JP6245761B2 - 高分子化合物、有機半導体及び光電変換素子 - Google Patents
高分子化合物、有機半導体及び光電変換素子 Download PDFInfo
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Description
図2(A)〜図2(C)、図3(A)及び図3(B)は、実施の形態に係る光電変換素子の製造方法を示す工程断面図である。以下、実施の形態に係る光電変換素子の製造方法を図2(A)〜図3(B)を参照して説明する。
(実施例1)
実施例1に係る高分子化合物P1(PTzBT−EHHDi)の合成方法について、以下に説明する。
下記反応式(2)に示す反応により、3−(2−エチルヘキシル)チオフェン(化合物A1)を合成した。具体的には、フラスコにマグネシウム(2.92g,0.12mol)を加え、よく脱気して系内を窒素雰囲気下とした。続いて、テトラヒドロフラン(THF)(10ml)をフラスコに加えた。1−ブロモ−2−エチルヘキサン(21.3g,0.11mol)を、THFを還流させながらフラスコ内に滴下し、滴下した後も3時間還流を継続した。その後、THF(190ml)をフラスコに加え、室温まで冷却した。以上の工程によりグリニャール試薬(R−MgBr)を合成した。
1H-NMR(400MHZ,CDCl3,TMS) δ 7.23 (dd, J=4.9Hz, 1.0Hz, 1H), 6.93 (d, J=4.9Hz, 1H), 6.92 (d, J=1.0Hz, 1H), 2.55 (d, J=6.8Hz, 2H), 1.25 (m, 9H), 0.88 (m, 6H)
下記反応式(3)に示す反応により、2−ブロモ−3−(2−エチルヘキシル)チオフェン(化合物A2)を合成した。具体的には、窒素雰囲気下で、化合物A1(10g,51mmol)及びN,N−ジメチルホルムアミド(DMF)(150mL)をフラスコに加え、0℃まで冷却した。その後、N−ブロモスクシンイミド(NBS)(9.05g,51mmol)をフラスコに加え、室温まで昇温して12時間攪拌した。
1H-NMR(400MHZ,CDCl3,TMS) δ 7.17 (d, J=5.4Hz, 1H), 6.75 (d, J=5.4Hz, 1H), 2.49 (d, J=7.0Hz, 2H), 1.25 (m, 9H), 0.88 (m, 6H)
下記反応式(4)に示す反応により、3−(2−エチルヘキシル)−2チオフェンアルデヒド(化合物A3)を合成した。具体的には、フラスコにマグネシウム(345mg,14.2mmol)を加え、よく脱気して系内を窒素雰囲気下とした。続いて、THF(10ml)をフラスコに加えた。そして、化合物A2(3.6g,12.9mmol)を、THFを還流させながらフラスコ内に滴下し、滴下した後も3時間還流を継続した。その後、THF(100ml)をフラスコに加え、0℃まで冷却した。続いて、DMF(5ml)を滴下し、室温まで昇温して1時間攪拌した。
1H-NMR(400MHZ,CDCl3,TMS) δ 10.03 (s, 1H) 7.64 (d, J=4.9Hz, 1H), 6.97 (d, J=4.9Hz, 1H), 2.88 (d, J=7.3Hz, 2H), 1.25 (m, 9H), 0.88 (m, 6H)
下記反応式(5)に示す反応により、2,5−ビス(3(2−エチルヘキシル)チオフェン−2−イル)チアゾロ[5,4−d]チアゾール(化合物A4)を合成した。具体的には、窒素雰囲気下で、化合物A3(2g,8.9mmol)及びルベアン酸(487mg,4.05mmol)を、ディーンスタークを取り付けたフラスコに加え、200℃に加熱して5時間攪拌した。その後、反応混合物をクロロホルムで抽出し、反応混合物を含む有機層を飽和食塩水、及び水で洗浄した。有機層を無水硫酸マグネシウムで乾燥し、これを濾過した後、溶媒を減圧下で留去した。得られた反応混合物を、ヘキサンとクロロホルムの混合溶媒を移動相とするシリカゲルカラムクロマトグラフィーで分離精製することで、化合物A4を黄色固体で得た(624mg,収率29%)。得られた化合物A4を1H−NMR法を用いて同定した。化合物A4の物性データは次の通りである。
1H-NMR(400MHZ,CDCl3,TMS) δ 7.34 (d, J=5.4Hz, 2H), 6.95 (d, J=5.4Hz, 2H), 2.93 (d, J=7.4Hz, 4H), 1.25 (m, 18H), 0.88 (m, 12H)
下記反応式(6)に示す反応により、2,5−ビス(5−ブロモ−3(2−エチルヘキシル)チオフェン−2−イル)チアゾロ[5,4−d]チアゾール(化合物A5)を合成した。具体的には、窒素雰囲気下で、化合物A4(440mg,0.83mmol)、NBS(445mg,2.5mmol)及びクロロホルム(50ml)をフラスコに加え、3時間還流した。その後、反応溶液を室温まで冷却した。続いて、反応溶液に飽和炭酸水素ナトリウム水溶液(50ml)を加え、反応混合物をクロロホルムで抽出し、反応混合物を含む有機層を飽和食塩水、及び水で洗浄した。有機層を無水硫酸マグネシウムで乾燥し、これを濾過した後、溶媒を減圧下で留去した。得られた反応混合物を、ヘキサンとクロロホルムの混合溶媒を移動相とするシリカゲルカラムクロマトグラフィーで分離精製することで、化合物A5を黄色固体で得た(468mg,収率82%)。得られた化合物A5を1H−NMR法を用いて同定した。化合物A5の物性データは次の通りである。
1H-NMR(400MHZ,CDCl3,TMS) δ 6.90 (d, J=5.4Hz, 2H), 2.84 (d, J=7.5Hz, 4H), 1.25 (m, 18H), 0.88 (m, 12H)
下記反応式(7)に示す反応により、2,5−ビス((3(2−エチルヘキシル)−5−トリメチルスタニル)チオフェン−2−イル)チアゾロ[5,4−d]チアゾール(化合物A6)を合成した。具体的には、窒素雰囲気下で、化合物A5(344mg,0.5mmol)及びTHF(20ml)をフラスコに加え、反応溶液を−78℃まで冷却した。その後、n−ブチルリチウム(n−BuLi)(1.25mmol,0.78ml,1.6M)をフラスコ内に滴下し、2時間、同温で攪拌した。続いて、塩化トリメチルスズ(Me3SnCl)(274mg,1.4mmol)をフラスコに加え、室温まで昇温し、さらに1時間攪拌した。
1H-NMR(400MHZ,CDCl3,TMS) δ 7.03 (d, J=5.4Hz, 2H), 2.96 (d, J=7.5Hz, 4H), 1.25 (m, 18H), 0.88 (m, 12H), 0.40 (s, 18H)
化合物A1と同様の手順で合成を行い、下記反応式(8)に示す反応により、3−(2−ヘキシルデシル)チオフェン(化合物A7)を無色の液体で得た(16g,収率52%)。得られた化合物A7を1H−NMR法を用いて同定した。化合物A7の物性データは次の通りである。
1H-NMR(400MHZ,CDCl3,TMS) δ 7.23 (dd, J=4.9Hz, 1.0Hz, 1H), 6.93 (d, J=4.9Hz, 1H), 6.92 (d, J=1.0Hz, 1H), 2.55 (d, J=6.8Hz, 2H), 1.25 (m, 25H), 0.88 (m, 6H)
下記反応式(9)に示す反応により、3−(2−ヘキシルデシル)−5−チオフェンアルデヒド(化合物A8)を合成した。具体的には、窒素雰囲気下で、化合物A7(3.08g,10mmol)及びTHF(150mL)をフラスコに加え、?78℃まで冷却した。その後、リチウムジイソプロピルアミド(LDA)(11mmol,14.7mL,0.75M)をフラスコ内に滴下し、1時間攪拌した。続いて、DMF(4.2g,56mmol)をフラスコに加え、室温まで昇温した後、さらに1時間攪拌した。
1H-NMR(400MHZ,CDCl3,TMS) δ 9.87 (s, 1H), 7.55 (s, 1H), 7.33 (s, 1H), 2.56 (d, J=6.8Hz, 2H), 1.25 (m, 17H), 0.88 (m, 6H)
下記反応式(10)に示す反応により、2,5−ビス(4(2−ヘキシルデシル)チオフェン−2−イル)チアゾロ[5,4−d]チアゾール(化合物A9)を合成した。具体的には、窒素雰囲気下で、化合物A9(2g,5.9mmol)及びルベアン酸(538mg,2.7mmol)を、ディーンスタークを取り付けたフラスコに加え、200℃に加熱して5時間攪拌した。その後、反応混合物をクロロホルムで抽出し、反応混合物を含む有機層を飽和食塩水、及び水で洗浄した。有機層を無水硫酸マグネシウムで乾燥し、これを濾過した後、溶媒を減圧下で留去した。得られた反応混合物を、ヘキサンとクロロホルムの混合溶媒を移動相とするシリカゲルカラムクロマトグラフィーで分離精製することで、化合物A9を黄色固体で得た(612mg,収率30%)。得られた化合物A9を1H−NMR法を用いて同定した。化合物A9の物性データは次の通りである。
1H-NMR (400MHZ, CDCl3, TMS) δ 7.36 (s, 2H), 7.01 (s, 2H), 2.54 (d, J=6.8Hz, 4H), 1.25 (m, 50H), 0.88 (m, 12H)
下記反応式(11)に示す反応により、2,5−ビス(5−ブロモ−4(2−ヘキシルデシル)チオフェン−2−イル)チアゾロ[5,4−d]チアゾール(化合物A10)を合成した。具体的には、窒素雰囲気下で、化合物A9(600mg,0.80mmol)、NBS(427mg,2.4mmol)及びクロロホルム(50mL)をフラスコに加え、3時間還流した。その後、室温まで冷却した。
1H-NMR(400MHZ,CDCl3,TMS) δ 7.21 (s, 2H), 2.51 (d, J=6.8Hz, 4H), 1.25 (m, 50H), 0.88 (m, 12H)
下記反応式(12)に示す反応により、PTzBT−EHHDi(高分子化合物P1)を合成した。具体的には、窒素雰囲気下で、反応バイアルにトルエン(5mL)を加え、30分間脱気した。続いて、反応バイアルにテトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(Pd(PPh3)4)(1.8mg,0.002mmol)、化合物A10(臭素化合物)(85.6mg,0.1mmol)及び化合物A6(スズ化合物)(91.0mg,0.1mmol)を加え、μ−ウェーブリアクター(initiator2.5、Biotage社製)を用いて、180℃にて1時間反応させた。続いて、反応溶液をメタノール(100mL)と塩酸(5mL)の混合溶液に注ぎ、再沈殿させた。そして、得られた反応混合物をメタノール、ヘキサンにて加熱洗浄することで精製した。その後、反応混合物をクロロホルムに溶解し、メタノールに再沈殿させることで、高分子化合物P1を青紫色の固体として得た(101mg,収率79%)。高分子化合物P1の数平均分子量は27000であった。
実施例2に係る高分子化合物P2(PTzBT−BOBOi)の合成方法について、以下に説明する。
下記反応式(13)に示す反応により、3−(2−ブチルオクチル)チオフェン(化合物B1)を合成した。具体的には、フラスコにマグネシウム(2.92g,0.12mol)を加え、よく脱気して系内を窒素雰囲気下とした。続いて、THF(10ml)をフラスコに加えた。1−ブロモ−2−ブチルオクタン(27.4g,0.12mol)を、THFを還流させながらフラスコ内に滴下し、滴下した後も3時間還流を継続した。その後、THF(190ml)をフラスコに加え、室温まで冷却した。以上の工程によりグリニャール試薬(R−MgBr)を合成した。
1H-NMR(400MHZ,CDCl3,TMS) δ 7.23 (dd, J=4.9Hz, 1.0Hz, 1H), 6.93 (d, J=4.9Hz, 1H), 6.92 (d, J=1.0Hz, 1H), 2.55 (d, J=6.8Hz, 2H), 1.25 (m, 17H), 0.88 (m, 6H)
下記反応式(14)に示す反応により、3−(2−ブチルオクチル)−5−チオフェンアルデヒド(化合物B2)を合成した。具体的には、窒素雰囲気下で、化合物B1(2g,7.9mmol)及びTHF(100mL)をフラスコに加え、−78℃まで冷却した。その後、LDA(8.7mmol,11.6mL,0.75M)を滴下し、1時間攪拌した。続いて、DMF(3.2g,43.5mmol)を加え、室温まで昇温した後、さらに1時間攪拌した。
1H-NMR(400MHZ,CDCl3,TMS) δ 9.87 (s, 1H), 7.55 (s, 1H), 7.33 (s, 1H), 2.56 (d, J=6.8Hz, 2H), 1.25 (m, 17H), 0.88 (m, 6H)
下記反応式(15)に示す反応により、2,5−ビス(4(2−ブチルオクチル)チオフェン−2−イル)チアゾロ[5,4−d]チアゾール(化合物B3)を合成した。具体的には、窒素雰囲気下で、化合物B2(3.0g,8.9mmol)及びルベアン酸(487mg,4.05mmol)を、ディーンスタークを取り付けたフラスコに加え、200℃に加熱して5時間攪拌した。その後、反応混合物をクロロホルムで抽出し、反応混合物を含む有機層を飽和食塩水、及び水で洗浄した。有機層を無水硫酸マグネシウムで乾燥し、これを濾過した後、溶媒を減圧下で留去した。得られた反応混合物を、ヘキサンとクロロホルムの混合溶媒を移動相とするシリカゲルカラムクロマトグラフィーで分離精製することで、化合物B3を黄色固体で得た(720mg,収率32%)。得られた化合物B3を1H−NMR法を用いて同定した。化合物B3の物性データは次の通りである。
1H-NMR (400MHZ, CDCl3, TMS) δ 7.36 (s, 1H), 7.01 (s, 1H), 2.54 (d, J=6.8Hz, 2H), 1.25 (m, 17H), 0.88 (m, 6H)
下記反応式(16)に示す反応により、2,5−ビス(5−ブロモ−4(2−ブチルオクチル)チオフェン−2−イル)チアゾロ[5,4−d]チアゾール(化合物B4)を合成した。具体的には、窒素雰囲気下で、化合物B3(630mg,0.83mmol)、NBS(445mg,2.5mmol)及びクロロホルム(50mL)をフラスコに加え、3時間還流した。その後、室温まで冷却した。
1H-NMR(400MHZ,CDCl3,TMS) δ 7.21 (s, 1H), 2.51 (d, J=6.8Hz, 2H), 1.25 (m, 17H), 0.88 (m, 6H)
下記反応式(17)に示す反応により、2−ブロモ−3−(2−ブチルオクチル)チオフェン(化合物B5)を合成した。具体的には、窒素雰囲気下で、化合物B1(10g,40mmol)及びDMF(120ml)をフラスコに加え、0℃に冷却した。NBS(7.1g,40mmol)をフラスコにゆっくり加え、その後、室温まで昇温し、12時間攪拌した。
1H-NMR(400MHZ,CDCl3,TMS) δ 7.17 (d, J=5.4Hz, 1H), 6.75 (d, J=5.4Hz, 1H), 2.49 (d, J=7.0Hz, 2H), 1.25 (m, 17H), 0.88 (m, 6H)
下記反応式(18)に示す反応により、3−(2−ブチルオクチル)−2チオフェンアルデヒド(化合物B6)を合成した。具体的には、フラスコにマグネシウム(345mg,14.2mmol)を加え、よく脱気して系内を窒素雰囲気下とした。続いて、THF(10ml)をフラスコに加えた。そして、化合物B5(4.27g,12.9mmol)を、THFを還流させながらフラスコ内に滴下し、滴下した後も3時間還流を継続した。その後、THF(100ml)をフラスコに加え、0℃まで冷却した。続いて、DMF(5ml)を滴下し、室温まで昇温して1時間攪拌した。
1H-NMR(400MHZ,CDCl3,TMS) δ 10.03 (s, 1H) 7.64 (d, J=4.9Hz, 1H), 6.97 (d, J=4.9Hz, 1H), 2.88 (d, J=7.3Hz, 2H), 1.25 (m, 17H), 0.88 (m, 6H)
下記反応式(19)に示す反応により、2,5−ビス(3(2−ブチルオクチル)チオフェン−2−イル)チアゾロ[5,4−d]チアゾール(化合物B7)を合成した。具体的には、窒素雰囲気下で、化合物B6(2.5g,8.9mmol)及びルベアン酸(487mg,4.05mmol)を、ディーンスタークを取り付けたフラスコに加え、200℃に加熱して5時間攪拌した。
1H-NMR(400MHZ,CDCl3,TMS) δ 7.34 (d, J=5.4Hz, 2H), 6.95 (d, J=5.4Hz, 2H), 2.93 (d, J=7.4Hz, 4H), 1.25 (m, 34H), 0.88 (m, 12H)
下記反応式(20)に示す反応により、2,5−ビス(5−ブロモ−3(2−ブチルオクチル)チオフェン−2−イル)チアゾロ[5,4−d]チアゾール(化合物B8)を合成した。具体的には、窒素雰囲気下で、化合物B7(643mg,1.0mmol)、NBS(534mg,3.0mmol)及びクロロホルム(60ml)をフラスコに加え、3時間還流した。その後、反応溶液を室温まで冷却した。
1H-NMR(400MHZ,CDCl3,TMS) δ 6.90 (d, J=5.4Hz, 2H), 2.84 (d, J=7.5Hz, 4H), 1.25 (m, 34H), 0.88 (m, 12H)
下記反応式(21)に示す反応により、2,5−ビス((3(2−ブチルオクチル)−5−トリメチルスタニル)チオフェン−2−イル)チアゾロ[5,4−d]チアゾール(化合物B9)を合成した。具体的には、窒素雰囲気下で、化合物B8(400mg,0.5mmol)及びTHF(20ml)を加え、−78℃まで冷却した。その後、n−BuLi(1.25mmol,0.78ml,1.6M)をフラスコ内に滴下し、1時間、同温で攪拌した。続いて、Me3SnCl(274mg,1.4mmol)をフラスコに加え、室温まで昇温し、さらに1時間攪拌した。
1H-NMR(400MHZ,CDCl3,TMS) δ 7.03 (d, J=5.4Hz, 2H), 2.96 (d, J=7.5Hz, 4H), 1.25 (m, 34H), 0.88 (m, 12H), 0.40 (s, 18H)
下記反応式(22)に示す反応により、PTzBT−BOBOi(高分子化合物P2)を合成した。具体的には、窒素雰囲気下で、反応バイアルにトルエン(5mL)を加え、30分間脱気した。続いて、反応バイアルにPd(PPh3)4(1.8mg,0.002mmol)、化合物B9(スズ化合物)(96.9mg,0.1mmol)及び化合物B4(臭素化合物)(80.0mg,0.1mmol)を加え、μ−ウェーブリアクター(initiator2.5、Biotage社製)を用いて、180℃にて1時間反応させた。続いて、反応溶液をメタノール(100mL)と塩酸(5mL)の混合溶液に注ぎ、再沈殿させた。そして、得られた反応混合物をメタノール、ヘキサンにて加熱洗浄することで精製した。その後、反応混合物をクロロホルムに溶解し、メタノールに再沈殿させることで、高分子化合物P2を青紫色の固体として得た(105mg,収率82%)。高分子化合物P2の数平均分子量は34000であった。
比較例1に係る高分子化合物P3(PTzBT−EHHD)の合成方法について、以下に説明する。
下記反応式(23)に示す反応により、2−ブロモ−3−(2−ヘキシルデシル)チオフェン(化合物C1)を合成した。具体的には、窒素雰囲気下で、化合物A7(15.7g,51mmol)及びDMF(150ml)をフラスコに加え、0℃まで冷却した。NBS(9.05g,51mmol)をフラスコにゆっくり加え、その後、室温まで昇温し、12時間攪拌した。
1H-NMR(400MHZ,CDCl3,TMS) δ 7.17 (d, J=5.4Hz, 1H), 6.75 (d, J=5.4Hz, 1H), 2.49 (d, J=7.0Hz, 2H), 1.25 (m, 25H), 0.88 (m, 6H)
下記反応式(24)に示す反応により、3−(2−ヘキシルデシル)−2チオフェンアルデヒド(化合物C2)を合成した。具体的には、フラスコにマグネシウム(345mg,14.2mmol)を加え、よく脱気して系内を窒素雰囲気下とした。続いて、THF(10ml)をフラスコに加えた。そして、化合物C1(5.0g,12.9mmol)を、THFを還流させながらフラスコ内に滴下し、滴下した後も3時間還流を継続した。その後、THF(100ml)をフラスコに加え、0℃まで冷却した。続いて、DMF(5ml)を滴下し、室温まで昇温して1時間攪拌した。
1H-NMR(400MHZ,CDCl3,TMS) δ 10.03 (s, 1H) 7.64 (d, J=4.9Hz, 1H), 6.97 (d, J=4.9Hz, 1H), 2.88 (d, J=7.3Hz, 2H), 1.25 (m, 25H), 0.88 (m, 6H)
下記反応式(25)に示す反応により、2,5−ビス(3(2−ヘキシルデシル)チオフェン−2−イル)チアゾロ[5,4−d]チアゾール(化合物C3)を合成した。具体的には、窒素雰囲気下で、化合物C2(3.0g,8.9mmol)及びルベアン酸(487mg,4.05mmol)を、ディーンスタークを取り付けたフラスコに加え、200℃に加熱して5時間攪拌した。その後、反応混合物をクロロホルムで抽出し、反応混合物を含む有機層を飽和食塩水、及び水で洗浄した。有機層を無水硫酸マグネシウムで乾燥し、これを濾過した後、溶媒を減圧下で留去した。得られた反応混合物を、ヘキサンとクロロホルムの混合溶媒を移動相とするシリカゲルカラムクロマトグラフィーで分離精製することで、化合物C3を黄色固体で得た(826mg,収率27%)。得られた化合物C3を1H−NMR法を用いて同定した。化合物C3の物性データは次の通りである。
1H-NMR(400MHZ,CDCl3,TMS) δ 7.34 (d, J=5.4Hz, 1H), 6.95 (d, J=5.4Hz, 1H), 2.93 (d, J=7.4Hz, 2H), 1.25 (m, 25H), 0.88 (m, 6H)
下記反応式(26)に示す反応により、2,5−ビス(5−ブロモ−3(2−ヘキシルデシル)チオフェン−2−イル)チアゾロ[5,4−d]チアゾール(化合物C4)を合成した。具体的には、窒素雰囲気下で、化合物C3(600mg,0.80mmol)、NBS(427mg,2.4mmol)及びクロロホルム(50ml)をフラスコに加え、3時間還流した。その後、反応溶液を室温まで冷却した。
1H-NMR(400MHZ,CDCl3,TMS) δ 7.21 (s, J=5.4Hz, 2H), 2.51 (d, J=6.8Hz, 4H), 1.25 (m, 50H), 0.88 (m, 12H)
下記反応式(27)に示す反応により、PTzBT−EHHD(高分子化合物P3)を合成した。具体的には、窒素雰囲気下で、反応バイアルにクロロベンゼン(5mL)を加え、30分間脱気した。続いて、反応バイアルにトリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(Pd2(dba)3)(2.0mg,0.002mmol)、化合物C4(臭素化合物)(85.6mg,0.1mmol)及び化合物A6(スズ化合物)(91.3mg,0.1mmol)を加え、μ−ウェーブリアクター(initiator2.5、Biotage社製)を用いて、200℃にて10分間反応させた。続いて、反応溶液をメタノール(100mL)と塩酸(5mL)の混合溶液に注ぎ、再沈殿させた。そして、反応混合物をメタノール、ヘキサンにて加熱洗浄することで精製した。その後、反応混合物をクロロホルムに溶解し、メタノールに再沈殿させることで、高分子化合物P3を青紫色の固体として得た(109mg,収率85%)。高分子化合物P3の数平均分子量は22000であった。
比較例2に係る高分子化合物P4(PTzBT−BOBO)の合成方法について、以下に説明する。
下記反応式(28)に示す反応により、PTzBT−BOBO(高分子化合物P4)を合成した。具体的には、窒素雰囲気下で、反応バイアルにクロロベンゼン(5mL)を加え、30分間脱気した。続いて、反応バイアルにPd2(dba)3(2.0mg,0.002mmol)、化合物B9(スズ化合物)(96.9mg,0.1mmol)及び化合物B8(臭素化合物)(80.0mg,0.1mmol)を加え、μ−ウェーブリアクター(initiator2.5、Biotage社製)を用いて、200℃にて10分間反応させた。続いて、反応溶液をメタノール(100mL)と塩酸(5mL)の混合溶液に注ぎ、再沈殿させた。そして、反応混合物をメタノール、ヘキサンにて加熱洗浄することで精製した。その後、反応混合物をクロロホルムに溶解し、メタノールに再沈殿することで、高分子化合物P4を青紫色の固体として得た(108mg,収率84%)。高分子化合物P4の数平均分子量は30000であった。
各実施例及び各比較例の高分子化合物について、有機溶媒への溶解性を評価した。具体的には、5mLのバイアルに、各実施例及び各比較例の高分子化合物1mgと、クロロベンゼン1mLとを加えたサンプルを用意した。そして、各サンプルをホットプレートスターラー上に載置し、20℃から10℃ずつ温度を上昇させ、上昇させるたびに15分間撹拌した。撹拌後、目視でポリマーが完全に溶解したか確認した。完全な溶解が確認されるまで、温度の上昇と撹拌を繰り返し、完全に溶解した時の温度を高分子化合物の溶解温度とした。溶解温度測定の結果を表1に示す。
各実施例及び各比較例の高分子化合物を用いて、光電変換素子を作製した。以下では適宜、実施例1の高分子化合物P1を用いて作製した光電子化合物を「実施例1の光電変換素子」と称する。実施例2、比較例1及び比較例2についても同様である。各実施例及び各比較例の光電変換素子の構造には、一例として逆層構造を採用した。その概略は下記の通りである。また、各光電変換素子の構造は、光電変換層の形態を除き共通である。
素子構造:ITO透明電極/電子輸送層(ZnO)/光電変換層(高分子化合物/PC61BM)/正孔輸送層(WO3)/対向電極(Ag)
PCE(%)=Jsc(mA/cm2)×Voc(V)×FF
得られた結果を表2に示す。
Claims (4)
- 下記式(1)で表される、チアゾロチアゾール骨格と5員ヘテロ環とを含むサブユニットが2つ結合した構造を、繰り返し単位として有することを特徴とする高分子化合物。
- 前記分岐鎖状アルキル基の炭素数は3以上30以下であり、本高分子化合物の数平均分子量はポリスチレン換算で15000以上500000以下である請求項1に記載の高分子化合物。
- 請求項1又は2に記載の高分子化合物を含むことを特徴とする有機半導体。
- 光電変換層と、
前記光電変換層の一方の主表面側に設けられる電子取出電極と、
前記光電変換層の他方の主表面側に設けられる正孔取出電極と、
を備え、
前記光電変換層は、請求項3に記載の有機半導体を含むことを特徴とする光電変換素子。
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