換もしくは非置換のモノアリールアミン基、置換もしくは非置換のジアリールアミン基、または置換もしくは非置換のトリアリールアミン基がある。前記アリールアミン基中のアリール基は、単環式アリール基であってもよく、多環式アリール基であってもよい。前記２以上のアリール基を含むアリールアミン基は、単環式アリール基、多環式アリール基、または単環式アリール基と多環式アリール基を同時に含んでもよい。
アリールアミン基の具体例としては、フェニルアミン、ナフチルアミン、ビフェニルアミン、アントラセニルアミン、３−メチル−フェニルアミン、４−メチル−ナフチルアミン、２−メチル−ビフェニルアミン、９−メチル−アントラセニルアミン、ジフェニルアミン基、フェニルナフチルアミン基、ジトリルアミン基、フェニルトリルアミン基、カルバゾールおよびトリフェニルアミン基などがあるが、これらに限定されるものではない。
本明細書において、アリールホスフィン基の例としては、置換もしくは非置換のモノアリールホスフィン基、置換もしくは非置換のジアリールホスフィン基、または置換もしくは非置換のトリアリールホスフィン基がある。前記アリールホスフィン基中のアリール基は、単環式アリール基であってもよく、多環式アリール基であってもよい。前記アリール基が２以上を含むアリールホスフィン基は、単環式アリール基、多環式アリール基、または単環式アリール基と多環式アリール基を同時に含んでもよい。
本明細書において、アリール基は特に限定されないが、炭素数６〜６０のものが好ましく、単環式アリール基または多環式アリール基であってもよい。一実施態様によれば、前記アリール基の炭素数は６〜３０である。一実施態様によれば、前記アリール基の炭素数は６〜２０である。前記アリール基が、単環式アリール基としては、フェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基などになってもよいが、これらに限定されるものではない。前記多環式アリール基としては、ナフチル基、アントラセニル基、フェナントリル基、ピレニル基、ペリレニル基、クリセニル基、フルオレニル基、トリフェニレン基などになってもよいが、これらに限定されるものではない。
本明細書において、フルオレニル基は置換されていてもよく、置換基２個が互いに結合してスピロ構造を形成してもよい。
前記フルオレニル基が置換される場合、
Figure 2020506252
 などになってもよい。ただし、これらに限定されるものではない。
本明細書において、ヘテロ環基は、異種原子としてＮ、Ｏ、Ｓ、Ｓｉ、およびＳｅのうちの１個以上を含むヘテロ環基であって、炭素数は特に限定されないが、炭素数２〜６０のものが好ましい。ヘテロ環基の例としては、チオフェン基、フラン基、ピロール基、イミダゾール基、チアゾール基、オキサゾール基、オキサジアゾール基、トリアゾール基、ピリジル基、ビピリジル基、ピリミジル基、トリアジン基、トリアゾール基、アクリジル基、ピリダジン基、ピラジニル基、キノリニル基、キナゾリン基、キノキサリニル基、フタラジニル基、ピリドピリミジニル基、ピリドピラジニル基、ピラジノピラジニル基、イソキノリン基、インドール基、カルバゾール基、ベンズオキサゾール基、ベンズイミダゾール基、ベンゾチアゾール基、ベンゾカルバゾール基、ベンゾチオフェン基、ジベンゾチオフェン基、ベンゾフラニル基、フェナントロリン基（ｐｈｅｎａｎｔｈｒｏｌｉｎｅ）、チアゾリル基、イソオキサゾリル基、オキサジアゾリル基、チアジアゾリル基、フェノキサジニル基、フェノチアジニル基、およびジベンゾフラニル基などがあるが、これらにのみ限定されるものではない。前記ヘテロ環基は、単環もしくは多環であってもよいし、脂肪族ヘテロ環基と芳香族ヘテロ環基を含む。
本明細書において、ヘテロアリールアミン基の例としては、置換もしくは非置換のモノヘテロアリールアミン基、置換もしくは非置換のジヘテロアリールアミン基、または置換もしくは非置換のトリヘテロアリールアミン基がある。前記ヘテロアリール基が２以上を含むヘテロアリールアミン基は、単環式ヘテロアリール基、多環式ヘテロアリール基、または単環式ヘテロアリール基と多環式ヘテロアリール基を同時に含んでもよい。例えば、前記ヘテロアリールアミン基中のヘテロアリール基は、前述したヘテロアリール基の例示の中から選択されてもよい。
本明細書において、Ｎ−アリールヘテロアリールアミン基およびＮ−アルキルヘテロアリールアミン基中のヘテロアリール基の例示は、前述したヘテロアリール基の例示の通りである。
本明細書において、芳香族環基は、単環もしくは多環であってもよいし、前記アリール基の例示の中から選択されてもよい。
本明細書において、アリールオキシ基、アリールチオキシ基、アリールスルホキシ基、アリールホスフィン基、アルアルキル基、アラルキルアミン基、アルアルケニル基、アルキルアリール基、アリールアミン基、アリールヘテロアリールアミン基中のアリール基は、前述したアリール基に関する説明が適用可能である。
本明細書において、アルキルチオキシ基、アルキルスルホキシ基、アルアルキル基、アラルキルアミン基、アルキルアリール基、アルキルアミン基中のアルキル基は、前述したアルキル基に関する説明が適用可能である。
本明細書において、ヘテロアリール基、ヘテロアリールアミン基、アリールヘテロアリールアミン基中のヘテロアリール基は、芳香族であることを除けば、前述したヘテロ環基に関する説明が適用可能である。
本明細書において、アリーレン基は、２価の基であることを除けば、前述したアリール基に関する説明が適用可能である。
本明細書において、アルキレン基は、アルキル基に結合位置が２つあるもの、すなわち２価の基を意味する。これらは、それぞれ２価の基であることを除けば、前述したアルキル基の説明が適用可能である。
本明細書において、シクロアルキレン基は、シクロアルキル基に結合位置が２つあるもの、すなわち２価の基を意味する。これらは、それぞれ２価の基であることを除けば、前述したシクロアルキル基の説明が適用可能である。
本明細書において、２価のヘテロ環基は、２価の基であることを除けば、前述したヘテロ環基に関する説明が適用可能である。
本明細書の一実施態様において、前記化学式１は、下記化学式２で表される。
［化学式２］
Figure 2020506252
 前記化学式２において、
Ａｒ１、Ａｒ２、ａおよびｎは、化学式１で定義した通りであり、
Ｒ１〜Ｒ６は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、アルキル基である。
本明細書の一実施態様において、前記Ａｒ１は、置換もしくは非置換の３価のアリール基；置換もしくは非置換の４価のアリール基；置換もしくは非置換の３価のヘテロ環基；または置換もしくは非置換の４価のヘテロ環基である。
本明細書の一実施態様において、前記Ａｒ１は、下記構造のうちのいずれか１つまたは２つ以上の組み合わせを含む。
Figure 2020506252
 前記構造において、Ｘ１〜Ｘ７、Ｘ１２、Ｘ１３およびＸ１６〜Ｘ３０は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、Ｎ、ＣＲ、ＳｉＲ、Ｐ、またはＧｅＲであり、
Ｘ９〜Ｘ１１、Ｘ１４、Ｘ１５およびＸ３１〜Ｘ３５は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、Ｓ、Ｏ、Ｓｅ、Ｔｅ、ＮＲ、ＣＲＲ'、ＳｉＲＲ'、ＰＲ'、またはＧｅＲＲ'であり、
ＲおよびＲ'は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素；重水素；ハロゲン基；ニトリル基；ニトロ基；ヒドロキシ基；カルボニル基；エステル基；イミド基；アミド基；置換もしくは非置換のアルキル基；置換もしくは非置換のシクロアルキル基；置換もしくは非置換のアルコキシ基；置換もしくは非置換のアリールオキシ基；置換もしくは非置換のアルキルチオキシ基；置換もしくは非置換のアリールチオキシ基；置換もしくは非置換のアルキルスルホキシ基；置換もしくは非置換のアリールスルホキシ基；置換もしくは非置換のアルケニル基；置換もしくは非置換のシリル基；置換もしくは非置換のホウ素基；置換もしくは非置換のアミン基；置換もしくは非置換のアリールホスフィン基；置換もしくは非置換のホスフィンオキシド基；置換もしくは非置換のアリール基；または置換もしくは非置換のヘテロ環基であり、
前記構造式中の水素１つまたは２つが
Figure 2020506252
 で置換される。
本明細書の一実施態様において、前記Ａｒ１は、
Figure 2020506252
 であり、前記構造の水素のうち２つが
Figure 2020506252
 で置換され、Ｘ１０およびＸ１１は、前述した通りである。
本明細書の一実施態様において、前記Ａｒ１は、
Figure 2020506252
 であり、前記構造の水素のうち２つが
Figure 2020506252
 で置換され、Ｘ１０およびＸ１１は、Ｓであり、Ｒ１〜Ｒ３は、炭素数１〜３０のアルキル基である。
本明細書の一実施態様において、前記Ａｒ１は、
Figure 2020506252
 であり、前記構造の水素のうち２つが
Figure 2020506252
 で置換され、Ｘ１０およびＸ１１は、Ｓであり、Ｒ１〜Ｒ３は、炭素数１〜２０のアルキル基である。
本明細書の一実施態様において、前記Ａｒ１は、
Figure 2020506252
 であり、前記構造の水素のうち２つが
Figure 2020506252
 で置換され、Ｘ１０およびＸ１１は、Ｓであり、Ｒ１〜Ｒ３は、炭素数４〜２０のアルキル基である。
本明細書の一実施態様において、前記Ａｒ１は、
Figure 2020506252
 であり、前記構造の水素のうち２つが
Figure 2020506252
 で置換され、Ｘ３４、Ｘ３５およびＲ１〜Ｒ３は、前述した通りである。
本明細書の一実施態様において、前記Ａｒ１は、
Figure 2020506252
 であり、前記構造の水素のうち２つが
Figure 2020506252
 で置換され、Ｘ３４およびＸ３５は、Ｓであり、Ｒ１〜Ｒ３は、炭素数１〜３０のアルキル基である。
本明細書の一実施態様において、前記Ａｒ１は、
Figure 2020506252
 であり、前記構造の水素のうち２つが
Figure 2020506252
 で置換され、Ｘ３４およびＸ３５は、Ｓであり、Ｒ１〜Ｒ３は、炭素数１〜２０のアルキル基である。
本明細書の一実施態様において、前記Ａｒ１は、
Figure 2020506252
 であり、前記構造の水素のうち２つが
Figure 2020506252
 で置換され、Ｘ３４およびＸ３５は、Ｓであり、Ｒ１〜Ｒ３は、炭素数４〜２０のアルキル基である。
本明細書の一実施態様において、
Figure 2020506252
 の水素のうち２つが
Figure 2020506252
 で置換されたものは、
Figure 2020506252
 であり、Ｒ４〜Ｒ６の定義は、Ｒ１〜Ｒ３の定義と同じである。
本明細書の一実施態様において、
Figure 2020506252
 の水素のうち２つが
Figure 2020506252
 で置換されたものは、
Figure 2020506252
 であり、Ｒ４〜Ｒ６の定義は、Ｒ１〜Ｒ３の定義と同じである。
本明細書の一実施態様において、前記化学式１は、下記化学式１−１または化学式１−２で表される。
［化学式１−１］
Figure 2020506252
 ［化学式１−２］
Figure 2020506252
 前記化学式１−１または１−２において、
Ａｒ２、Ｒ１〜Ｒ３およびｎは、化学式１で定義した通りであり、
Ｘ１０、Ｘ１１、Ｘ３４およびＸ３５は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、Ｓ、Ｏ、Ｓｅ、Ｔｅ、ＮＲ、ＣＲＲ'、ＳｉＲＲ'、ＰＲ'、またはＧｅＲＲ'であり、
Ｒ４〜Ｒ６は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、アルキル基であり、
ＲおよびＲ'は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素；重水素；ハロゲン基；ニトリル基；ニトロ基；ヒドロキシ基；カルボニル基；エステル基；イミド基；アミド基；置換もしくは非置換のアルキル基；置換もしくは非置換のシクロアルキル基；置換もしくは非置換のアルコキシ基；置換もしくは非置換のアリールオキシ基；置換もしくは非置換のアルキルチオキシ基；置換もしくは非置換のアリールチオキシ基；置換もしくは非置換のアルキルスルホキシ基；置換もしくは非置換のアリールスルホキシ基；置換もしくは非置換のアルケニル基；置換もしくは非置換のシリル基；置換もしくは非置換のホウ素基；置換もしくは非置換のアミン基；置換もしくは非置換のアリールホスフィン基；置換もしくは非置換のホスフィンオキシド基；置換もしくは非置換のアリール基；または置換もしくは非置換のヘテロ環基である。
本明細書の一実施態様において、前記Ａｒ２は、下記構造のうちのいずれか１つまたは２つ以上の組み合わせを含む。
Figure 2020506252
 前記構造において、
ａ、ａ'、ｂおよびｂ'は、互いに同一または異なり、それぞれ０〜５の整数であり、
ａ、ａ'、ｂおよびｂ'が２以上の場合、括弧内の置換基は、互いに同一または異なり、
Ｙ１〜Ｙ１３は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、Ｓ、Ｏ、Ｓｅ、Ｔｅ、ＮＲ、ＣＲＲ'、ＳｉＲＲ'、ＰＲ'、またはＧｅＲＲ'であり、
Ｙ１４およびＹ１５は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、Ｃ、Ｓｉ、またはＧｅであり、
Ｒ１０〜Ｒ２３は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素；重水素；ハロゲン基；ニトリル基；ニトロ基；ヒドロキシ基；カルボニル基；エステル基；イミド基；アミド基；置換もしくは非置換のアルキル基；置換もしくは非置換のシクロアルキル基；置換もしくは非置換のアルコキシ基；置換もしくは非置換のアリールオキシ基；置換もしくは非置換のアルキルチオキシ基；置換もしくは非置換のアリールチオキシ基；置換もしくは非置換のアルキルスルホキシ基；置換もしくは非置換のアリールスルホキシ基；置換もしくは非置換のアルケニル基；置換もしくは非置換のシリル基；置換もしくは非置換のホウ素基；置換もしくは非置換のアミン基；置換もしくは非置換のアリールホスフィン基；置換もしくは非置換のホスフィンオキシド基；置換もしくは非置換のアリール基；または置換もしくは非置換のヘテロ環基である。
本明細書の一実施態様において、前記Ａｒ２は、
Figure 2020506252
 であり、Ｙ７、Ｙ８、Ｒ１２およびＲ１３は、前述した通りである。
本明細書の一実施態様において、前記Ａｒ２は、
Figure 2020506252
 であり、Ｙ７およびＹ８は、Ｓであり、Ｒ１２は、ハロゲン基であり、Ｒ１３は、置換もしくは非置換のアルキル基である。
本明細書の一実施態様において、前記Ａｒ２は、
Figure 2020506252
 であり、Ｙ７およびＹ８は、Ｓであり、Ｒ１２は、ハロゲン基であり、Ｒ１３は、直鎖もしくは分枝鎖のアルキル基である。
本明細書の一実施態様において、前記Ａｒ２は、
Figure 2020506252
 であり、Ｙ７およびＹ８は、Ｓであり、Ｒ１２は、フッ素であり、Ｒ１３は、炭素数１〜３０の直鎖もしくは分枝鎖のアルキル基である。
本明細書の一実施態様において、前記Ａｒ２は、
Figure 2020506252
 であり、Ｙ７およびＹ８は、Ｓであり、Ｒ１２は、フッ素であり、Ｒ１３は、炭素数１〜２０の直鎖もしくは分枝鎖のアルキル基である。
本明細書の一実施態様において、前記Ａｒ２は、
Figure 2020506252
 であり、Ｙ９〜Ｙ１１およびＲ１４〜Ｒ１９は、前述した通りである。
本明細書の一実施態様において、前記Ａｒ２は、
Figure 2020506252
 であり、Ｙ９〜Ｙ１１は、Ｓであり、Ｒ１４、Ｒ１５、Ｒ１８およびＲ１９は、水素であり、Ｒ１６およびＲ１７は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、ハロゲン基；または置換もしくは非置換のアルコキシ基である。
本明細書の一実施態様において、前記Ａｒ２は、
Figure 2020506252
 であり、Ｙ９〜Ｙ１１は、Ｓであり、Ｒ１４、Ｒ１５、Ｒ１８およびＲ１９は、水素であり、Ｒ１６およびＲ１７は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、フッ素；またはアルキル基で置換されたアルコキシ基である。
本明細書の一実施態様において、前記Ａｒ２は、
Figure 2020506252
 であり、Ｙ６、Ｒ１０およびＲ１１は、前述した通りである。
本明細書の一実施態様において、前記Ａｒ２は、
Figure 2020506252
 であり、Ｙ６は、Ｓであり、Ｒ１０およびＲ１１は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、ハロゲン基；または置換もしくは非置換のアルコキシ基である。
本明細書の一実施態様において、前記Ａｒ２は、
Figure 2020506252
 であり、Ｙ６は、Ｓであり、Ｒ１０およびＲ１１は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、フッ素；またはアルキル基で置換されたアルコキシ基である。
本明細書の一実施態様において、前記化学式１は、下記化学式１−１１〜化学式１−１６のうちのいずれか１つで表される。
［化学式１−１１］
Figure 2020506252
 ［化学式１−１２］
Figure 2020506252
 ［化学式１−１３］
Figure 2020506252
 ［化学式１−１４］
Figure 2020506252
 ［化学式１−１５］
Figure 2020506252
 ［化学式１−１６］
Figure 2020506252
 前記化学式１−１１〜化学式１−１６において、
Ｒ１〜Ｒ３およびｎは、化学式１で定義した通りであり、
Ｘ１０、Ｘ１１、Ｘ３４、Ｘ３５およびＹ６〜Ｙ１１は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、Ｓ、Ｏ、Ｓｅ、Ｔｅ、ＮＲ、ＣＲＲ'、ＳｉＲＲ'、ＰＲ'、またはＧｅＲＲ'であり、
Ｒ４〜Ｒ６は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、アルキル基であり、
Ｒ１０〜Ｒ１９、ＲおよびＲ'は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素；重水素；ハロゲン基；ニトリル基；ニトロ基；ヒドロキシ基；カルボニル基；エステル基；イミド基；アミド基；置換もしくは非置換のアルキル基；置換もしくは非置換のシクロアルキル基；置換もしくは非置換のアルコキシ基；置換もしくは非置換のアリールオキシ基；置換もしくは非置換のアルキルチオキシ基；置換もしくは非置換のアリールチオキシ基；置換もしくは非置換のアルキルスルホキシ基；置換もしくは非置換のアリールスルホキシ基；置換もしくは非置換のアルケニル基；置換もしくは非置換のシリル基；置換もしくは非置換のホウ素基；置換もしくは非置換のアミン基；置換もしくは非置換のアリールホスフィン基；置換もしくは非置換のホスフィンオキシド基；置換もしくは非置換のアリール基；または置換もしくは非置換のヘテロ環基である。
本明細書の一実施態様において、前記Ｘ１０、Ｘ１１、Ｘ３４およびＸ３５は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、Ｓ、Ｏ、またはＮＲであり、Ｒは、前述した通りである。
本明細書の一実施態様において、前記Ｘ１０、Ｘ１１、Ｘ３４およびＸ３５は、Ｓである。
本明細書の一実施態様において、前記Ｒ１〜Ｒ６は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、炭素数１〜３０のアルキル基である。
本明細書の一実施態様において、前記Ｒ１〜Ｒ６は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、炭素数１〜２０のアルキル基である。
本明細書の一実施態様において、前記Ｒ１〜Ｒ６は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、炭素数４〜２０のアルキル基である。
本明細書の一実施態様において、前記Ｙ６〜Ｙ１１は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、Ｓ、Ｏ、またはＮＲであり、Ｒは、前述した通りである。
本明細書の一実施態様において、前記Ｙ６〜Ｙ１１は、Ｓである。
本明細書の一実施態様において、前記Ｒ１３は、置換もしくは非置換のアルキル基である。
本明細書の一実施態様において、前記Ｒ１３は、直鎖もしくは分枝鎖のアルキル基である。
本明細書の一実施態様において、前記Ｒ１３は、炭素数１〜３０の直鎖もしくは分枝鎖のアルキル基である。
本明細書の一実施態様において、前記Ｒ１３は、炭素数１〜２０の直鎖もしくは分枝鎖のアルキル基である。
本明細書の一実施態様において、前記Ｒ１２は、ハロゲン基である。
本明細書の一実施態様において、前記Ｒ１２は、フッ素である。
本明細書の一実施態様において、前記Ｒ１０、Ｒ１１およびＲ１４〜Ｒ１９は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素；ハロゲン基；置換もしくは非置換のアルコキシ基；置換もしくは非置換のアルキル基；置換もしくは非置換のアリール基；または置換もしくは非置換のヘテロ環基である。
本明細書の一実施態様において、前記Ｒ１０、Ｒ１１およびＲ１４〜Ｒ１９は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素；ハロゲン基；または置換もしくは非置換のアルコキシ基である。
本明細書の一実施態様において、前記Ｒ１４、Ｒ１５、Ｒ１８およびＲ１９は、水素である。
本明細書の一実施態様において、前記Ｒ１０、Ｒ１１、Ｒ１６およびＲ１７は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、ハロゲン基；または置換もしくは非置換のアルコキシ基である。
本明細書の一実施態様において、前記Ｒ１０、Ｒ１１、Ｒ１６およびＲ１７は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、ハロゲン基；またはアルキル基で置換もしくは非置換のアルコキシ基である。
本明細書の一実施態様において、前記Ｒ１０、Ｒ１１、Ｒ１６およびＲ１７は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、フッ素；または炭素数１〜３０のアルキル基で置換されたアルコキシ基である。
本明細書の一実施態様において、前記Ｒ１０、Ｒ１１、Ｒ１６およびＲ１７は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、フッ素；または炭素数１〜２０のアルキル基で置換されたアルコキシ基である。
本明細書の一実施態様において、前記化合物の末端基は、チオフェン（ｔｈｉｏｐｈｅｎｅ）である。
本明細書の一実施態様は、第１電極と、
前記第１電極に対向して備えられる第２電極と、
前記第１電極と第２電極との間に備えられ、光活性層を含む１層以上の有機物層とを含み、
前記有機物層のうちの１層以上は、前記化合物を含むものである有機太陽電池を提供する。
本明細書の一実施態様において、前記有機太陽電池は、付加的な有機物層をさらに含んでもよい。前記有機太陽電池は、多様な機能を同時に有する有機物を用いることで、有機物層の数を減少させることができる。
本明細書の一実施態様において、前記有機太陽電池は、第１電極と、光活性層と、第２電極とを含む。前記有機太陽電池は、基板、正孔輸送層、および／または電子輸送層がさらに含まれてもよい。
本明細書の一実施態様において、前記光活性層は、前記化合物を含む。
本明細書の一実施態様において、前記有機物層は、正孔輸送層、正孔注入層、または正孔輸送および正孔注入を同時に行う層を含み、前記正孔輸送層、正孔注入層、または正孔輸送および正孔注入を同時に行う層は、前記化合物を含む。
もう一つの実施態様において、前記有機物層は、電子注入層、電子輸送層、または電子注入および電子輸送を同時に行う層を含み、前記電子注入層、電子輸送層、または電子注入および電子輸送を同時に行う層は、前記化合物を含む。
本明細書の一実施態様において、前記有機太陽電池は、正孔注入層、正孔輸送層、正孔阻止層、電荷発生層、電子阻止層、電子注入層、および電子輸送層からなる群より選択される１または２以上の有機物層をさらに含む。
本明細書の一実施態様において、有機太陽電池は、カソード、光活性層、およびアノードの順に配列されてもよく、アノード、光活性層、およびカソードの順に配列されてもよいが、これに限定されない。
もう一つの実施態様において、前記有機太陽電池は、アノード、正孔輸送層、光活性層、電子輸送層、およびカソードの順に配列されてもよく、カソード、電子輸送層、光活性層、正孔輸送層、およびアノードの順に配列されてもよいが、これに限定されない。
本明細書の一実施態様において、前記光活性層は、電子供与体および受容体を含み、前記電子供与体は、前記化合物を含む。
本明細書の一実施態様において、前記電子受容体物質は、フラーレン、フラーレン誘導体、バソクプロイン、半導体性元素、半導体性化合物、およびこれらの組み合わせからなる群より選択されてもよい。具体的には、前記電子受容体物質は、ＰＣ６０ＢＭ（ｐｈｅｎｙｌ Ｃ６０−ｂｕｔｙｒｉｃ ａｃｉｄ ｍｅｔｈｙｌ ｅｓｔｅｒ）、ＰＣ６１ＢＭ（ｐｈｅｎｙｌ Ｃ６１−ｂｕｔｙｒｉｃ ａｃｉｄ ｍｅｔｈｙｌ ｅｓｔｅｒ）、またはＰＣ７１ＢＭ（ｐｈｅｎｙｌ Ｃ７１−ｂｕｔｙｒｉｃ ａｃｉｄ ｍｅｔｈｙｌ ｅｓｔｅｒ）になってもよい。
本明細書の一実施態様において、前記電子供与体および電子受容体は、バルクヘテロジャンクション（ＢＨＪ）を構成する。電子供与体物質および電子受容体物質は、１：１０〜１０：１の比率（ｗ／ｗ）で混合される。具体的には、電子供与体物質および電子受容体物質は、１：１〜１：１０の比率（ｗ／ｗ）で混合され、さらに具体的には、電子供与体物質および電子受容体物質は、１：１〜１：５の比率（ｗ／ｗ）で混合される。必要に応じて、電子供与体物質および電子受容体物質は、１：１〜１：３の比率（ｗ／ｗ）で混合されてもよい。
本明細書の一実施態様において、前記光活性層は、ｎ型有機物層およびｐ型有機物層を含む二層薄膜（ｂｉｌａｙｅｒ）構造であり、前記ｐ型有機物層は、前記化合物を含む。
本明細書において、前記基板は、透明性、表面平滑性、取扱容易性および防水性に優れたガラス基板または透明プラスチック基板になってもよいが、これに限定されず、有機太陽電池に通常用いられる基板であれば制限はない。具体的には、ガラス、またはＰＥＴ（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）、ＰＥＮ（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ ｎａｐｈｔｈａｌａｔｅ）、ＰＰ（ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ）、ＰＩ（ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）、ＴＡＣ（ｔｒｉａｃｅｔｙｌ ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ）などがあるが、これらに限定されるものではない。
前記第１電極は、透明で導電性の優れた物質になってもよいが、これに限定されない。バナジウム、クロム、銅、亜鉛、金のような金属、またはこれらの合金；亜鉛酸化物、インジウム酸化物、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）のような金属酸化物；ＺｎＯ：ＡｌまたはＳｎＯ２：Ｓｂのような金属と酸化物との組み合わせ；ポリ（３−メチルチオフェン）、ポリ［３，４−（エチレン−１，２−ジオキシ）チオフェン］（ＰＥＤＯＴ）、ポリピロールおよびポリアニリンのような導電性高分子などがあるが、これらにのみ限定されるものではない。
前記第１電極の形成方法は特に限定されないが、例えば、スパッタリング、Ｅ−ビーム、熱蒸着、スピンコーティング、スクリーンプリンティング、インクジェットプリンティング、ドクターブレード、またはグラビアプリンティング法を用いて基板の一面に塗布されたり、フィルム形態にコーティングされることにより形成される。
前記第１電極を基板上に形成する場合、これは、洗浄、水分除去、および親水性改質過程を経ることができる。
例えば、パターニングされたＩＴＯ基板を洗浄剤、アセトン、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）で順次に洗浄した後、水分除去のために、加熱板で１００℃〜１５０℃で１分〜３０分間、好ましくは、１２０℃で１０分間乾燥し、基板が完全に洗浄されると、基板表面を親水性に改質する。
前記のような表面改質により、接合表面電位を光活性層の表面電位に適した水準に維持することができる。また、改質時、第１電極上に高分子薄膜の形成が容易になり、薄膜の品質が向上することもできる。
第１電極のための前処理技術としては、ａ）平行平板型放電を利用した表面酸化法、ｂ）真空状態でＵＶ紫外線を用いて生成されたオゾンを通して表面を酸化する方法、およびｃ）プラズマによって生成された酸素ラジカルを用いて酸化する方法などがある。
第１電極または基板の状態によって前記方法の一つを選択することができる。ただし、どの方法を利用しても、共通して、第１電極または基板表面の酸素離脱を防止し、水分および有機物の残留を最大限に抑制することが好ましい。この時、前処理の実質的な効果を極大化することができる。
具体例として、ＵＶを用いて生成されたオゾンを通して表面を酸化する方法を使用することができる。この時、超音波洗浄後、パターニングされたＩＴＯ基板を加熱板（ｈｏｔ ｐｌａｔｅ）でベーク（ｂａｋｉｎｇ）してよく乾燥させた後、チャンバに投入し、ＵＶランプを作用させて、酸素ガスがＵＶ光と反応して発生するオゾンによってパターニングされたＩＴＯ基板を洗浄することができる。
しかし、本明細書におけるパターニングされたＩＴＯ基板の表面改質方法は特に限定させる必要はなく、基板を酸化させる方法であればいかなる方法でも構わない。
前記第２電極は、仕事関数の小さい金属になってもよいが、これに限定されない。具体的には、マグネシウム、カルシウム、ナトリウム、カリウム、チタン、インジウム、イットリウム、リチウム、ガドリニウム、アルミニウム、銀、スズおよび鉛のような金属、またはこれらの合金；ＬｉＦ／Ａｌ、ＬｉＯ２／Ａｌ、ＬｉＦ／Ｆｅ、Ａｌ：Ｌｉ、Ａｌ：ＢａＦ２、Ａｌ：ＢａＦ２：Ｂａのような多層構造の物質になってもよいが、これに限定されるものではない。
前記第２電極は、５×１０−７ｔｏｒｒ以下の真空度を示す熱蒸着器の内部で蒸着されて形成されるが、この方法にのみ限定されるものではない。
前記正孔輸送層および／または電子輸送層物質は、光活性層で分離された電子と正孔を電極に効率的に伝達させる役割を担い、物質を特に制限しない。
前記正孔輸送層物質は、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ（Ｐｏｌｙ（３，４−ｅｔｈｙｌｅｎｅｄｉｏxｙｔｈｉｏｐｈｅｎｅ）ｄｏｐｅｄ ｗｉｔｈ ｐｏｌｙ（ｓｔｙｒｅｎｅｓｕｌｆｏｎｉｃ ａｃｉｄ））、モリブデン酸化物（ＭｏＯｘ）；バナジウム酸化物（Ｖ２Ｏ５）；ニッケル酸化物（ＮｉＯ）；およびタングステン酸化物（ＷＯｘ）などになってもよいが、これらにのみ限定されるものではない。
前記電子輸送層物質は、電子抽出金属酸化物（ｅｌｅｃｔｒｏｎ−ｅｘｔｒａｃｔｉｎｇ ｍｅｔａｌ ｏｘｉｄｅｓ）になってもよいし、具体的には、８−ヒドロキシキノリンの金属錯体；Ａｌｑ３を含む錯体；Ｌｉｑを含む金属錯体；ＬｉＦ；Ｃａ；チタン酸化物（ＴｉＯｘ）；亜鉛酸化物（ＺｎＯ）；およびセシウムカーボネート（Ｃｓ２ＣＯ３）などになってもよいが、これらにのみ限定されるものではない。
光活性層は、電子供与体および／または電子受容体のような光活性物質を有機溶媒に溶解させた後、溶液をスピンコーティング、ディップコーティング、スクリーンプリンティング、スプレーコーティング、ドクターブレード、ブラシペインティングなどの方法で形成することができるが、これらの方法にのみ限定されるものではない。
前記化合物の製造方法およびこれを含む有機太陽電池の製造は、以下の製造例および実施例で具体的に説明する。しかし、下記の実施例は本明細書を例示するためのものであり、本明細書の範囲がこれらによって限定されるものではない。
製造例１．化合物Ａ−１の製造
（１）化合物１−ｂの製造
Figure 2020506252
３０ｍＬジクロロメタンに、化合物１−ａ（２ｇ、７．４７ｍｍｏｌ）と４−ジメチルアミノピリジン（４−ｄｉｍｅｔｈｙｌａｍｉｎｏｐｙｒｉｄｉｎｅ、４−ＤＭＡＰ）（０．３６ｇ、２．９２ｍｍｏｌ）を溶かした後、０℃でトリエチルアミン（ｔｒｉｅｔｈｙｌａｍｉｎｅ、Ｅｔ３Ｎ）（３ｍＬ、２１．５１ｍｍｏｌ）とトリヘキシルクロロシラン（ｔｒｉｈｅｘｙｌｃｈｌｏｒｏｓｉｌａｎｅ、ＣｌＳｉ（ｈｅｘ）３）（７．４６ｍＬ、２０．３７ｍｍｏｌ）を入れて、常温で１２時間撹拌した。反応後、反応物を１００ｍＬの水に入れて、ジクロロメタン（ＣＨ２Ｃｌ２）で抽出し、マグネシウムスルフェート（ｍａｇｎｅｓｉｕｍ ｓｕｌｆａｔｅ、ＭｇＳＯ４）で残留物を除去した後、減圧下で溶媒を除去した。残留生成物をシリカカラム（溶離液：ヘキサン）で精製して化合物１−ｂを得た。（収率：９４％）
図２は、化合物１−ｂのＮＭＲスペクトルを示す図である。
（２）化合物１−ｃの製造
Figure 2020506252
７０ｍＬトルエンに、化合物１−ｂ（５ｇ、６ｍｍｏｌ）とトリブチルチン−チオフェン（ｔｒｉｂｕｔｙｌｔｉｎ−ｔｈｉｏｐｈｅｎｅ）（９．３３ｇ、２５ｍｍｏｌ）を溶かし、トリス（ジベンジリデンアセトン）ジパラジウム（０）（Ｔｒｉｓ（ｄｉｂｅｎｚｙｌｉｄｅｎｅａｃｅｔｏｎｅ）ｄｉｐａｌｌａｄｉｕｍ（０）、Ｐｄ２ｄｂａ３）触媒（０．４５８ｇ、０．０５ｍｍｏｌ）とトリフェニルホスフィン（ＰＰｈ３）リガンド（０．５２ｇ、２ｍｍｏｌ）を入れて、１１０℃で４８時間撹拌した。反応後、ジクロロメタンで抽出し、マグネシウムスルフェート（ｍａｇｎｅｓｉｕｍ ｓｕｌｆａｔｅ、ＭｇＳＯ４）で残留物を除去した後、減圧下で溶媒を除去した。残留生成物をシリカカラム（ｓｉｌｉｃａ ｃｏｌｕｍｎ、溶離液：ヘキサン）を通して化合物１−ｃを得た。（収率：５９％）
図３は、化合物１−ｃのＮＭＲスペクトルを示す図である。
（３）化合物Ａ−１の製造
Figure 2020506252
４０ｍＬテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）と化合物１−ｃ（２．７ｇ、３．１８ｍｍｏｌ）を溶かした後、−７８℃で２Ｍリチウムジイソプロピルアミド（ｌｉｔｈｉｕｍ ｄｉｉｓｏｐｒｏｐｙｌａｍｉｄｅ、ＬＤＡ）（８．７５ｍＬ、１７．５ｍｍｏｌ）を徐々に注入した後、−７８℃で２時間撹拌した。同一温度でトリメチルチンクロライド（ｔｒｉｍｅｔｈｙｌｔｉｎｃｈｌｏｒｉｄｅ、Ｍｅ３ＳｎＣｌ）（１８ｍＬ、１８ｍｍｏｌ）を入れて、常温に徐々に上げた後、常温で３時間反応した。反応後、ジクロロメタンで抽出し、マグネシウムスルフェート（ｍａｇｎｅｓｉｕｍ ｓｕｌｆａｔｅ、ＭｇＳＯ４）で残留物を除去した後、減圧下で溶媒を除去して化合物Ａ−１を得た。（収率７８％）
図４は、化合物Ａ−１のＮＭＲスペクトルを示す図である。
製造例２．化合物Ａ−２の製造
（１）化合物１−ｅの製造
Figure 2020506252
３０ｍＬジクロロメタンおよび５ｍＬジメチルホルムアミド−ＯＨ（ＤＭＦ−ＯＨ）が混合された溶液に、化合物１−ｄ（１．６ｇ、７．４７ｍｍｏｌ）と４−ジメチルアミノピリジン（４−ｄｉｍｅｔｈｙｌａｍｉｎｏｐｙｒｉｄｉｎｅ、４−ＤＭＡＰ）（０．３５ｇ、２．９２ｍｍｏｌ）を溶かした後、０℃でトリエチルアミン（ｔｒｉｅｈｔｙｌａｍｉｎｅ、Ｅｔ３Ｎ）（ｍＬ、１０．２ｍｍｏｌ）とトリヘキシルクロロシラン（ｔｒｉｈｅｘｙｌｃｈｌｏｒｏｓｉｌａｎｅ、ＣｌＳｉ（ｈｅｘ）３）（７．４６ｍＬ、２０．４ｍｍｏｌ）を入れて、常温で１２時間撹拌した。反応後、反応物を１００ｍＬの水に入れて、ジクロロメタン（ＣＨ２Ｃｌ２）で抽出し、残留生成物をカラムクロマトグラフィーにより精製して化合物１−ｅを得た。（収率：１９％）
図５は、化合物１−ｅのＮＭＲスペクトルを示す図である。
（２）化合物Ａ−２の製造
Figure 2020506252
３０ｍＬテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）と化合物１−ｅ（１ｇ、１．４１ｍｍｏｌ）を溶かした後、−７８℃で２Ｍリチウムジイソプロピルアミド（ｌｉｔｈｉｕｍ ｄｉｉｓｏｐｒｏｐｙｌａｍｉｄｅ、ＬＤＡ）（３．９ｍＬ、７．８ｍｍｏｌ）を徐々に注入した後、−７８℃で２時間撹拌した。同一温度でトリメチルチンクロライド（ｔｒｉｍｅｔｈｙｌｔｉｎｃｈｌｏｒｉｄｅ、Ｍｅ３ＳｎＣｌ）（８．５５ｍＬ、８．５ｍｍｏｌ）を入れて、常温に徐々に上げた後、常温で一晩撹拌した。反応後、ジクロロメタンで抽出し、マグネシウムスルフェート（ｍａｇｎｅｓｉｕｍ ｓｕｌｆａｔｅ、ＭｇＳＯ４）で残留物を除去した後、減圧下で溶媒を除去して化合物Ａ−２を得た。（収率７６％）
図６は、化合物Ａ−２のＭＳスペクトルを示す図である。
図７は、化合物Ａ−２のＮＭＲスペクトルを示す図である。
製造例３．化合物１の製造
Figure 2020506252
１０ｍＬのマイクロ波管（ｍｉｃｒｏｗａｖｅ ｔｕｂｅ）に、５ｍＬのトルエンと化合物Ａ−２（０．３ｍｍｏｌ）、化合物Ｂ−１（０．３ｍｍｏｌ）とテトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（０）触媒（Ｐｄ（ＰＰｈ３）４）（０．０６ｍｍｏｌ）を入れて封止した後、１０分間ガスを除去した。その後、混合物を反応器に入れて、漸進的に加熱して、１１０℃、１３０℃、１４０℃でそれぞれ１０分間、１５０℃で１時間反応した。その後、０．５ｍＬのＢｒ−ベンゾトリフルオライド（Ｂｒ−ｂｅｎｚｏｔｒｉｆｌｕｏｒｉｄｅ）を添加して、１５０℃で１時間撹拌した後、常温に冷却した。混合物を５０ｍＬメタノールに注いだ後、固体を濾過して、メタノール、アセトン（ａｃｅｔｏｎｅ）、ヘキサン（ｈｅｘａｎｅ）、クロロホルム（ｃｈｌｏｒｏｆｏｒｍ）にソックスレー抽出（ｓｏｘｈｌｅｔ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ）した後、再びメタノールに沈澱させて、固体を濾過した。その後、真空条件で乾燥して化合物１を０．１４ｇ得た。（収率：４３．５％）
製造例４．化合物２の製造
Figure 2020506252
１０ｍＬのマイクロ波管（ｍｉｃｒｏｗａｖｅ ｔｕｂｅ）に、５ｍＬのトルエンと化合物Ａ−１（０．３ｍｍｏｌ）、化合物Ｂ−１（０．３ｍｍｏｌ）とテトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（０）触媒（Ｐｄ（ＰＰｈ３）４）（０．０６ｍｍｏｌ）を入れて封止した後、１０分間ガスを除去した。その後、混合物を反応器に入れて、漸進的に加熱して、１１０℃、１３０℃、１４０℃でそれぞれ１０分間、１５０℃で１時間反応した。その後、０．５ｍＬのＢｒ−ベンゾトリフルオライド（Ｂｒ−ｂｅｎｚｏｔｒｉｆｌｕｏｒｉｄｅ）を添加して、１５０℃で１時間撹拌した後、常温に冷却した。混合物を５０ｍＬメタノールに注いだ後、固体を濾過して、メタノール、アセトン（ａｃｅｔｏｎｅ）、ヘキサン（ｈｅｘａｎｅ）、クロロホルム（ｃｈｌｏｒｏｆｏｒｍ）にソックスレー抽出（ｓｏｘｈｌｅｔ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ）した後、再びメタノールに沈澱させて、固体を濾過した。その後、真空条件で乾燥して化合物２を０．２１ｇ得た。（収率：６２．３％）
製造例５．化合物３の製造
Figure 2020506252
１０ｍＬのマイクロ波管（ｍｉｃｒｏｗａｖｅ ｔｕｂｅ）に、５ｍＬのトルエンと化合物Ａ−２（０．３ｍｍｏｌ）、化合物Ｂ−２（０．３ｍｍｏｌ）とテトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（０）触媒（Ｐｄ（ＰＰｈ３）４）（０．０６ｍｍｏｌ）を入れて封止した後、１０分間ガスを除去した。その後、混合物を反応器に入れて、漸進的に加熱して、１１０℃、１３０℃、１４０℃でそれぞれ１０分間、１５０℃で１時間反応した。その後、０．５ｍＬのＢｒ−ベンゾトリフルオライド（Ｂｒ−ｂｅｎｚｏｔｒｉｆｌｕｏｒｉｄｅ）を添加して、１５０℃で１時間撹拌した後、常温に冷却した。混合物を５０ｍＬメタノールに注いだ後、固体を濾過して、メタノール、アセトン（ａｃｅｔｏｎｅ）、ヘキサン（ｈｅｘａｎｅ）、クロロホルム（ｃｈｌｏｒｏｆｏｒｍ）にソックスレー抽出（ｓｏｘｈｌｅｔ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ）した後、再びメタノールに沈澱させて、固体を濾過した。その後、真空条件で乾燥して化合物３を０．２５ｇ得た。（収率：７５．１％）
製造例６．化合物４の製造
Figure 2020506252
１０ｍＬのマイクロ波管（ｍｉｃｒｏｗａｖｅ ｔｕｂｅ）に、５ｍＬのトルエンと化合物Ａ−１（０．３ｍｍｏｌ）、化合物Ｂ−２（０．３ｍｍｏｌ）とテトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（０）触媒（Ｐｄ（ＰＰｈ３）４）（０．０６ｍｍｏｌ）を入れて封止した後、１０分間ガスを除去した。その後、混合物を反応器に入れて、漸進的に加熱して、１１０℃、１３０℃、１４０℃でそれぞれ１０分間、１５０℃で１時間反応した。その後、０．５ｍＬのＢｒ−ベンゾトリフルオライド（Ｂｒ−ｂｅｎｚｏｔｒｉｆｌｕｏｒｉｄｅ）を添加して、１５０℃で１時間撹拌した後、常温に冷却した。混合物を５０ｍＬメタノールに注いだ後、固体を濾過して、メタノール、アセトン（ａｃｅｔｏｎｅ）、ヘキサン（ｈｅｘａｎｅ）、クロロホルム（ｃｈｌｏｒｏｆｏｒｍ）にソックスレー抽出（ｓｏｘｈｌｅｔ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ）した後、再びメタノールに沈澱させて、固体を濾過した。その後、真空条件で乾燥して化合物４を０．１９ｇ得た。（収率：５３．８％）
製造例７．化合物５の製造
Figure 2020506252
１０ｍＬのマイクロ波管（ｍｉｃｒｏｗａｖｅ ｔｕｂｅ）に、５ｍＬのトルエンと化合物Ａ−２（０．３ｍｍｏｌ）、化合物Ｂ−３（０．３ｍｍｏｌ）とテトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（０）触媒（Ｐｄ（ＰＰｈ３）４）（０．０６ｍｍｏｌ）を入れて封止した後、１０分間ガスを除去した。その後、混合物を反応器に入れて、漸進的に加熱して、１１０℃、１３０℃、１４０℃でそれぞれ１０分間、１５０℃で１時間反応した。その後、０．５ｍＬのＢｒ−ベンゾトリフルオライド（Ｂｒ−ｂｅｎｚｏｔｒｉｆｌｕｏｒｉｄｅ）を添加して、１５０℃で１時間撹拌した後、常温に冷却した。混合物を５０ｍＬメタノールに注いだ後、固体を濾過して、メタノール、アセトン（ａｃｅｔｏｎｅ）、ヘキサン（ｈｅｘａｎｅ）、クロロホルム（ｃｈｌｏｒｏｆｏｒｍ）にソックスレー抽出（ｓｏｘｈｌｅｔ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ）した後、再びメタノールに沈澱させて、固体を濾過した。その後、真空条件で乾燥して化合物５を０．１５６ｇ得た。（収率：５５％）
製造例８．化合物６の製造
Figure 2020506252
１０ｍＬのマイクロ波管（ｍｉｃｒｏｗａｖｅ ｔｕｂｅ）に５ｍＬのトルエンと化合物Ａ−１（０．３ｍｍｏｌ）、化合物Ｂ−３（０．３ｍｍｏｌ）とテトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（０）触媒（Ｐｄ（ＰＰｈ３）４）（０．０６ｍｍｏｌ）を入れて封止した後、１０分間ガスを除去した。その後、混合物を反応器に入れて、漸進的に加熱して、１１０℃、１３０℃、１４０℃でそれぞれ１０分間、１５０℃で１時間反応した。その後、０．５ｍＬのＢｒ−ベンゾトリフルオライド（Ｂｒ−ｂｅｎｚｏｔｒｉｆｌｕｏｒｉｄｅ）を添加して、１５０℃で１時間撹拌した後、常温に冷却した。混合物を５０ｍＬメタノールに注いだ後、固体を濾過して、メタノール、アセトン（ａｃｅｔｏｎｅ）、ヘキサン（ｈｅｘａｎｅ）、クロロホルム（ｃｈｌｏｒｏｆｏｒｍ）にソックスレー抽出（ｓｏｘｈｌｅｔ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ）した後、再びメタノールに沈澱させて、固体を濾過した。その後、真空条件で乾燥して化合物６を０．１７ｇ得た。（収率：５６％）
製造例９．化合物７の製造
Figure 2020506252
１０ｍＬのマイクロ波管（ｍｉｃｒｏｗａｖｅ ｔｕｂｅ）に、５ｍＬのトルエンと化合物Ａ−２（０．３ｍｍｏｌ）、化合物Ｂ−４（０．３ｍｍｏｌ）とテトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（０）触媒（Ｐｄ（ＰＰｈ３）４）（０．０６ｍｍｏｌ）を入れて封止した後、１０分間ガスを除去した。その後、混合物を反応器に入れて、漸進的に加熱して、１１０℃、１３０℃、１４０℃でそれぞれ１０分間、１５０℃で１時間反応した。その後、０．５ｍＬのＢｒ−ベンゾトリフルオライド（Ｂｒ−ｂｅｎｚｏｔｒｉｆｌｕｏｒｉｄｅ）を添加して、１５０℃で１時間撹拌した後、常温に冷却した。混合物を５０ｍＬメタノールに注いだ後、固体を濾過して、メタノール、アセトン（ａｃｅｔｏｎｅ）、ヘキサン（ｈｅｘａｎｅ）、クロロホルム（ｃｈｌｏｒｏｆｏｒｍ）にソックスレー抽出（ｓｏｘｈｌｅｔ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ）した後、再びメタノールに沈澱させて、固体を濾過した。その後、真空条件で乾燥して化合物７を０．２２ｇ得た。（収率：６３％）
製造例１０．化合物８の製造
Figure 2020506252
１０ｍＬのマイクロ波管（ｍｉｃｒｏｗａｖｅ ｔｕｂｅ）に、５ｍＬのトルエンと化合物Ａ−１（０．３ｍｍｏｌ）、化合物Ｂ−４（０．３ｍｍｏｌ）とテトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（０）触媒（Ｐｄ（ＰＰｈ３）４）（０．０６ｍｍｏｌ）を入れて封止した後、１０分間ガスを除去した。その後、混合物を反応器に入れて、漸進的に加熱して、１１０℃、１３０℃、１４０℃でそれぞれ１０分間、１５０℃で１時間反応した。その後、０．５ｍＬのＢｒ−ベンゾトリフルオライド（Ｂｒ−ｂｅｎｚｏｔｒｉｆｌｕｏｒｉｄｅ）を添加して、１５０℃で１時間撹拌した後、常温に冷却した。混合物を５０ｍＬメタノールに注いだ後、固体を濾過して、メタノール、アセトン（ａｃｅｔｏｎｅ）、ヘキサン（ｈｅｘａｎｅ）、クロロホルム（ｃｈｌｏｒｏｆｏｒｍ）にソックスレー抽出（ｓｏｘｈｌｅｔ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ）した後、再びメタノールに沈澱させて、固体を濾過した。その後、真空条件で乾燥して化合物８を０．２３ｇ得た。（収率：６２％）
製造例１１．化合物９の製造
Figure 2020506252
１０ｍＬのマイクロ波管（ｍｉｃｒｏｗａｖｅ ｔｕｂｅ）に、５ｍＬのトルエンと化合物Ａ−２（０．３ｍｍｏｌ）、化合物Ｂ−５（０．３ｍｍｏｌ）とテトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（０）触媒（Ｐｄ（ＰＰｈ３）４）（０．０６ｍｍｏｌ）を入れて封止した後、１０分間ガスを除去した。その後、混合物を反応器に入れて、漸進的に加熱して、１１０℃、１３０℃、１４０℃でそれぞれ１０分間、１５０℃で１時間反応した。その後、０．５ｍＬのＢｒ−ベンゾトリフルオライド（Ｂｒ−ｂｅｎｚｏｔｒｉｆｌｕｏｒｉｄｅ）を添加して、１５０℃で１時間撹拌した後、常温に冷却した。混合物を５０ｍＬメタノールに注いだ後、固体を濾過して、メタノール、アセトン（ａｃｅｔｏｎｅ）、ヘキサン（ｈｅｘａｎｅ）、クロロホルム（ｃｈｌｏｒｏｆｏｒｍ）にソックスレー抽出（ｓｏｘｈｌｅｔ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ）した後、再びメタノールに沈澱させて、固体を濾過した。その後、真空条件で乾燥して化合物９を０．３５ｇ得た。（収率：８１％）
製造例１２．化合物１０の製造
Figure 2020506252
１０ｍＬのマイクロ波管（ｍｉｃｒｏｗａｖｅ ｔｕｂｅ）に、５ｍＬのトルエンと化合物Ａ−１（０．３ｍｍｏｌ）、化合物Ｂ−５（０．３ｍｍｏｌ）とテトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（０）触媒（Ｐｄ（ＰＰｈ３）４）（０．０６ｍｍｏｌ）を入れて封止した後、１０分間ガスを除去した。その後、混合物を反応器に入れて、漸進的に加熱して、１１０℃、１３０℃、１４０℃でそれぞれ１０分間、１５０℃で１時間反応した。その後、０．５ｍＬのＢｒ−ベンゾトリフルオライド（Ｂｒ−ｂｅｎｚｏｔｒｉｆｌｕｏｒｉｄｅ）を添加して、１５０℃で１時間撹拌した後、常温に冷却した。混合物を５０ｍＬメタノールに注いだ後、固体を濾過して、メタノール、アセトン（ａｃｅｔｏｎｅ）、ヘキサン（ｈｅｘａｎｅ）、クロロホルム（ｃｈｌｏｒｏｆｏｒｍ）にソックスレー抽出（ｓｏｘｈｌｅｔ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ）した後、再びメタノールに沈澱させて、固体を濾過した。その後、真空条件で乾燥して化合物１０を０．２８ｇ得た。（収率：６１．８％）
実施例１．有機太陽電池の製造
前記製造例で製造した化合物１をドナーとして用い、ＰＣＢＭをアクセプタとして用いて、１：２の比率でクロロベンゼン（Ｃｈｌｏｒｏｂｅｎｚｅｎｅ、ＣＢ）に溶かして複合溶液（ｃｏｍｐｏｓｉｔ ｓｏｌｕｔｉｏｎ）を製造した。この時、濃度は２．０ｗｔ％に調節し、有機太陽電池はＩＴＯ／ＺｎＯ／光活性層／ＭｏＯ３／Ａｇの構造とした。ＩＴＯがコーティングされたガラス基板は蒸留水、アセトン、２−プロパノールを用いて超音波洗浄し、ＩＴＯ表面を１０分間オゾン処理した後、ＺｎＯ前駆体溶液をスピンコーティングして、１２０℃で１０分間熱処理した。その後、複合溶液を０．４５μｍのＰＰシリンジフィルタ（ｓｙｒｉｎｇｅ ｆｉｌｔｅｒ）で濾過した後、スピンコーティングして光活性層を形成した。その後、熱蒸着器でＭｏＯ３を０．４Å／ｓの速度で５ｎｍ〜２０ｎｍの厚さに前記光活性層上に蒸着して正孔輸送層を製造した。その後、熱蒸着器の内部でＡｇを１Å／ｓの速度で前記正孔輸送層上に１０ｎｍに蒸着して有機太陽電池を製造した。
実施例２．有機太陽電池の製造
前記実施例１における化合物１の代わりに化合物２を用いたことを除き、実施例１と同様の方法で有機太陽電池を製造した。
実施例３．有機太陽電池の製造
前記実施例１における化合物１の代わりに化合物３を用いたことを除き、実施例１と同様の方法で有機太陽電池を製造した。
実施例４．有機太陽電池の製造
前記実施例１における化合物１の代わりに化合物４を用いたことを除き、実施例１と同様の方法で有機太陽電池を製造した。
実施例５．有機太陽電池の製造
前記実施例１における化合物１の代わりに化合物５を用いたことを除き、実施例１と同様の方法で有機太陽電池を製造した。
実施例６．有機太陽電池の製造
前記実施例１における化合物１の代わりに化合物６を用いたことを除き、実施例１と同様の方法で有機太陽電池を製造した。
実施例７．有機太陽電池の製造
前記実施例１における化合物１の代わりに化合物７を用いたことを除き、実施例１と同様の方法で有機太陽電池を製造した。
実施例８．有機太陽電池の製造
前記実施例１における化合物１の代わりに化合物８を用いたことを除き、実施例１と同様の方法で有機太陽電池を製造した。
実施例９．有機太陽電池の製造
前記実施例１における化合物１の代わりに化合物９を用いたことを除き、実施例１と同様の方法で有機太陽電池を製造した。
実施例１０．有機太陽電池の製造
前記実施例１における化合物１の代わりに化合物１０を用いたことを除き、実施例１と同様の方法で有機太陽電池を製造した。
前記実施例１〜１０で製造された有機太陽電池の光電変換特性を１００ｍＷ／ｃｍ２（ＡＭ１．５）の条件で測定し、下記表１にその結果を示した。
Figure 2020506252
表１中、Ｖｏｃは開放電圧を、Ｊｓｃは短絡電流を、ＦＦは充填率（Ｆｉｌｌ ｆａｃｔｏｒ）を、ηはエネルギー変換効率を意味する。開放電圧と短絡電流は、それぞれ電圧−電流密度曲線の４つの象限におけるＸ軸およびＹ軸切片であり、これら２つの値が高いほど、太陽電池の効率は好ましく高まる。また、充填率（Ｆｉｌｌ ｆａｃｔｏｒ）は、曲線内部に描ける長方形の広さを短絡電流と開放電圧との積で割った値である。これら３つの値を照射された光の強度で割るとエネルギー変換効率が求められ、高い値であるほど好ましい。
図８は、本明細書の実施態様で製造された有機太陽電池の電圧に応じた電流密度を示した。
１０１：基板
１０２：第１電極
１０３：正孔輸送層
１０４：光活性層
１０５：第２電極

Claims (11)

  1. 下記化学式１で表される単位を含む化合物：
    ［化学式１］
    Figure 2020506252
     前記化学式１において、
    Ａｒ１は、置換もしくは非置換のアリール基；または置換もしくは非置換のヘテロ環基であり、
    Ａｒ２は、置換もしくは非置換のアルキレン基；置換もしくは非置換のシクロアルキレン基；置換もしくは非置換のアリーレン基；または置換もしくは非置換の２価のヘテロ環基であり、
    Ｒ１〜Ｒ３は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、アルキル基であり、
    ａは、１〜５の整数であり、
    ａが２以上の場合、Ａｒ２は、互いに同一または異なり、
    ｎは、１〜１０，０００の整数であり、
    ｍは、１または２である。
  2. 前記化学式１は、下記化学式２で表されるものである、請求項１に記載の化合物：
    ［化学式２］
    Figure 2020506252
     前記化学式２において、
    Ａｒ１、Ａｒ２、ａおよびｎは、化学式１で定義した通りであり、
    Ｒ１〜Ｒ６は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、アルキル基である。
  3. 前記Ａｒ１は、下記構造のうちのいずれか１つまたは２つ以上の組み合わせを含むものである、請求項１または２に記載の化合物：
    Figure 2020506252
     前記構造において、Ｘ１〜Ｘ７、Ｘ１２、Ｘ１３およびＸ１６〜Ｘ３０は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、Ｎ、ＣＲ、ＳｉＲ、Ｐ、またはＧｅＲであり、
    Ｘ９〜Ｘ１１、Ｘ１４、Ｘ１５およびＸ３１〜Ｘ３５は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、Ｓ、Ｏ、Ｓｅ、Ｔｅ、ＮＲ、ＣＲＲ'、ＳｉＲＲ'、ＰＲ'、またはＧｅＲＲ'であり、
    ＲおよびＲ'は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素；重水素；ハロゲン基；ニトリル基；ニトロ基；ヒドロキシ基；カルボニル基；エステル基；イミド基；アミド基；置換もしくは非置換のアルキル基；置換もしくは非置換のシクロアルキル基；置換もしくは非置換のアルコキシ基；置換もしくは非置換のアリールオキシ基；置換もしくは非置換のアルキルチオキシ基；置換もしくは非置換のアリールチオキシ基；置換もしくは非置換のアルキルスルホキシ基；置換もしくは非置換のアリールスルホキシ基；置換もしくは非置換のアルケニル基；置換もしくは非置換のシリル基；置換もしくは非置換のホウ素基；置換もしくは非置換のアミン基；置換もしくは非置換のアリールホスフィン基；置換もしくは非置換のホスフィンオキシド基；置換もしくは非置換のアリール基；または置換もしくは非置換のヘテロ環基であり、
    前記構造式中の水素１つまたは２つが
    Figure 2020506252
     で置換される。
  4. 前記Ａｒ２は、下記構造のうちのいずれか１つまたは２つ以上の組み合わせを含むものである、請求項１または２に記載の化合物：
    Figure 2020506252
     前記構造において、
    ａ、ａ'、ｂおよびｂ'は、互いに同一または異なり、それぞれ０〜５の整数であり、
    ａ、ａ'、ｂおよびｂ'が２以上の場合、括弧内の置換基は、互いに同一または異なり、
    Ｙ１〜Ｙ１３は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、Ｓ、Ｏ、Ｓｅ、Ｔｅ、ＮＲ、ＣＲＲ'、ＳｉＲＲ'、ＰＲ'、またはＧｅＲＲ'であり、
    Ｙ１４およびＹ１５は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、Ｃ、Ｓｉ、またはＧｅであり、
    Ｒ１０〜Ｒ２３は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素；重水素；ハロゲン基；ニトリル基；ニトロ基；ヒドロキシ基；カルボニル基；エステル基；イミド基；アミド基；置換もしくは非置換のアルキル基；置換もしくは非置換のシクロアルキル基；置換もしくは非置換のアルコキシ基；置換もしくは非置換のアリールオキシ基；置換もしくは非置換のアルキルチオキシ基；置換もしくは非置換のアリールチオキシ基；置換もしくは非置換のアルキルスルホキシ基；置換もしくは非置換のアリールスルホキシ基；置換もしくは非置換のアルケニル基；置換もしくは非置換のシリル基；置換もしくは非置換のホウ素基；置換もしくは非置換のアミン基；置換もしくは非置換のアリールホスフィン基；置換もしくは非置換のホスフィンオキシド基；置換もしくは非置換のアリール基；または置換もしくは非置換のヘテロ環基である。
  5. 前記化合物は、下記化学式１−１または化学式１−２で表されるものである、請求項１に記載の化合物：
    ［化学式１−１］
    Figure 2020506252
     ［化学式１−２］
    Figure 2020506252
     前記化学式１−１または１−２において、
    Ａｒ２、Ｒ１〜Ｒ３およびｎは、化学式１で定義した通りであり、
    Ｘ１０、Ｘ１１、Ｘ３４およびＸ３５は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、Ｓ、Ｏ、Ｓｅ、Ｔｅ、ＮＲ、ＣＲＲ'、ＳｉＲＲ'、ＰＲ'、またはＧｅＲＲ'であり、
    Ｒ４〜Ｒ６は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、アルキル基であり、
    ＲおよびＲ'は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素；重水素；ハロゲン基；ニトリル基；ニトロ基；ヒドロキシ基；カルボニル基；エステル基；イミド基；アミド基；置換もしくは非置換のアルキル基；置換もしくは非置換のシクロアルキル基；置換もしくは非置換のアルコキシ基；置換もしくは非置換のアリールオキシ基；置換もしくは非置換のアルキルチオキシ基；置換もしくは非置換のアリールチオキシ基；置換もしくは非置換のアルキルスルホキシ基；置換もしくは非置換のアリールスルホキシ基；置換もしくは非置換のアルケニル基；置換もしくは非置換のシリル基；置換もしくは非置換のホウ素基；置換もしくは非置換のアミン基；置換もしくは非置換のアリールホスフィン基；置換もしくは非置換のホスフィンオキシド基；置換もしくは非置換のアリール基；または置換もしくは非置換のヘテロ環基である。
  6. 前記化合物は、下記化学式１−１１〜化学式１−１６のうちのいずれか１つで表されるものである、請求項１に記載の化合物：
    ［化学式１−１１］
    Figure 2020506252
     ［化学式１−１２］
    Figure 2020506252
     ［化学式１−１３］
    Figure 2020506252
     ［化学式１−１４］
    Figure 2020506252
     ［化学式１−１５］
    Figure 2020506252
     ［化学式１−１６］
    Figure 2020506252
     前記化学式１−１１〜化学式１−１６において、
    Ｒ１〜Ｒ３およびｎは、化学式１で定義した通りであり、
    Ｘ１０、Ｘ１１、Ｘ３４、Ｘ３５およびＹ６〜Ｙ１１は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、Ｓ、Ｏ、Ｓｅ、Ｔｅ、ＮＲ、ＣＲＲ'、ＳｉＲＲ'、ＰＲ'、またはＧｅＲＲ'であり、
    Ｒ４〜Ｒ６は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、アルキル基であり、
    Ｒ１０〜Ｒ１９、ＲおよびＲ'は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素；重水素；ハロゲン基；ニトリル基；ニトロ基；ヒドロキシ基；カルボニル基；エステル基；イミド基；アミド基；置換もしくは非置換のアルキル基；置換もしくは非置換のシクロアルキル基；置換もしくは非置換のアルコキシ基；置換もしくは非置換のアリールオキシ基；置換もしくは非置換のアルキルチオキシ基；置換もしくは非置換のアリールチオキシ基；置換もしくは非置換のアルキルスルホキシ基；置換もしくは非置換のアリールスルホキシ基；置換もしくは非置換のアルケニル基；置換もしくは非置換のシリル基；置換もしくは非置換のホウ素基；置換もしくは非置換のアミン基；置換もしくは非置換のアリールホスフィン基；置換もしくは非置換のホスフィンオキシド基；置換もしくは非置換のアリール基；または置換もしくは非置換のヘテロ環基である。
  7. 第１電極と、
    前記第１電極に対向して備えられる第２電極と、
    前記第１電極と前記第２電極との間に備えられ、光活性層を含む１層以上の有機物層とを含み、
    前記有機物層のうちの１層以上は、請求項１〜６のいずれか１項に記載の化合物を含むものである有機太陽電池。
  8. 前記有機物層は、正孔輸送層、正孔注入層、または正孔輸送および正孔注入を同時に行う層を含み、
    前記正孔輸送層、正孔注入層、または正孔輸送および正孔注入を同時に行う層は、前記化合物を含む、請求項７に記載の有機太陽電池。
  9. 前記有機物層は、電子注入層、電子輸送層、または電子注入および電子輸送を同時に行う層を含み、
    前記電子注入層、電子輸送層、または電子注入および電子輸送を同時に行う層は、前記化合物を含む、請求項７に記載の有機太陽電池。
  10. 前記光活性層は、電子供与体および電子受容体を含み、
    前記電子供与体は、前記化合物を含むものである、請求項７から９のいずれか一項に記載の有機太陽電池。
  11. 前記有機太陽電池は、正孔注入層、正孔輸送層、正孔阻止層、電荷発生層、電子阻止層、電子注入層、および電子輸送層からなる群より選択される１または２以上の有機物層をさらに含むものである、請求項７から１０のいずれか一項に記載の有機太陽電池。
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