JP6441196B2 - Polymer and solar cell using the same - Google Patents

Polymer and solar cell using the same Download PDF

Info

Publication number
JP6441196B2
JP6441196B2 JP2015182256A JP2015182256A JP6441196B2 JP 6441196 B2 JP6441196 B2 JP 6441196B2 JP 2015182256 A JP2015182256 A JP 2015182256A JP 2015182256 A JP2015182256 A JP 2015182256A JP 6441196 B2 JP6441196 B2 JP 6441196B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
group
substituted
unsubstituted
polymer
solar cell
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2015182256A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2017057266A (en
Inventor
中野 義彦
義彦 中野
明洋 松井
明洋 松井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP2015182256A priority Critical patent/JP6441196B2/en
Publication of JP2017057266A publication Critical patent/JP2017057266A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6441196B2 publication Critical patent/JP6441196B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/549Organic PV cells

Landscapes

  • Polyoxymethylene Polymers And Polymers With Carbon-To-Carbon Bonds (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)

Description

本発明は、高分子化合物とそれを用いた有機薄膜太陽電池及び有機無機ハイブリッド太陽電池に関するものである。   The present invention relates to a polymer compound, an organic thin-film solar cell and an organic-inorganic hybrid solar cell using the polymer compound.

有機半導体は、有機薄膜太陽電池、発光素子、光センサー等の太陽電池素子への適用が期待されている。中でも、有機半導体材料としてポリマー分子を用いれば、安価な塗布法で活性層を作製することができる。一方、エネルギーとCO排出削の問題から、環境負荷の少なクリーンなエネルギーの一つとして、太陽電池が急速にも伸びている。現在、シリコン系太陽電池が主流であるが、効率も15%前後であり、低コスト化が難しい。また、安価に作製できる太陽電池としてCdTe型太陽電池も知られているが、有毒元素のCdを使用するため、環境問題が発生する可能性がある。このような環境下で、低コストでエネルギー変換効率が高く無害な次世代太陽電池である有機薄膜太陽電池及び有機無機ハイブリッド太陽電池の開発への期待が高まっている。 The organic semiconductor is expected to be applied to solar cell elements such as organic thin film solar cells, light emitting elements, and optical sensors. Among these, if polymer molecules are used as the organic semiconductor material, the active layer can be produced by an inexpensive coating method. On the other hand, due to the problem of energy and CO 2 emission reduction, solar cells are rapidly growing as one of clean energy with little environmental load. Currently, silicon-based solar cells are the mainstream, but the efficiency is around 15%, and it is difficult to reduce the cost. A CdTe solar cell is also known as a solar cell that can be manufactured at low cost. However, since Cd, which is a toxic element, is used, environmental problems may occur. Under such circumstances, there is an increasing expectation for the development of organic thin-film solar cells and organic-inorganic hybrid solar cells, which are low-cost, high energy conversion efficiency and harmless next-generation solar cells.

有機薄膜太陽電池の課題のひとつとして、発電効率向上が挙げられる。この発電効率の向上のためには、開放電圧(Voc)の改善が、重要である。有機太陽電池の開放電圧は、電子供与材料および電子受容材料の組み合わせに大きく依存し、用いる材料の最適化が必要である。有機薄膜太陽電池の開放電圧は、p型材料の最高占有分子軌道(HOMO)のエネルギー準位とn型材料の最低非占有分子軌道のエネルギー準位との差に相関することが知られている。 現在、世界中で進められている有機薄膜太陽電池研究において、n型半導体材料としては、フラーレン類(たとえば、PCBMなど)が最適とされている。一方、現在、もっとも一般的に用いられているP型半導体材料としては、ポリチオフェンの共役高分子(たとえば、P3HT(ポリ(3−ヘキシルチオフェン−2,5−ジイル)))があげられる。   One of the challenges of organic thin film solar cells is to improve power generation efficiency. In order to improve the power generation efficiency, it is important to improve the open circuit voltage (Voc). The open-circuit voltage of an organic solar cell greatly depends on the combination of an electron donating material and an electron accepting material, and it is necessary to optimize the material used. It is known that the open-circuit voltage of an organic thin-film solar cell correlates with the difference between the energy level of the highest occupied molecular orbital (HOMO) of the p-type material and the energy level of the lowest unoccupied molecular orbital of the n-type material. . In organic thin film solar cell research currently being promoted all over the world, fullerenes (for example, PCBM) are considered to be optimal as n-type semiconductor materials. On the other hand, the most commonly used P-type semiconductor material is a polythiophene conjugated polymer (for example, P3HT (poly (3-hexylthiophene-2,5-diyl))).

PCBMとP3HTとを組み合わせた有機薄膜太陽電池の開放電圧は、約0.6Vと低く、実用上の観点から必ずしも満足できるものではなく、更なる改良が望まれている。開放電圧値を改良する方法として、P型半導体材料のHOMO準位を下げる手段が考えられる。しかし、この場合、P型半導体のバンドギャップが広がり、長波長領域の光を吸収することができなくなる。つまり、可視光領域の長波長側における光吸収効率が減少し、入射した光を有効に利用できなくなり、結果として、エネルギー効率が上がらないために改良の余地がある。   The open voltage of an organic thin film solar cell combining PCBM and P3HT is as low as about 0.6 V, which is not always satisfactory from a practical viewpoint, and further improvement is desired. As a method for improving the open circuit voltage value, a means for lowering the HOMO level of the P-type semiconductor material can be considered. However, in this case, the band gap of the P-type semiconductor is widened and light in a long wavelength region cannot be absorbed. That is, the light absorption efficiency on the long wavelength side in the visible light region is reduced, and incident light cannot be used effectively. As a result, there is room for improvement because the energy efficiency does not increase.

このように開放電圧と長波長領域の光吸収とは、トレード・オフの関係にあることが多く、両者をより高いレベルで両立させることは困難であった。   As described above, the open-circuit voltage and the light absorption in the long wavelength region often have a trade-off relationship, and it has been difficult to achieve both at a higher level.

最近、開放電圧を改善するために、p型材料としてチオフェンにイミドを縮環したポリマーを用いることが提案されている。しかしながらその場合、開放電圧が0.85Vまで改善されるものの、変換効率は0.75%程度に止まっており、さらなる改善が望まれる。
また、有機薄膜太陽電池に対するもう一つ課題は、長寿命化である。このためには、光に対する安定性の高い活性物質(ドナーとアクセプター)が必要であることが報告されている。
Recently, in order to improve the open circuit voltage, it has been proposed to use a polymer in which imide is fused to thiophene as a p-type material. However, in that case, although the open circuit voltage is improved to 0.85 V, the conversion efficiency is only about 0.75%, and further improvement is desired.
Another problem with organic thin-film solar cells is extending their life. For this purpose, it has been reported that an active substance (donor and acceptor) having high stability to light is required.

さらに、最近、光電変換層に有機無機混成ペロブスカイト化合物及び無機ペロブスカイト化合物を用いた、エネルギー変換効率の高い有機無機ハイブリッド太陽電池が研究されている。この有機無機ハイブリッド太陽電池において高効率を実現するため、ホール輸送層としてspiro−OMeTADやポリアリールアミンに、t−ブチルピリジン(以下、TBPということがある)やビス(トリフルオロメナンスルホニル)イミドリチウム(以下、Li−TFSIということがある)などのドーパント剤を組み合わせることが検討されている。しかし、TBPは液体であり、温度上昇による光電変換層への拡散や散逸による性能低下や短寿命化が起こりやすい。また、Li−TFSIは潮解性であるため、水分子を吸収して性能低下が起こり、寿命を短くなる傾向がある。したがって、これらにも改良の余地がある。   Furthermore, recently, an organic-inorganic hybrid solar cell having high energy conversion efficiency using an organic-inorganic hybrid perovskite compound and an inorganic perovskite compound in the photoelectric conversion layer has been studied. In order to achieve high efficiency in this organic-inorganic hybrid solar cell, as a hole transport layer, spiro-OMeTAD, polyarylamine, t-butylpyridine (hereinafter sometimes referred to as TBP), bis (trifluoromenanesulfonyl) imide lithium Combining a dopant agent such as (hereinafter sometimes referred to as Li-TFSI) has been studied. However, TBP is a liquid, and performance degradation and shortening of the life due to diffusion and dissipation to the photoelectric conversion layer due to temperature rise are likely to occur. In addition, since Li-TFSI is deliquescent, it tends to absorb water molecules and degrade performance, shortening the life. Therefore, there is room for improvement in these as well.

また、ホール輸送層としてp型ポリマーのP3HTを用いることが報告されているが、発電効率が十分でないという課題があった。   Moreover, although it has been reported that P3HT of a p-type polymer is used as the hole transport layer, there is a problem that power generation efficiency is not sufficient.

特開2011−168747号公報JP 2011-168747 A 国際公開第2010/008672号明細書WO 2010/008672 specification 国債公開第2008/066933号明細書JGB No. 2008/066933 Specification

Adv. Mater. 2012, 24, 580Adv. Mater. 2012, 24, 580 Jin Hyuck Heo,Nature Photonics vol.7,2013,486−491Jin Hyuck Heo, Nature Photonics vol. 7,2013,486-491 Journal of Polymer Science:Part A:Polymer Chemistry),2001年,第39巻,p.1533−1Journal of Polymer Science: Part A: Polymer Chemistry), 2001, Vol. 39, p. 1533-1 Adv.Mater.18,572(2006)Adv. Mater. 18,572 (2006) Sol−Gel Science、C.J.Brinker,G.W.Scherer著、Academic Press(1990)Sol-Gel Science, C.I. J. et al. Brinker, G.M. W. Scherer, Academic Press (1990)

このような課題に鑑みて、本実施形態は、有機薄膜太陽電池及び、ペロブスカイト系有機無機ハイブリッド太陽電池において高い開放電圧と長寿命を両立するためのポリマーを提供することを目的とするものである。そして本実施形態は、成膜性に優れるとともにフラーレン類との間で高い開放電圧を実現することのできるポリマーを用いた光電変換層を具備した有機薄膜太陽電池、ならびに成膜性に優れるとともに高い効率と耐久性を実現することのできるポリマーを用いたホール輸送層を具備した有機無機ハイブリッド太陽電池を提供することも目的とする。   In view of such problems, the present embodiment aims to provide a polymer for achieving both a high open-circuit voltage and a long life in an organic thin-film solar cell and a perovskite organic-inorganic hybrid solar cell. . And this embodiment is excellent in film forming property, and also has an organic thin film solar cell provided with a photoelectric conversion layer using a polymer that can realize a high open-circuit voltage with fullerenes, as well as excellent film forming property and high It is another object of the present invention to provide an organic-inorganic hybrid solar cell including a hole transport layer using a polymer capable of realizing efficiency and durability.

実施形態によるポリマーは、下記式(1)〜(4):
(式中、
およびRはそれぞれ独立に、水素、非置換アルキル基、置換アルキル基、非置換アルコキシ基、置換アルコキシ基、非置換アシル基、置換アシル基、非置換アリール基、置換アリール基、非置換ヘテロアリール基、および置換ヘテロアリール基からなる群から選択される基であり、ただしRおよびRは同時に水素では無く
およびXはそれぞれ独立に、O、S、およびSeからなる群から選択される原子であり、
Arは、2価の非置換共役不飽和結合基又は置換共役不飽和結合基である)
からなる群から選ばれる繰り返し単位を少なくとも1種類以上含むことを特徴とするものである。
The polymer according to the embodiment has the following formulas (1) to (4):
(Where
R 1 and R 2 are each independently hydrogen, unsubstituted alkyl group, substituted alkyl group, unsubstituted alkoxy group, substituted alkoxy group, unsubstituted acyl group, substituted acyl group, unsubstituted aryl group, substituted aryl group, unsubstituted A group selected from the group consisting of a heteroaryl group and a substituted heteroaryl group, wherein R 1 and R 2 are not simultaneously hydrogen and X 1 and X 2 are each independently a group consisting of O, S, and Se An atom selected from
Ar is a divalent unsubstituted conjugated unsaturated bond group or a substituted conjugated unsaturated bond group)
It contains at least one type of repeating unit selected from the group consisting of.

また、実施形態による太陽電池は、前記ポリマーを含むことを特徴とするものである。   The solar cell according to the embodiment includes the polymer.

また、実施形態によるバルクヘテロ型有機薄膜太陽電池は、前記ポリマーを電子ドナーとして、フラーレン誘導体を電子アクセプターとして含む活性層を具備することを特徴とするものである。   In addition, the bulk hetero-type organic thin film solar cell according to the embodiment includes an active layer including the polymer as an electron donor and a fullerene derivative as an electron acceptor.

また、実施形態による有機無機ハイブリッド太陽電池は、前記ポリマーを含むホール輸送層と、有機無機ペロブスカイト構造を含む光電変換層とを具備してなることを特徴とするものである。   In addition, the organic-inorganic hybrid solar cell according to the embodiment includes a hole transport layer including the polymer and a photoelectric conversion layer including an organic-inorganic perovskite structure.

本発明の実施形態に係る太陽電池素子の断面図。Sectional drawing of the solar cell element which concerns on embodiment of this invention.

以下、本実施形態を詳細に説明する。   Hereinafter, this embodiment will be described in detail.

実施形態によるポリマーは、特定の繰り返し単位を含むものである。この繰り返し単位は、下記式(1)〜(4)で表されるものである。
式中、RおよびRはそれぞれ独立に、水素、非置換アルキル基、置換アルキル基、換アルコキシ基、非置換アシル基、置換アシル基、非置換アリール基、置換アリール基、非置換ヘテロアリール基、および置換ヘテロアリール基からなる群から選択される基である。非置換アルキル基、置換アルキル基、非置換アルコキシ基、置換アルコキシ基、非置換アシル基、置換アシル基、および非置換アシル基は炭素数が1〜30であることが好ましく、非置換アリール基、置換アリール基、非置換ヘテロアリール基、および置換ヘテロアリール基は炭素数が2〜30であることが好ましい。また、RおよびRは相互に結合して環状構造を形成していてもよい。
The polymer according to the embodiment includes a specific repeating unit. This repeating unit is represented by the following formulas (1) to (4).
In the formula, each of R 1 and R 2 independently represents hydrogen, an unsubstituted alkyl group, a substituted alkyl group, a substituted alkoxy group, an unsubstituted acyl group, a substituted acyl group, an unsubstituted aryl group, a substituted aryl group, or an unsubstituted heteroaryl. And a group selected from the group consisting of a substituted heteroaryl group. The unsubstituted alkyl group, substituted alkyl group, unsubstituted alkoxy group, substituted alkoxy group, unsubstituted acyl group, substituted acyl group, and unsubstituted acyl group preferably have 1 to 30 carbon atoms, an unsubstituted aryl group, The substituted aryl group, unsubstituted heteroaryl group, and substituted heteroaryl group preferably have 2 to 30 carbon atoms. R 1 and R 2 may be bonded to each other to form a cyclic structure.

ここで、RおよびRは同時に水素では無い。なお、本実施形態によるポリマーは、RおよびRは同時に水素では無いことによって、極性溶媒に対する溶解性が低い。このため製造時において分離精製が容易となり、工業的な製造が容易であり、大量生産も可能となる。 Here, R 1 and R 2 are not hydrogen at the same time. Incidentally, the polymer according to the present embodiment, by R 1 and R 2 are not simultaneously hydrogen, lower solubility in polar solvents. For this reason, separation and purification are facilitated during production, industrial production is easy, and mass production is also possible.

また、XおよびXはそれぞれ独立に、O、S、およびSeからなる群から選択される原子である。 X 1 and X 2 are each independently an atom selected from the group consisting of O, S, and Se.

Arは、2価の非置換共役不飽和結合基又は置換共役不飽和結合基である。   Ar is a divalent unsubstituted conjugated unsaturated bond group or a substituted conjugated unsaturated bond group.

これらのポリマーの分子量は特に限定されないが、重量平均分子量が、3,000〜1,000,000であることが好ましく、10,000〜400,000であることがより好ましい。ここで、重量平均分子量は、ゲルパーミッションクロマトグラフ法で、ポリスチレン換算の重量平均分子量である。   The molecular weight of these polymers is not particularly limited, but the weight average molecular weight is preferably 3,000 to 1,000,000, and more preferably 10,000 to 400,000. Here, the weight average molecular weight is a polystyrene equivalent weight average molecular weight by gel permeation chromatography.

式(1)及び式(2)で表される繰り返し単位の具体例として以下のものがあげられる。ただし、実施形態によるポリマーに含まれる繰り返し単位はこれらに限定されるわけではない。なお、式中、Buはブチル基、Phはフェニル基、2−EHは2−エチルヘキシル基、Etはエチル基、Octはオクチル基、Hexはヘキシル基を表す。
Specific examples of the repeating unit represented by formula (1) and formula (2) include the following. However, the repeating unit contained in the polymer according to the embodiment is not limited thereto. In the formula, Bu represents a butyl group, Ph represents a phenyl group, 2-EH represents a 2-ethylhexyl group, Et represents an ethyl group, Oct represents an octyl group, and Hex represents a hexyl group.

また、式(3)及び(4)の具体例は、上気した式(1)または(2)の繰り返し単位に共役不飽和結合基Arが付加したものである。通常の一般的に用いられる有機半導体ポリマーにおけるドナーユニットとして用いられるものをArとして用いることもできる。   In addition, specific examples of the formulas (3) and (4) are obtained by adding a conjugated unsaturated bond group Ar to the above repeating units of the formula (1) or (2). What is used as a donor unit in the usual organic semiconductor polymer generally used can also be used as Ar.

Arの具体例を以下に挙げるがそれに限定されるわけではない。なお、式中、Rは水素、ハロゲン、シアノ基、ニトロ基、置換アミノ基、非置換アルキルチオ基、置換アルキルチオ基、非置換アルキル基、置換アルキル基、非置換アルコキシ基、置換アルコキシ基、非置換アシル基、置換アシル基、非置換アリール基、置換アリール基、非置換ヘテロアリール基、および置換ヘテロアリール基からなる群から選択される基である。
Specific examples of Ar are listed below, but are not limited thereto. In the formula, R is hydrogen, halogen, cyano group, nitro group, substituted amino group, unsubstituted alkylthio group, substituted alkylthio group, unsubstituted alkyl group, substituted alkyl group, unsubstituted alkoxy group, substituted alkoxy group, unsubstituted It is a group selected from the group consisting of an acyl group, a substituted acyl group, an unsubstituted aryl group, a substituted aryl group, an unsubstituted heteroaryl group, and a substituted heteroaryl group.

さらに、実施形態によるポリマーに含まれる繰り返し単位の具体的例を示すが、限定されるものではない。なお、式中、nは重合度を表す数であり、2以上の数であり、2−HDは2−ヘキシルデシル基、2−ODodは2−オクチルドデシル基を表す。
Furthermore, although the specific example of the repeating unit contained in the polymer by embodiment is shown, it is not limited. In the formula, n is a number representing the degree of polymerization, a number of 2 or more, 2-HD represents a 2-hexyldecyl group, and 2-ODod represents a 2-octyldodecyl group.

また、実施形態によるポリマーは、前記の繰り返し単位を含むものであるが、それ以外の繰り返し単位を含んでいてもよい。ただし、本実施形態による効果がより顕著に発現するように、ポリマーに含まれる繰り返し単位の総モル数に対する前記式(1)〜式(4)で表される繰り返し単位の割合が50モル%以上であることが好ましい。   Moreover, although the polymer by embodiment contains the said repeating unit, it may contain the other repeating unit. However, the ratio of the repeating units represented by the above formulas (1) to (4) with respect to the total number of moles of the repeating units contained in the polymer is 50 mol% or more so that the effects of the present embodiment are more remarkably exhibited. It is preferable that

また、実施形態のポリマーは、架橋基を含むことが好ましい。この架橋基は前記ポリマーの主鎖の末端基に含まれていてもよいし、またはR、R、もしくはArのいずれかの置換基が架橋基であってもよい。 Moreover, it is preferable that the polymer of embodiment contains a crosslinking group. This cross-linking group may be contained in the end group of the main chain of the polymer, or any substituent of R 1 , R 2 , or Ar may be a cross-linking group.

このようなポリマーは、たとえば、下記式(1A)〜(4A)で表されるものである。
式中、R、およびRはそれぞれ独立に、水素、非置換アルキル基、置換アルキル基、非置換アルコキシ基、置換アルコキシ基、非置換アシル基、置換アシル基、非置換アリール基、置換アリール基、非置換ヘテロアリール基、および置換ヘテロアリール基からなる群から選択される基である。非置換アルキル基、置換アルキル基、非置換アルコキシ基、置換アルコキシ基、非置換アシル基、置換アシル基、および非置換アシル基は炭素数が1〜30であることが好ましく、非置換アリール基、置換アリール基、非置換ヘテロアリール基、および置換ヘテロアリール基は炭素数が2〜30であることが好ましい。また、RおよびRは相互に結合して環状構造を形成していてもよい。また、Rは、水素、ハロゲン元素、非置換アリール基、置換アリール基、非置換ヘテロアリール基、置換ヘテロアリール基からなる群から選択される基である。
Such a polymer is represented by the following formulas (1A) to (4A), for example.
In the formula, R 1 and R 2 are each independently hydrogen, unsubstituted alkyl group, substituted alkyl group, unsubstituted alkoxy group, substituted alkoxy group, unsubstituted acyl group, substituted acyl group, unsubstituted aryl group, substituted aryl. A group selected from the group consisting of a group, an unsubstituted heteroaryl group, and a substituted heteroaryl group. The unsubstituted alkyl group, substituted alkyl group, unsubstituted alkoxy group, substituted alkoxy group, unsubstituted acyl group, substituted acyl group, and unsubstituted acyl group preferably have 1 to 30 carbon atoms, an unsubstituted aryl group, The substituted aryl group, unsubstituted heteroaryl group, and substituted heteroaryl group preferably have 2 to 30 carbon atoms. R 1 and R 2 may be bonded to each other to form a cyclic structure. R t is a group selected from the group consisting of hydrogen, halogen elements, unsubstituted aryl groups, substituted aryl groups, unsubstituted heteroaryl groups, and substituted heteroaryl groups.

ここで、RおよびRは同時に水素では無い。 Here, R 1 and R 2 are not hydrogen at the same time.

また、XおよびXはそれぞれ独立に、O、S、およびSeからなる群から選択される原子である。 X 1 and X 2 are each independently an atom selected from the group consisting of O, S, and Se.

Arは、2価の非置換共役不飽和結合基又は置換共役不飽和結合基である。   Ar is a divalent unsubstituted conjugated unsaturated bond group or a substituted conjugated unsaturated bond group.

pは2以上の数である。   p is a number of 2 or more.

そして、式(1A)〜(4A)で表されるポリマーは、R、R、およびRはのいずれか1つに、架橋基を含んでいる。ポリマー中に含まれる架橋基は、1以上であればよく、例えばポリマーの両末端にある2つのRのみが架橋基を含んでもよいし、繰り返し単位の一部のRが架橋基を含むのであってもよい。 The polymer represented by the formula (1A) ~ (4A) is, R 1, R 2, and R t one of includes a crosslinking group. The number of cross-linking groups contained in the polymer may be one or more. For example, only two R t at both ends of the polymer may contain a cross-linking group, or a part of R 1 of the repeating unit contains a cross-linking group. It may be.

架橋基としては、光や熱及びラジカル開始剤などにより、架橋反応が可能な置換基であれば特に限定されない。たとえば、光により結合が分解して架橋が起こる架橋基として、臭素やヨウ素を置換したアルキルやアルコキシ基を持つ置換基、アゾ及びジアゾ基持つ置換基などがある。   The crosslinking group is not particularly limited as long as it is a substituent that can undergo a crosslinking reaction with light, heat, a radical initiator, or the like. For example, as a crosslinking group in which a bond is decomposed by light to cause crosslinking, there are a substituent having an alkyl or alkoxy group substituted with bromine or iodine, a substituent having an azo and diazo group, and the like.

また、光で(2+2)光二量化を起こす炭素−炭素の2重結合や三重結合を持つ架橋基、例えば、アントラニル基がある。また、熱により、付加反応を起こす架橋基として、ベンゾシクロブタン、シクロペンタジエニル基、シナモイル基、クマリン構造を持つ置換基、フェニルマレイミド基、フルフリアクリレートキ基、アセチレン基、などがあり、ラジカル開始剤として反応する架橋基として、炭素−炭素の多重結合を持つ置換基、たとえば、アクリル基、メタクリル基などが挙げられる。そのほか任意の架橋基を用いることができ、前記したものに限定されるわけではない。   In addition, there is a cross-linking group having a carbon-carbon double bond or triple bond that causes (2 + 2) photodimerization by light, for example, an anthranyl group. In addition, there are benzocyclobutane, cyclopentadienyl group, cinnamoyl group, substituents having a coumarin structure, phenylmaleimide group, furfurylacrylate group, acetylene group, etc., as radical groups that cause an addition reaction by heat, radical initiation Examples of the crosslinking group that reacts as an agent include a substituent having a carbon-carbon multiple bond, such as an acryl group and a methacryl group. In addition, any cross-linking group can be used, and is not limited to those described above.

以下に架橋基を有するポリマーの具体例を挙げるがそれに限定されるわけではない。
Although the specific example of the polymer which has a crosslinking group is given to the following, it is not necessarily limited to it.

実施形態によるポリマーとして、下記式(1B)から(4B)で表されるポリマーを挙げることができる。
式中、R、R、R’、およびR’はそれぞれ独立に、水素、非置換アルキル基、置換アルキル基、非置換アルコキシ基、置換アルコキシ基、非置換アシル基、置換アシル基、非置換アリール基、置換アリール基、非置換ヘテロアリール基、および置換ヘテロアリール基からなる群から選択される基である。非置換アルキル基、置換アルキル基、非置換アルコキシ基、置換アルコキシ基、非置換アシル基、置換アシル基、および非置換アシル基は炭素数が1〜30であることが好ましく、非置換アリール基、置換アリール基、非置換ヘテロアリール基、および置換ヘテロアリール基は炭素数が2〜30であることが好ましい。また、RおよびRは、またはR’およびR’は相互に結合して環状構造を形成していてもよい。
Examples of the polymer according to the embodiment include polymers represented by the following formulas (1B) to (4B).
In the formula, R 1 , R 2 , R 1 ′ and R 2 ′ are each independently hydrogen, unsubstituted alkyl group, substituted alkyl group, unsubstituted alkoxy group, substituted alkoxy group, unsubstituted acyl group, substituted acyl group. , An unsubstituted aryl group, a substituted aryl group, an unsubstituted heteroaryl group, and a substituted heteroaryl group. The unsubstituted alkyl group, substituted alkyl group, unsubstituted alkoxy group, substituted alkoxy group, unsubstituted acyl group, substituted acyl group, and unsubstituted acyl group preferably have 1 to 30 carbon atoms, an unsubstituted aryl group, The substituted aryl group, unsubstituted heteroaryl group, and substituted heteroaryl group preferably have 2 to 30 carbon atoms. R 1 and R 2 , or R 1 ′ and R 2 ′ may be bonded to each other to form a cyclic structure.

ここで、RおよびRは同時に水素では無い。R’およびR’は同時に水素であってもよいし、同時に水素で無くてもよい。 Here, R 1 and R 2 are not hydrogen at the same time. R 1 ′ and R 2 ′ may be hydrogen at the same time or may not be hydrogen at the same time.

また、XおよびX、X’およびX’はそれぞれ独立に、O、S、およびSeからなる群から選択される原子である。 X 1 and X 2 , X 1 ′ and X 2 ′ are each independently an atom selected from the group consisting of O, S and Se.

ArおよびAr’は、2価の非置換共役不飽和結合基又は置換共役不飽和結合基である。   Ar and Ar ′ are a divalent unsubstituted conjugated unsaturated bond group or a substituted conjugated unsaturated bond group.

qおよびq’は、0.01≦q‘/(q+q’)≦0.5を満たす数である。   q and q ′ are numbers satisfying 0.01 ≦ q ′ / (q + q ′) ≦ 0.5.

そして、式(1B)〜(4B)で表されるポリマーは、R、R、R’、R’およびポリマー末端のいずれか1つに、架橋基を含んでいる。ポリマー中に含まれる架橋基は、1以上であればよい。 The polymer represented by the formula (1B) ~ (4B) is, R 1, R 2, R 1 ', R 2' in any one of and polymer end include a crosslinking group. The crosslinkable group contained in the polymer may be one or more.

架橋基としては、式(1A)〜(4A)について記載したものと同じものを用いることができる。   As a crosslinking group, the same thing as what was described about Formula (1A)-(4A) can be used.

以下に式(1B)〜(4B)のポリマーの具体例を挙げるがそれに限定されるわけではない。
Although the specific example of the polymer of Formula (1B)-(4B) below is given, it is not necessarily limited to it.

<ポリマーの合成方法>
実施形態によるポリマーは、如何なる方法で合成してもよいが、例えば、重合反応に適した官能基を有するモノマーを合成した後に、必要に応じて該モノマーを有機溶媒に溶解し、アルカリ、触媒、配位子等を用いた公知のアリールカップリング反応を用いて重合することにより合成することができる。アリールカップリング反応による重合は、例えば、Stilleカップリング、鈴木カップリング反応、直接アリールカップリングによる重合などが挙げられる。
<Polymer synthesis method>
The polymer according to the embodiment may be synthesized by any method. For example, after synthesizing a monomer having a functional group suitable for the polymerization reaction, the monomer is dissolved in an organic solvent as necessary, and an alkali, a catalyst, It can synthesize | combine by superposing | polymerizing using the well-known aryl coupling reaction using a ligand etc. Examples of the polymerization by the aryl coupling reaction include Stille coupling, Suzuki coupling reaction, polymerization by direct aryl coupling, and the like.

Stilleカップリングは、パラジウム錯体を触媒として用い、必要に応じて配位子を添加し、トリアルキルスズ残基を有するモノマーと、臭素原子、ヨウ素原子、塩素原子等のハロゲン原子を有するモノマーとを反応させる重合である。ラジウム錯体としては、例えば、パラジウム[テトラキス(トリフェニルホスフィン)]、[トリス(ジベンジリデンアセトン)]ジパラジウム、パラジウムアセテート、ビス(トリフェニルホスフィン)パラジウムジクロライドが挙げられる。   Stille coupling uses a palladium complex as a catalyst, adds a ligand as necessary, and a monomer having a trialkyltin residue and a monomer having a halogen atom such as a bromine atom, an iodine atom or a chlorine atom. Polymerization to be reacted. Examples of the radium complex include palladium [tetrakis (triphenylphosphine)], [tris (dibenzylideneacetone)] dipalladium, palladium acetate, and bis (triphenylphosphine) palladium dichloride.

Stilleカップリング反応による重合の詳細は、例えば、 特許文献2に記載されている。Stilleカップリング反応に用いる溶媒は、たとえば、トルエン、キシレン、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、これらの溶媒を2種以上混合した混合溶媒等の有機溶媒が用いられる。しかし、これらに溶媒に限定されるわけではない。Stille カップリング反応に用いる溶媒は、副反応を抑制するために、反応前に脱酸素処理を行うことが好ましい。   Details of the polymerization by the Stille coupling reaction are described in, for example, Patent Document 2. Examples of the solvent used in the Stille coupling reaction include toluene, xylene, N, N-dimethylacetamide, N, N-dimethylformamide, and organic solvents such as a mixed solvent obtained by mixing two or more of these solvents. However, the solvent is not limited to these. The solvent used in the Stille coupling reaction is preferably deoxygenated before the reaction in order to suppress side reactions.

Suzukiカップリング反応による重合は、無機塩基又は有機塩基の存在下、パラジウム錯体又はニッケル錯体を触媒として用い、必要に応じて配位子を添加し、ボロン酸残基又はホウ酸エステル残基を有するモノマーと、臭素原子、ヨウ素原子、塩素原子等のハロゲン原子を有するモノマー、又は、トリフルオロメタンスルホネート基、p−トルエンスルホネート基等のスルホネート基を有するモノマーとを反応させる重合である。   Polymerization by Suzuki coupling reaction uses a palladium complex or nickel complex as a catalyst in the presence of an inorganic base or an organic base, and a ligand is added as necessary to have a boronic acid residue or a boric acid ester residue. Polymerization in which a monomer is reacted with a monomer having a halogen atom such as a bromine atom, an iodine atom or a chlorine atom, or a monomer having a sulfonate group such as a trifluoromethanesulfonate group or a p-toluenesulfonate group.

直接アリールカップリング反応による重合は、無機塩基又は有機塩基の存在下、パラジウム錯体又はパラジウム塩を触媒として用い、必要に応じて配位子を添加し、置換アリール基モノマーと、臭素原子、ヨウ素原子、塩素原子等のハロゲン原子を有するモノマーとを反応させる重合である。   In the polymerization by direct aryl coupling reaction, a palladium complex or a palladium salt is used as a catalyst in the presence of an inorganic base or an organic base, a ligand is added as necessary, a substituted aryl group monomer, a bromine atom, an iodine atom , Polymerization in which a monomer having a halogen atom such as a chlorine atom is reacted.

Suzuki及び直接アリールカップリング反応に用いる溶媒としては、たとえば、トルエン、キシレン、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、これらの溶媒を2種以上混合した混合溶媒等の有機溶媒が挙げられる。しかし、これらに溶媒に限定されるわけではない。これらのカップリング反応に用いる溶媒は、副反応を抑制するために、反応前に脱酸素処理を行うことが好ましい。   Examples of the solvent used for Suzuki and the direct aryl coupling reaction include organic solvents such as toluene, xylene, N, N-dimethylacetamide, N, N-dimethylformamide, and a mixed solvent obtained by mixing two or more of these solvents. It is done. However, the solvent is not limited to these. The solvent used in these coupling reactions is preferably subjected to deoxygenation before the reaction in order to suppress side reactions.

無機塩基としては、例えば、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸セシウム、リン酸三カリウム、フッ化カリウムが挙げられる。有機塩基としては、例えば、フッ化テトラブチルアンモニウム、塩化テトラブチルアンモニウム、臭化テトラブチルアンモニウム、水酸化テトラエチルアンモニウムが挙げられる。パラジウム錯体としては、例えば、パラジウム[テトラキス(トリフェニルホスフィン)]、[トリス(ジベンジリデンアセトン)]ジパラジウム、パラジウムアセテート、ビス(トリフェニルホスフィン)パラジウムジクロライドが挙げられる。ニッケル錯体としては、例えば、ビス(シクロオクタジエン)ニッケルが挙げられる。配位子としては、例えば、トリフェニルホスフィン、トリ(2−メチルフェニル)ホスフィン、トリ(2−メトキシフェニル)ホスフィン、ジフェニルホスフィノプロパン、トリ(シクロヘキシル)ホスフィン、トリ(tert−ブチル)ホスフィンが挙げられる。   Examples of the inorganic base include sodium carbonate, potassium carbonate, cesium carbonate, tripotassium phosphate, and potassium fluoride. Examples of the organic base include tetrabutylammonium fluoride, tetrabutylammonium chloride, tetrabutylammonium bromide, and tetraethylammonium hydroxide. Examples of the palladium complex include palladium [tetrakis (triphenylphosphine)], [tris (dibenzylideneacetone)] dipalladium, palladium acetate, and bis (triphenylphosphine) palladium dichloride. Examples of the nickel complex include bis (cyclooctadiene) nickel. Examples of the ligand include triphenylphosphine, tri (2-methylphenyl) phosphine, tri (2-methoxyphenyl) phosphine, diphenylphosphinopropane, tri (cyclohexyl) phosphine, and tri (tert-butyl) phosphine. It is done.

Suzukiカップリング反応による重合の詳細は、例えば、非特許文献3に記載されている。前記アリールカップリング反応による重合では、通常、溶媒が用いられる。該溶媒は、用いる重合反応、モノマー及びポリマーの溶解性等を考慮して選択すればよい。具体的には、テトラヒドロフラン、トルエン、1,4−ジオキサン、ジメトキシエタン、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、これらの溶媒を2種以上混合した混合溶媒等の有機溶媒、有機溶媒相と水相の二相を有する溶媒が挙げられる。Suzukiカップリング反応に用いる溶媒は、テトラヒドロフラン、トルエン、1,4−ジオキサン、ジメトキシエタン、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、これらの溶媒を2種以上混合した混合溶媒等の有機溶媒、有機溶媒相と水相の二相を有する溶媒が好ましい。Suzukiカップリング反応に用いる溶媒は、副反応を抑制するために、反応前に脱酸素処理を行うことが好ましい。   Details of the polymerization by the Suzuki coupling reaction are described in Non-Patent Document 3, for example. In the polymerization by the aryl coupling reaction, a solvent is usually used. The solvent may be selected in consideration of the polymerization reaction used, the solubility of the monomer and polymer, and the like. Specifically, tetrahydrofuran, toluene, 1,4-dioxane, dimethoxyethane, N, N-dimethylacetamide, N, N-dimethylformamide, an organic solvent such as a mixed solvent obtained by mixing two or more of these solvents, an organic solvent Examples thereof include a solvent having two phases of a phase and an aqueous phase. Solvents used in the Suzuki coupling reaction are organic solvents such as tetrahydrofuran, toluene, 1,4-dioxane, dimethoxyethane, N, N-dimethylacetamide, N, N-dimethylformamide, and mixed solvents in which two or more of these solvents are mixed. A solvent and a solvent having two phases of an organic solvent phase and an aqueous phase are preferred. The solvent used for the Suzuki coupling reaction is preferably deoxygenated before the reaction in order to suppress side reactions.

前記アリールカップリング反応の反応温度の下限は、反応性の観点からは、好ましくは−100℃であり、より好ましくは−20℃であり、特に好ましくは0℃である。反応温度の上限は、モノマー及び高分子化合物の安定性の観点からは、好ましくは200℃であり、より好ましくは150℃であり、特に好ましくは120℃である。   The lower limit of the reaction temperature of the aryl coupling reaction is preferably −100 ° C., more preferably −20 ° C., and particularly preferably 0 ° C. from the viewpoint of reactivity. The upper limit of the reaction temperature is preferably 200 ° C., more preferably 150 ° C., and particularly preferably 120 ° C. from the viewpoint of the stability of the monomer and the polymer compound.

前記アリールカップリング反応による重合において、反応終了後の反応溶液からの実施形態に係るポリマーを取り出す方法としては、公知の方法が挙げられる。例えば、メタノール等の低級アルコールに反応溶液を加え、析出させた沈殿をろ過し、ろ物を乾燥することにより、実施形態に係るポリマーを得ることができる。得られた高分子化合物の純度が低い場合は、再結晶、ソックスレー抽出器による連続抽出、カラムクロマトグラフィー等により精製することができる。   In the polymerization by the aryl coupling reaction, a known method may be used as a method for taking out the polymer according to the embodiment from the reaction solution after completion of the reaction. For example, the polymer according to the embodiment can be obtained by adding a reaction solution to lower alcohol such as methanol, filtering the deposited precipitate, and drying the filtrate. When the purity of the obtained polymer compound is low, it can be purified by recrystallization, continuous extraction with a Soxhlet extractor, column chromatography, or the like.

実施形態によるポリマーは、例えばStilleカップリング反応を用いて合成することができる。例えば、式(M1)及び(M2)で表されるジハロゲン化合物と式(MA)で表されるビス(トリアルキル)スズとを重合して合成することができる。
The polymer according to the embodiment can be synthesized using, for example, a Stille coupling reaction. For example, it can be synthesized by polymerizing a dihalogen compound represented by the formulas (M1) and (M2) and a bis (trialkyl) tin represented by the formula (MA).

およびRはそれぞれ独立に、水素、非置換アルキル基、置換アルキル基、非置換アルコキシ基、置換アルコキシ基、非置換アシル基、置換アシル基、非置換アリール基、置換アリール基、非置換ヘテロアリール基、および置換ヘテロアリール基からなる群から選択される基である。非置換アルキル基、置換アルキル基、非置換アルコキシ基、置換アルコキシ基、非置換アシル基、置換アシル基、および非置換アシル基は炭素数が1〜30であることが好ましく、非置換アリール基、置換アリール基、非置換ヘテロアリール基、および置換ヘテロアリール基は炭素数が2〜30であることが好ましい。また、RおよびRは相互に結合して環状構造を形成していてもよい。ここで、RおよびRは同時に水素では無い。 R 1 and R 2 are each independently hydrogen, unsubstituted alkyl group, substituted alkyl group, unsubstituted alkoxy group, substituted alkoxy group, unsubstituted acyl group, substituted acyl group, unsubstituted aryl group, substituted aryl group, unsubstituted It is a group selected from the group consisting of a heteroaryl group and a substituted heteroaryl group. The unsubstituted alkyl group, substituted alkyl group, unsubstituted alkoxy group, substituted alkoxy group, unsubstituted acyl group, substituted acyl group, and unsubstituted acyl group preferably have 1 to 30 carbon atoms, an unsubstituted aryl group, The substituted aryl group, unsubstituted heteroaryl group, and substituted heteroaryl group preferably have 2 to 30 carbon atoms. R 1 and R 2 may be bonded to each other to form a cyclic structure. Here, R 1 and R 2 are not hydrogen at the same time.

また、XおよびXはそれぞれ独立に、O、S、およびSeからなる群から選択される原子である。 X 1 and X 2 are each independently an atom selected from the group consisting of O, S, and Se.

Arは、2価の非置換共役不飽和結合基又は置換共役不飽和結合基である。   Ar is a divalent unsubstituted conjugated unsaturated bond group or a substituted conjugated unsaturated bond group.

Yは、ハロゲン原子であり、例えばCl、Br、又はIで表されるものである。それぞれのYは同一でも、異なっていてもよい。   Y is a halogen atom, for example, represented by Cl, Br, or I. Each Y may be the same or different.

式(M1)及び(M2)で表される化合物としては、例えば、以下の化合物が挙げられるが限定されるわけではない。
Examples of the compounds represented by the formulas (M1) and (M2) include, but are not limited to, the following compounds.

式(MA)で表される化合物としては、例えば、以下の化合物が挙げられるが限定されるわけではない。   Examples of the compound represented by the formula (MA) include, but are not limited to, the following compounds.

式中、Rは水素、ハロゲン、シアノ基、ニトロ基、置換アミノ基、非置換アルキルチオ基、置換アルキルチオ基、非置換アルキル基、置換アルキル基、非置換アルコキシ基、置換アルコキシ基、非置換アシル基、置換アシル基、非置換アリール基、置換アリール基、非置換ヘテロアリール基、および置換ヘテロアリール基からなる群から選択される基であり、
は、非置換アルキル基からなる群から選択される基であって、同一でも、異なっていてもよい。
In the formula, R is hydrogen, halogen, cyano group, nitro group, substituted amino group, unsubstituted alkylthio group, substituted alkylthio group, unsubstituted alkyl group, substituted alkyl group, unsubstituted alkoxy group, substituted alkoxy group, unsubstituted acyl group , A substituted acyl group, an unsubstituted aryl group, a substituted aryl group, an unsubstituted heteroaryl group, and a substituted heteroaryl group,
R is a group selected from the group consisting of unsubstituted alkyl groups and may be the same or different.

このようなモノマーの具体例を示すと以下の通りである。
Specific examples of such monomers are as follows.

さらに、以下の具体的な化合物が例示できるがこれらに限定されるわけではない。
Furthermore, although the following specific compounds can be illustrated, it is not necessarily limited to these.

さらに、ポリマー主鎖の末端に架橋基を有するポリマーの原料となるモノマーとしては、一般式:
−Y
−SnR’
で表されるものが挙げられる。
Furthermore, as a monomer that is a raw material of a polymer having a crosslinking group at the end of the polymer main chain, a general formula
R t -Y
R t —SnR ′ 3
The thing represented by is mentioned.

ここで、Rは、非置換アルキル基、置換アルキル基、非置換アルコキシ基、置換アルコキシ基、非置換アシル基、置換アシル基、非置換アリール基、置換アリール基、非置換ヘテロアリール基、および置換ヘテロアリール基からなる群から選択される基であって、任意の架橋基を有するものであり、
は、アルキル基であり、例えばメチル基、エチル基、ブチル基、オクチル基であり、
Yは、ハロゲン原子であり、例えばCl、Br、又はIで表されるものである。それぞれのYは同一でも、異なっていてもよい。
Here, R t is an unsubstituted alkyl group, a substituted alkyl group, an unsubstituted alkoxy group, a substituted alkoxy group, an unsubstituted acyl group, a substituted acyl group, an unsubstituted aryl group, a substituted aryl group, an unsubstituted heteroaryl group, and A group selected from the group consisting of substituted heteroaryl groups and having an optional bridging group;
R is an alkyl group, for example, a methyl group, an ethyl group, a butyl group, an octyl group,
Y is a halogen atom, for example, represented by Cl, Br, or I. Each Y may be the same or different.

また、Rに含まれる架橋基は、光や熱及びラジカル開始剤により架橋反応可能な置換基なら任意のものを選択することができ、具体的には前記したものを用いることができる。以下に、このようなモノマーの具体例を挙げる。
Further, as the crosslinking group contained in Rt , any substituent can be selected as long as it can undergo a crosslinking reaction with light, heat, and a radical initiator. Specifically, those described above can be used. Specific examples of such monomers are given below.

さらに、架橋基を持つモノマーとして、下記式(M1−1)〜式(M1−3)により表されるものを用いることができる。
式(M1−1)および(M1−2)中、R’’およびR’’はそれぞれ独立に、水素、非置換アルキル基、置換アルキル基、非置換アルコキシ基、置換アルコキシ基、非置換アシル基、置換アシル基、非置換アリール基、置換アリール基、非置換ヘテロアリール基、および置換ヘテロアリール基からなる群から架橋基である。ここで非置換アルキル基、置換アルキル基、非置換アルコキシ基、置換アルコキシ基、非置換アシル基、および置換アシル基は炭素数が1〜30であることが好ましく、非置換アリール基、置換アリール基、非置換ヘテロアリール基、および置換ヘテロアリール基は炭素数が2〜30であることが好ましい。
Furthermore, what is represented by a following formula (M1-1)-a formula (M1-3) can be used as a monomer with a crosslinking group.
In formulas (M1-1) and (M1-2), R 1 ″ and R 2 ″ each independently represent hydrogen, an unsubstituted alkyl group, a substituted alkyl group, an unsubstituted alkoxy group, a substituted alkoxy group, or unsubstituted A bridging group from the group consisting of an acyl group, a substituted acyl group, an unsubstituted aryl group, a substituted aryl group, an unsubstituted heteroaryl group, and a substituted heteroaryl group. Here, the unsubstituted alkyl group, the substituted alkyl group, the unsubstituted alkoxy group, the substituted alkoxy group, the unsubstituted acyl group, and the substituted acyl group preferably have 1 to 30 carbon atoms, and the unsubstituted aryl group and the substituted aryl group The unsubstituted heteroaryl group and the substituted heteroaryl group preferably have 2 to 30 carbon atoms.

Arは、非置換アリール基、置換アリール基、非置換ヘテロアリール基、および置換ヘテロアリール基からなる群から選択される基である。   Ar is a group selected from the group consisting of an unsubstituted aryl group, a substituted aryl group, an unsubstituted heteroaryl group, and a substituted heteroaryl group.

およびXはそれぞれ独立に、O、S、およびSeからなる群から選択される原子である。 X 1 and X 2 are each independently an atom selected from the group consisting of O, S, and Se.

Yは、ハロゲン原子であり、例えばCl、Br、又はIで表されるものである。それぞれのYは同一でも、異なっていてもよい。   Y is a halogen atom, for example, represented by Cl, Br, or I. Each Y may be the same or different.

このようなモノマーとして、以下の化合物が挙げられるが限定されるわけではない。
Such monomers include, but are not limited to, the following compounds:

また、実施形態によるポリマーは、Stilleカップリンで合成することを示したが、他のカップリング反応によっても製造することができる。その一つに鈴木カップリング反応を用いてポリマーを合成する方法では、例えば、モノマーとして式(M1)及び(M2)で表される化合物と下記式(MB)で表される化合物とを重合して合成することができる。
Q−Ar−Q (MB)
式(MB)中、Qはホウ酸エステル残基を表す。ホウ酸エステル残基とは、ホウ酸ジエステルからヒドロキシ基を除いた基を意味し、その具体例としては、下記式で表される基が挙げられるが、限定されるわけではない
(式中、Meはメチル基を表し、Etはエチル基を表す。)
合成触媒としては、上記のモノマーを溶剤に溶かし、パラジウム錯体又はパラジウム塩の添加剤として配位子や塩基等を加え、不活性ガス雰囲気下で加熱して合成することができる。
Moreover, although the polymer by embodiment was shown to synthesize | combine with Stille couplingin, it can manufacture also by another coupling reaction. For example, in the method of synthesizing a polymer using the Suzuki coupling reaction, for example, a compound represented by formulas (M1) and (M2) and a compound represented by the following formula (MB) are polymerized as monomers. Can be synthesized.
Q-Ar-Q (MB)
In the formula (MB), Q represents a boric acid ester residue. A boric acid ester residue means a group obtained by removing a hydroxy group from a boric acid diester, and specific examples thereof include groups represented by the following formulas, but are not limited thereto.
(In the formula, Me represents a methyl group, and Et represents an ethyl group.)
The synthesis catalyst can be synthesized by dissolving the above monomer in a solvent, adding a ligand or base as an additive of a palladium complex or a palladium salt, and heating in an inert gas atmosphere.

また別な方法として、直接アリールカップリングによるポリマーの製造は、式(M1)、式(M2)及び式(MC)で表わされるジハロゲン置換モノマーと、式(M1’)および(M2’)のモノマー、および(MD)で表わされる置換アリールモノマーを用いてポリマー合成をおこなう。また、重合触媒としては、パラジウム錯体又はパラジウム塩の添加剤として配位子や塩基等を加え、不活性ガス雰囲気下で加熱して合成することができる。   As another method, the production of the polymer by direct aryl coupling includes the dihalogen-substituted monomer represented by the formula (M1), the formula (M2) and the formula (MC), and the monomer represented by the formula (M1 ′) and (M2 ′). And a substituted aryl monomer represented by (MD) is used for polymer synthesis. Moreover, as a polymerization catalyst, a ligand, a base, etc. are added as an additive of a palladium complex or a palladium salt, and it can synthesize | combine by heating in inert gas atmosphere.

ここで、ジハロゲン置換モノマーは下記式(MC)で表されるものである。
Y−Ar−Y (MD)
ここで、
Arは、2価の非置換共役不飽和結合基又は置換共役不飽和結合基であり、
Yは、ハロゲン原子であり、例えばCl、Br、又はIで表されるものであり、好ましくはBrである。それぞれのYは同一でも、異なっていてもよい。
Here, the dihalogen-substituted monomer is represented by the following formula (MC).
Y-Ar-Y (MD)
here,
Ar is a divalent unsubstituted conjugated unsaturated bond group or a substituted conjugated unsaturated bond group,
Y is a halogen atom, for example, represented by Cl, Br, or I, and is preferably Br. Each Y may be the same or different.

式(MD)で表されるモノマーは、例えば下記式で表されるものである。
The monomer represented by the formula (MD) is represented by the following formula, for example.

また、置換アリールモノマーは下記式(MD)で表されるものである。
H−Ar−H (MD)
ここで、Arは、2価の非置換共役不飽和結合基又は置換共役不飽和結合基である。これに合わせて用いられるモノマー(M1’)および(M2’)は下記式により表されるものである。(
The substituted aryl monomer is represented by the following formula (MD).
H-Ar-H (MD)
Here, Ar is a divalent unsubstituted conjugated unsaturated bond group or a substituted conjugated unsaturated bond group. Monomers (M1 ′) and (M2 ′) used in accordance with this are represented by the following formulae. (

およびRはそれぞれ独立に、水素、非置換アルキル基、置換アルキル基、非置換アルコキシ基、置換アルコキシ基、非置換アシル基、置換アシル基、非置換アリール基、置換アリール基、非置換ヘテロアリール基、および置換ヘテロアリール基からなる群から選択される基である。 R 1 and R 2 are each independently hydrogen, unsubstituted alkyl group, substituted alkyl group, unsubstituted alkoxy group, substituted alkoxy group, unsubstituted acyl group, substituted acyl group, unsubstituted aryl group, substituted aryl group, unsubstituted It is a group selected from the group consisting of a heteroaryl group and a substituted heteroaryl group.

また、XおよびXはそれぞれ独立に、O、S、およびSeからなる群から選択される原子である。 X 1 and X 2 are each independently an atom selected from the group consisting of O, S, and Se.

例えば、このようなモノマーとして以下の化合物が挙げられるが限定されるわけではない。
Examples of such monomers include, but are not limited to, the following compounds:

<太陽電池>
実施形態に係る太陽電池に含まれる光電変換素子は、1対の電極間に少なくとも活性層を含む。以下で、実施形態に係る光電変換素子の一実施形態を説明する。
<Solar cell>
The photoelectric conversion element included in the solar cell according to the embodiment includes at least an active layer between a pair of electrodes. Below, one Embodiment of the photoelectric conversion element which concerns on embodiment is described.

<有機薄膜太陽電池>
本実施形態において、活性層は、前記ポリマーと以下に示すn型半導体材料とを含む。
図1は、実施形態である太陽電池素子100を示すものである。図1は一般的な有機薄膜太陽電池に用いられる太陽電池素子を表すものであるが、実施形態による太陽電池素子は図1で示される構造に限られるわけではない。図1の太陽電池素子100は、電極120および電極160と、活性層140とを有する。さらに本実施形態に係る太陽電池素子は、図1に示されるように、基板110と、バッファ層130および150と、の少なくとも1つを有してもよい。図1においては、電極120は正孔を捕集する電極(以下、アノードと記載する場合もある)であり、電極160は電子を捕集する電極(以下、カソードと記載する場合もある)である。もちろん、本発明に係る他の実施形態において、アノード120とカソード160とが逆であってもよく、この場合バッファ層130とバッファ層150とが逆であってもよい。以下、これらの各部について説明する。
<Organic thin film solar cell>
In the present embodiment, the active layer includes the polymer and the n-type semiconductor material shown below.
FIG. 1 shows a solar cell element 100 according to an embodiment. FIG. 1 shows a solar cell element used in a general organic thin film solar cell, but the solar cell element according to the embodiment is not limited to the structure shown in FIG. The solar cell element 100 of FIG. 1 includes an electrode 120 and an electrode 160, and an active layer 140. Furthermore, as shown in FIG. 1, the solar cell element according to this embodiment may include at least one of a substrate 110 and buffer layers 130 and 150. In FIG. 1, the electrode 120 is an electrode that collects holes (hereinafter also referred to as an anode), and the electrode 160 is an electrode that collects electrons (hereinafter also referred to as a cathode). is there. Of course, in another embodiment according to the present invention, the anode 120 and the cathode 160 may be reversed, and in this case, the buffer layer 130 and the buffer layer 150 may be reversed. Hereinafter, each of these parts will be described.

<活性層(140)>
本実施形態に係る太陽電池素子100の活性層140は、前記したポリマーとn型半導体材料とを含む。以下で、n型半導体材料(電子受容性化合物)化合物(I)及び化合物(II)について詳しく説明する。本実施形態においては、前記のポリマーはp型半導体材料として機能するものである。なお、本実施形態において活性層140は、複数種類のp型半導体材料を含んでもよい。同様に、本実施形態において活性層140は、複数種類のn型半導体材料を含んでもよい。
<Active layer (140)>
The active layer 140 of the solar cell element 100 according to the present embodiment includes the aforementioned polymer and an n-type semiconductor material. Hereinafter, the n-type semiconductor material (electron-accepting compound) compound (I) and compound (II) will be described in detail. In the present embodiment, the polymer functions as a p-type semiconductor material. In the present embodiment, the active layer 140 may include a plurality of types of p-type semiconductor materials. Similarly, in the present embodiment, the active layer 140 may include a plurality of types of n-type semiconductor materials.

<n型半導体材料>
実施形態に係る光電変換素子の活性層が含むn型半導体材料化合物は型半導体材料(電子受容性化合物)としては、フタロシアニン誘導体、ファラーレン誘導体、ホウ素含有ポリマー、ポリ(ベンゾビスイミダゾベンゾフェナントロリン等が挙げたれるが限定されるわけではない。その中でも、フラーレン誘導体が好ましい。フラーレン誘導体の具体例とし1′,1′′,4′,4′′−Tetrahydro−di[1,4]methanonaphthaleno[1,2:2′,3′,56,60:2′′,3′′][5,6]fullerene−C60(インデン−C60ビス付加物;IC60BA)、[6,6]−Phenyl C61 butyric acid methyl ester (PC60BM)、[6,6]−Phenyl C71 butyric acid methyl ester(PC70BM)、Dihyrdonaphtyl−based [60]fullerene bisadducts(NC60BA , Dihyrdonaphtyl−based [70]fullerene bisadducts(NC70BAなどが挙げられるが、限定されたわけではない。
<N-type semiconductor material>
Examples of the n-type semiconductor material compound included in the active layer of the photoelectric conversion element according to the embodiment include a phthalocyanine derivative, a fullerene derivative, a boron-containing polymer, and poly (benzobisimidazobenzophenanthroline) as a type semiconductor material (electron-accepting compound). Among them, fullerene derivatives are preferable, and specific examples of fullerene derivatives include 1 ′, 1 ″, 4 ′, 4 ″ -Tetrahydro-di [1,4] methanaphathaleno [1, 2: 2 ′, 3 ′, 56, 60 : 2 ″, 3 ″] [5,6] fullrene-C 60 (indene-C 60 bis adduct; IC60BA), [6,6] -Phenyl C 61 butyric acid methyl ester (PC60BM), [6,6] -Ph enyl C 71 butyric acid methyl ester (PC70BM), Dihyrdonaptyl-based [60] fullerene biducts (NC60BA, Dihydrodonatyl-based [70]

<活性層の構成と構造>
電子供与体(p型半導体)から効率良く電子受容体(n型半導体)へと電子を移動させるためには、p型半導体材料とn型半導体材料との間でのLUMOエネルギー準位の相対係が重要である。具体的には、p型半導体材料のLUMOエネルギー準位が、n型半導体材料のLUMOエネルギー準位よりも所定のエネルギーだけ高いことが好ましい。言い換えると、p型半導体材料の電子親和力が、n型半導体材料の電子親和力より所定のエネルギーだけ大きいことが好ましい。
<Configuration and structure of active layer>
In order to efficiently transfer electrons from an electron donor (p-type semiconductor) to an electron acceptor (n-type semiconductor), the LUMO energy level is related to the p-type semiconductor material and the n-type semiconductor material. is important. Specifically, the LUMO energy level of the p-type semiconductor material is preferably higher than the LUMO energy level of the n-type semiconductor material by a predetermined energy. In other words, it is preferable that the electron affinity of the p-type semiconductor material is larger than the electron affinity of the n-type semiconductor material by a predetermined energy.

n型半導体材料のLUMOエネルギー準位が高すぎると、電子の移動が起こりにくくなるため、光電変換素子100の短絡電流(Jsc)が低くなる傾向がある。一方で光電変換素子100の開放電圧(Voc)はp型半導体材料のHOMOエネルギー準位とn型半導体材料のLUMOエネルギー準位との差で決定される。したがって、n型半導体材料のLUMOが低すぎると、Vocが低くなる傾向がある。すなわち、より高い変換効率を実現するためには、単純にLUMOエネルギー準位が高い、又は低いn型半導体材料を選択すればよいわけではない。   If the LUMO energy level of the n-type semiconductor material is too high, electron movement is difficult to occur, and thus the short-circuit current (Jsc) of the photoelectric conversion element 100 tends to be low. On the other hand, the open circuit voltage (Voc) of the photoelectric conversion element 100 is determined by the difference between the HOMO energy level of the p-type semiconductor material and the LUMO energy level of the n-type semiconductor material. Therefore, when the LUMO of the n-type semiconductor material is too low, Voc tends to be low. That is, in order to achieve higher conversion efficiency, it is not necessary to simply select an n-type semiconductor material having a high or low LUMO energy level.

前記したポリマーにおいては、その置換基を選択することにより、LUMOエネルギー準位を調節することができる。すなわち、コポリマーを構成する2種類のモノマーについて、置換基を変えることにより、様々なエネルギー準位を有する化合物を得ることができる。様々な置換基を有するモノマーを得るためには、例えばエステル化、エーテル化、クロスカップリング等の、周知の技術を用いることができる。   In the aforementioned polymer, the LUMO energy level can be adjusted by selecting the substituent. That is, compounds having various energy levels can be obtained by changing substituents of two types of monomers constituting the copolymer. In order to obtain monomers having various substituents, well-known techniques such as esterification, etherification, and cross coupling can be used.

もっとも、好適なp型半導体材料とn型半導体材料との組み合わせは、単純にLUMOエネルギー準位とHOMOエネルギー準位とのみに基づいて決定されるわけではない。   However, a suitable combination of a p-type semiconductor material and an n-type semiconductor material is not determined based solely on the LUMO energy level and the HOMO energy level.

本実施形態に係る光電変換素子100の活性層140は、上述のとおりp型半導体材料である前記のポリマーと、n型半導体材料とを含む。太陽電池素子100においては、光が活性層140に吸収され、p型半導体とn型半導体との界面で電荷分離が起こり、発生した電子正孔と正孔電子とが電極120,160から取り出される。活性層の厚さは特に限定されないが、活性層の厚さは10nm〜1000nmが好ましく、50nm〜350nmがさらに好ましい。活性層の厚さが10nm以上であることで層の均一性が保たれ、短絡を起こしにくくなる。又、活性層の厚さが1000nm以下であることにより、内部抵抗を小さくすることができ、さらに電極間の距離が近くなることにより電荷の拡散を良好にすることができる。   As described above, the active layer 140 of the photoelectric conversion element 100 according to this embodiment includes the polymer that is a p-type semiconductor material and an n-type semiconductor material. In the solar cell element 100, light is absorbed by the active layer 140, charge separation occurs at the interface between the p-type semiconductor and the n-type semiconductor, and the generated electron holes and hole electrons are extracted from the electrodes 120 and 160. . The thickness of the active layer is not particularly limited, but the thickness of the active layer is preferably 10 nm to 1000 nm, and more preferably 50 nm to 350 nm. When the thickness of the active layer is 10 nm or more, the uniformity of the layer is maintained, and it becomes difficult to cause a short circuit. Further, when the thickness of the active layer is 1000 nm or less, the internal resistance can be reduced, and further, the distance between the electrodes can be shortened so that the charge diffusion can be improved.

活性層の具体的な構造としては、p型半導体層とn型半導体層とが積層された薄膜積層型、及びp型半導体材料とn型半導体材料とが混合されているバルクヘテロ接合型が挙げられる。薄膜積層型の活性層においては、p型半導体層とn型半導体層との間に、p型半導体材料とn型半導体材料とが混合されている層(i層)を有してもよい。本実施形態に係る光電変換素子100は、中でも、p型半導体材料とn型半導体材料とが混合されているバルクヘテロ接合型の活性層140を有することが好ましい。   Specific structures of the active layer include a thin film stack type in which a p-type semiconductor layer and an n-type semiconductor layer are stacked, and a bulk heterojunction type in which a p-type semiconductor material and an n-type semiconductor material are mixed. . The thin film stacked active layer may have a layer (i layer) in which a p-type semiconductor material and an n-type semiconductor material are mixed between a p-type semiconductor layer and an n-type semiconductor layer. In particular, the photoelectric conversion element 100 according to this embodiment preferably includes a bulk heterojunction active layer 140 in which a p-type semiconductor material and an n-type semiconductor material are mixed.

バルクヘテロ接合型の活性層には、p型半導体材料とn型半導体材料とが含まれている。活性層内では、p型半導体とn型半導体とが互いに相分離している。活性層が光を吸収すると、これらの相界面で正電荷(正孔)と負電荷(電子)とが分離され、半導体を通って電極へと輸送される。バルクヘテロ接合型の活性層において、その相分離構造は、光吸収過程、励起子の拡散過程、励起子の解離過程(電荷発生過程)、キャリア輸送過程などに対する影響を持つ。したがって、光電変換素子の光電変換効率を高くするためには、活性層におけるp型半導体とn型半導体との間の相分離構造を最適化する必要がある。   The bulk heterojunction active layer contains a p-type semiconductor material and an n-type semiconductor material. In the active layer, the p-type semiconductor and the n-type semiconductor are phase-separated from each other. When the active layer absorbs light, positive charges (holes) and negative charges (electrons) are separated at these phase interfaces and transported to the electrodes through the semiconductor. In the bulk heterojunction active layer, the phase separation structure has an influence on the light absorption process, the exciton diffusion process, the exciton dissociation process (charge generation process), the carrier transport process, and the like. Therefore, in order to increase the photoelectric conversion efficiency of the photoelectric conversion element, it is necessary to optimize the phase separation structure between the p-type semiconductor and the n-type semiconductor in the active layer.

<活性層の形成方法>
活性層140の形成方法に特に制限はないが、スピンコート法、インクジェット法、ドクターブレード法、ドロップキャスティング法等の湿式塗布法等により形成することが好ましい。この場合、半導体材料、前記のポリマーおよびn型半導体が可溶である溶媒を選択し、前記のポリマーおよびn型半導体化合物を含む塗布液を作製して、この塗布液を塗布することにより、活性層140が形成される。
<Method for forming active layer>
Although there is no restriction | limiting in particular in the formation method of the active layer 140, It is preferable to form by wet coating methods, such as a spin coat method, an inkjet method, a doctor blade method, a drop casting method. In this case, a semiconductor material, a solvent in which the polymer and the n-type semiconductor are soluble are selected, a coating liquid containing the polymer and the n-type semiconductor compound is prepared, and the coating liquid is applied to Layer 140 is formed.

溶媒の種類は、半導体材料を均一に溶解できるものであれば特に限定されないが、例えば、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、イソオクタン、ノナン、デカン等の脂肪族炭化水素類;トルエン、キシレン、クロロベンゼン、オルトジクロロベンゼンなどの芳香族炭化水素類;メタノール、エタノール、プロパノールなどの低級アルコール類;アセトン、メチルエチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノンなどのケトン類;酢酸エチル、酢酸ブチル、乳酸メチルなどのエステル類;クロロホルム、塩化メチレン、ジクロロエタン、トリクロロエタン、トリクロロエチレンなどのハロゲン炭化水素類;エチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサンなどのエーテル類;ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミドなどのアミド類等から選択することができる。   The type of the solvent is not particularly limited as long as it can dissolve the semiconductor material uniformly. For example, aliphatic hydrocarbons such as hexane, heptane, octane, isooctane, nonane, decane; toluene, xylene, chlorobenzene, orthodi Aromatic hydrocarbons such as chlorobenzene; lower alcohols such as methanol, ethanol, and propanol; ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, cyclopentanone, and cyclohexanone; esters such as ethyl acetate, butyl acetate, and methyl lactate; chloroform, chloride Halogen hydrocarbons such as methylene, dichloroethane, trichloroethane, and trichloroethylene; ethers such as ethyl ether, tetrahydrofuran, and dioxane; amides such as dimethylformamide and dimethylacetamide It can be selected.

<活性層塗布液への添加剤>
バルクヘテロ接合型の活性層を塗布法によって形成する場合、塗布液に低分子量の化合物を添加することにより、光電変換効率が向上する場合があることが、特許文献3に記載されている。添加剤により相分離構造が最適化され、光電変換効率が向上するメカニズムとしては、複数の要因が考えられる。本発明者は、添加剤の存在により、p型半導体材料同士あるいはn型半導体材料同士の凝集が抑えられることが、この要因の1つであるものと考えた。すなわち、添加剤がない場合には、活性層塗布液(インク)の溶媒は通常塗布後ただちに揮発する。この際に残留成分として残るp型半導体及びn型半導体は、それぞれ大きな凝集体を形成しうる。このような場合、p型半導体とn型半導体との間の接合面積(界面の面積)が小さくなってしまうため、電荷発生効率は低下しうる。
<Additive to active layer coating solution>
Patent Document 3 describes that when a bulk heterojunction active layer is formed by a coating method, photoelectric conversion efficiency may be improved by adding a low molecular weight compound to the coating solution. A plurality of factors can be considered as the mechanism by which the phase separation structure is optimized by the additive and the photoelectric conversion efficiency is improved. The present inventor considered that one of the factors is that aggregation of p-type semiconductor materials or n-type semiconductor materials is suppressed by the presence of the additive. That is, when there is no additive, the solvent of the active layer coating liquid (ink) usually evaporates immediately after coating. At this time, the p-type semiconductor and the n-type semiconductor remaining as residual components can each form a large aggregate. In such a case, since the junction area (area of the interface) between the p-type semiconductor and the n-type semiconductor is reduced, the charge generation efficiency can be reduced.

一方、添加剤を入れたインクを塗布した場合、溶媒が揮発した後もしばらく添加剤が残る。すなわち、p型半導体若しくはn型半導体、又はこれらの双方の周辺に添加剤が存在するため、p型半導体及び/又はn型半導体の凝集が防止されうる。添加剤はインク塗布後、常温常圧下できわめてゆっくりしたスピードで蒸発するものと考えられる。添加剤が蒸発するにつれてp型半導体材料及びn型半導体材料は凝集するものと考えられるが、残っている添加剤が凝集を防止するため、p型半導体材料及びn型半導体材料が形成する凝集体はより小さくなるものと考えられる。この結果活性層内に、p型半導体とn型半導体との接合面積が大きい、より電荷発生効率の高い相分離構造が形成されうる。   On the other hand, when an ink containing an additive is applied, the additive remains for a while after the solvent volatilizes. That is, since the additive is present around the p-type semiconductor, the n-type semiconductor, or both of them, aggregation of the p-type semiconductor and / or the n-type semiconductor can be prevented. It is considered that the additive evaporates at a very slow speed under normal temperature and pressure after ink application. Although the p-type semiconductor material and the n-type semiconductor material are considered to aggregate as the additive evaporates, the aggregate formed by the p-type semiconductor material and the n-type semiconductor material because the remaining additive prevents aggregation. Is considered to be smaller. As a result, a phase separation structure having a large junction area between the p-type semiconductor and the n-type semiconductor and higher charge generation efficiency can be formed in the active layer.

上述の作用メカニズムに基づいて本発明者は、添加剤の沸点がその効果に大きな影響を与えるものと考えた。すなわち添加剤は、インクの主溶媒が揮発した後もしばらくの間、活性層に残留することが好ましい。この観点から、添加剤の沸点はインクの主溶媒よりも高いことが好ましい。インクの主溶媒としてよく用いられるクロロベンゼン、オルトジクロロベンゼンの沸点はそれぞれ131℃、181℃であるため、常圧(1000hPa)における添加剤の沸点はこれらよりも高いことが好ましい。また、同様の観点から、常温(25℃)において添加剤の蒸気圧はインクの主溶媒の蒸気圧よりも低いことが好ましい。   Based on the mechanism of action described above, the present inventor considered that the boiling point of the additive greatly affects the effect. That is, it is preferable that the additive remains in the active layer for a while after the main solvent of the ink volatilizes. From this viewpoint, the boiling point of the additive is preferably higher than the main solvent of the ink. Since the boiling points of chlorobenzene and orthodichlorobenzene often used as the main solvent of the ink are 131 ° C. and 181 ° C., respectively, the boiling point of the additive at normal pressure (1000 hPa) is preferably higher than these. From the same viewpoint, the vapor pressure of the additive is preferably lower than the vapor pressure of the main solvent of the ink at normal temperature (25 ° C.).

一方、添加剤の沸点が高すぎると、光電変換素子作製後も活性層から完全に抜けることなく、活性層内部にとどまる添加剤の量が増えることが想定される。このような場合、不純物が増えることにより、移動度の低下、すなわち光電変換効率の低下が引き起こされることが考えられる。したがって添加剤の沸点が高すぎないこともまた好ましい。   On the other hand, when the boiling point of the additive is too high, it is assumed that the amount of the additive remaining inside the active layer increases without completely leaving the active layer even after the photoelectric conversion element is manufactured. In such a case, the increase in impurities may cause a decrease in mobility, that is, a decrease in photoelectric conversion efficiency. Therefore, it is also preferable that the boiling point of the additive is not too high.

上記の観点から、常圧における添加剤の沸点は、主溶媒の沸点より10℃以上、200℃以下である。好ましく、主溶媒の沸点より50℃以上で100℃がさらに好ましい。添加剤の沸点が低すぎると、インクの乾燥時に特にn型半導体材料の凝集が起こりやすくなり、活性層のモルホロジー大きくなり、表面が凹凸になりうる。また、添加剤は常温(25℃)で液体であることが、インク作製を容易にする点で好ましい。添加剤が常温で固体の場合、インク作製時に添加剤を主溶媒に溶解させるのが困難であったり、あるいは溶解できたとしても長い攪拌時間を要したりすることが考えられる。しかしながら添加剤が液体であれば、このような懸念は必要ない。   From the above viewpoint, the boiling point of the additive at normal pressure is 10 ° C. or more and 200 ° C. or less than the boiling point of the main solvent. Preferably, 50 ° C. or more and 100 ° C. is more preferable than the boiling point of the main solvent. If the boiling point of the additive is too low, the n-type semiconductor material tends to aggregate particularly when the ink is dried, the morphology of the active layer becomes large, and the surface can be uneven. Further, it is preferable that the additive is liquid at normal temperature (25 ° C.) from the viewpoint of easy ink preparation. When the additive is solid at room temperature, it may be difficult to dissolve the additive in the main solvent at the time of ink preparation, or it may take a long stirring time even if it can be dissolved. However, if the additive is liquid, such a concern is not necessary.

もっとも、相分離構造を最適化するためには、添加剤の沸点だけではなく、用いるp型半導体材料及びn型半導体材料との添加剤の相性も重要である。すなわち、添加剤はp型半導体材料及びn型半導体材料と相互作用しうるため、例えば添加剤の構造によって、p型半導体材料及びn型半導体材料の結晶性が変化しうる。   However, in order to optimize the phase separation structure, not only the boiling point of the additive but also the compatibility of the additive with the p-type semiconductor material and the n-type semiconductor material to be used is important. That is, since the additive can interact with the p-type semiconductor material and the n-type semiconductor material, the crystallinity of the p-type semiconductor material and the n-type semiconductor material can change depending on the structure of the additive, for example.

添加剤の例としては、置換基を有するアルカン、置換基を有するナフタレンのような芳香族化合物などが挙げられる。置換基としては、アルデヒド基、オキソ基、ヒドロキシ基、アルコキシ基、チオール基、チオアルキル基、カルボキシル基、エステル基、アミン基、アミド基、フルオロ基、クロロ基、ブロモ基、ヨード基、ハロゲン基、ニトリル基、エポキシ基、芳香族基及びアリールアルキル基などである。置換基は1つでもよいし、複数、例えば2つでもよい。アルカンが有する置換基として好ましくは、チオール基又はヨード基である。また、ナフタレンのような芳香族化合物が有する置換基として好ましくは、ブロモ基又はクロロ基である。添加剤は上述のように沸点が高いことが好ましいため、アルカンの炭素数は6以上が好ましく、8以上がさらに好ましい。また添加剤は上述のように常温で液体であることが好ましいため、アルカンの炭素数は14以下が好ましく、12以下がさらに好ましい。   Examples of the additive include an alkane having a substituent and an aromatic compound such as naphthalene having a substituent. Examples of substituents include aldehyde groups, oxo groups, hydroxy groups, alkoxy groups, thiol groups, thioalkyl groups, carboxyl groups, ester groups, amine groups, amide groups, fluoro groups, chloro groups, bromo groups, iodo groups, halogen groups, Nitrile group, epoxy group, aromatic group, arylalkyl group and the like. There may be one or more, for example two, substituents. A preferred substituent for the alkane is a thiol group or an iodo group. Moreover, as a substituent which an aromatic compound like naphthalene has, Preferably, they are a bromo group or a chloro group. Since the additive preferably has a high boiling point as described above, the alkane has preferably 6 or more carbon atoms, more preferably 8 or more. Further, since the additive is preferably liquid at normal temperature as described above, the carbon number of the alkane is preferably 14 or less, and more preferably 12 or less.

インク(活性層塗布液)に含まれる添加剤の量は、インク全体に対して0.1重量%以上、10重量%以上がさらに好ましい。さらに、インク全体に対して0.5重量%以上、3重量%以下がより好ましい。添加剤の量がこの範囲にあることにより、活性層内に残留する添加剤を減らしながら、好ましい相分離構造を得ることができる。
以上のように、式(1)〜式(24)で表される繰り返し単位を含む高分子およびn型半導体と、添加剤とを含むインク(塗布液)を塗布すること、すなわち塗布法によって、本実施形態に係る太陽電池素子100の活性層140を形成することができる。
The amount of the additive contained in the ink (active layer coating solution) is more preferably 0.1% by weight or more and 10% by weight or more based on the whole ink. Further, it is more preferably 0.5% by weight or more and 3% by weight or less based on the whole ink. When the amount of the additive is within this range, a preferable phase separation structure can be obtained while reducing the additive remaining in the active layer.
As described above, by applying the ink (coating liquid) containing the polymer and n-type semiconductor containing the repeating unit represented by the formulas (1) to (24) and the additive, that is, by the coating method, The active layer 140 of the solar cell element 100 according to the present embodiment can be formed.

<電極(120,160)>
本実施形態に係る電極120および160は、活性層140が光を吸収することにより生じた正孔又は電子を捕集する機能を有する。したがって、一方の電極120は、電子の捕集に適した電極であることが好ましく、他方の電極160は、正孔の捕集に適した電極であることが好ましい。
<Electrodes (120, 160)>
The electrodes 120 and 160 according to the present embodiment have a function of collecting holes or electrons generated when the active layer 140 absorbs light. Therefore, one electrode 120 is preferably an electrode suitable for collecting electrons, and the other electrode 160 is preferably an electrode suitable for collecting holes.

一対の電極120および160は、少なくとも一方が透光性であることが好ましく、両方が透光性であってもよい。透光性があるとは、太陽光が40%以上透過することを意味する。また、透光性のある電極は、太陽光が70%以上透過することが、透明電極を透過させて活性層140に光を到達させるためには、好ましい。なお、光の透過率は通常の分光光度計で測定可能でき、例えば可視光線(400nm〜800nm)についての平均透過率でありうる。   At least one of the pair of electrodes 120 and 160 is preferably translucent, and both may be translucent. Translucency means that sunlight passes through 40% or more. In addition, it is preferable that the translucent electrode transmits sunlight by 70% or more in order to allow light to reach the active layer 140 through the transparent electrode. The light transmittance can be measured with a normal spectrophotometer, and can be an average transmittance for visible light (400 nm to 800 nm), for example.

以下に、電極120,160の材料について具体的な例を挙げる。もっとも、電極120と電極160との少なくとも一方は、複数の材料によって構成されていてもよく、例えば2層以上の積層構造によって構成されていてもよい。また、以下で挙げる材料に対して表面処理を行うことにより、特性(電気特性やぬれ特性等)を改良してもよい。   Specific examples of the materials for the electrodes 120 and 160 will be given below. But at least one of the electrode 120 and the electrode 160 may be comprised with the some material, for example, may be comprised by the laminated structure of two or more layers. In addition, characteristics (electric characteristics, wetting characteristics, etc.) may be improved by performing a surface treatment on the materials listed below.

<電子の捕集に適した電極(カソード)120>
電子の捕集に適した電極(カソード)とは一般には、仕事関数がアノードよりも低い値を示す導電性材料で構成された電極である。このようなカソード120は、活性層140で発生した電子をスムーズに取り出すことができる。
<Electrode (cathode) 120 suitable for collecting electrons>
An electrode (cathode) suitable for collecting electrons is generally an electrode made of a conductive material having a work function lower than that of an anode. Such a cathode 120 can smoothly extract electrons generated in the active layer 140.

カソード120の材料の例としては、例えば、リチウム、ナトリウム、カリウム、セシウム、カルシウム及びマグネシウムなどの金属及びその合金;フッ化リチウム、フッ化セシウムなどの無機塩;酸化ニッケル,酸化アルミニウム、酸化リチウム及び酸化セシウムのような金属酸化物などが挙げられる。これらの材料は低い仕事関数を有する材料であるため、カソード120の材料として好ましい。   Examples of the material of the cathode 120 include, for example, metals such as lithium, sodium, potassium, cesium, calcium and magnesium and alloys thereof; inorganic salts such as lithium fluoride and cesium fluoride; nickel oxide, aluminum oxide, lithium oxide and Examples thereof include metal oxides such as cesium oxide. Since these materials have a low work function, they are preferable as materials for the cathode 120.

また、カソード120は、カソード120と活性層140との間に、バッファ層130を設けることができる。例えばバッファ層130としてチタニアのようなn型半導体で導電性を有するものを用いる場合、カソード120の材料として、高い仕事関数を有する材料も用いることができる。電極保護の観点からは、カソード120の材料として好ましくは、白金、金、銀、銅、鉄、錫、アルミニウム、及びインジウムなどの金属、又はこれらの金属を用いた合金である。   Further, the cathode 120 may be provided with a buffer layer 130 between the cathode 120 and the active layer 140. For example, when an n-type semiconductor such as titania having conductivity is used as the buffer layer 130, a material having a high work function can also be used as the material of the cathode 120. From the viewpoint of electrode protection, the cathode 120 is preferably made of a metal such as platinum, gold, silver, copper, iron, tin, aluminum, and indium, or an alloy using these metals.

また、カソード電極が透明電極である場合には、ITO、酸化亜鉛、酸化錫等の透光性がある導電性金属酸化物をカソードの材料として用いることが好ましく、特にITOを用いることが好ましい。   When the cathode electrode is a transparent electrode, a light-transmitting conductive metal oxide such as ITO, zinc oxide or tin oxide is preferably used as the cathode material, and ITO is particularly preferably used.

カソード120の膜厚は特に制限は無いが、10nm以上10μm以下、好ましくは50nm以上500nm以下である。カソード120の膜厚が薄すぎるとシート抵抗が高くなり、厚すぎると光透過率が低下する。カソード120が透明電極である場合、高い光透過率と低いシート抵抗との双方が得られるように、膜厚を選択することが好ましい。カソード120のシート抵抗に特に制限は無いが、500Ω/□以下、好ましくは200Ω/□以下である。下限に制限は無いが、通常は1Ω/□以上である。より大きな電流を取り出す観点から、シート抵抗は小さいことが好ましい。   The film thickness of the cathode 120 is not particularly limited, but is 10 nm or more and 10 μm or less, preferably 50 nm or more and 500 nm or less. If the film thickness of the cathode 120 is too thin, the sheet resistance increases, and if it is too thick, the light transmittance decreases. When the cathode 120 is a transparent electrode, it is preferable to select a film thickness so that both high light transmittance and low sheet resistance can be obtained. The sheet resistance of the cathode 120 is not particularly limited, but is 500Ω / □ or less, preferably 200Ω / □ or less. Although there is no restriction on the lower limit, it is usually 1Ω / □ or more. From the viewpoint of extracting a larger current, the sheet resistance is preferably small.

カソード120の形成方法には、蒸着及びスパッタ等の真空成膜方法、並びに、ナノ粒子や前駆体を含有するインクを塗布して成膜する方法などがある。   Examples of the method for forming the cathode 120 include a vacuum film formation method such as vapor deposition and sputtering, and a method for forming a film by applying an ink containing nanoparticles and a precursor.

<正孔の捕集に適した電極(アノード)160>
正孔の捕集に適した電極(アノード)とは一般には、仕事関数がカソードよりも高い値を示す導電性材料で構成された電極である。このようなアノード160は、活性層140で発生した正孔をスムーズに取り出すことができる。
<Electrode (anode) 160 suitable for collecting holes>
An electrode (anode) suitable for collecting holes is generally an electrode made of a conductive material having a work function higher than that of the cathode. Such an anode 160 can smoothly extract holes generated in the active layer 140.

アノード160の材料を挙げると、例えば、金、白金、銀、クロム、コバルトなどの金属あるいはその合金が挙げられる。これらの物質は高い仕事関数を有するため、好ましい。またこれらの物質は、ポリチオフェン誘導体にポリスチレンスルフォン酸をドーピングしたPEDOT/PSSで代表されるような導電性高分子材料や酸化モリブデン、酸化バナジウム、酸化ニッケル、酸化銅のような仕事関数の高い金属酸化物を積層することができるため、好ましい。例えば、活性層140とアノード160との間に、このような導電性高分子及び金属酸化物で構成されるバッファ層150を設けることができる。 一方、導電性高分子材料自体をアノード160の材料として使用することもできる。導電性高分子材料としては、上述のPEDOT/PSSや、ポリピロール及びポリアニリンなどにヨウ素などをドーピングすることによって得られる材料などが挙げられる。   Examples of the material of the anode 160 include metals such as gold, platinum, silver, chromium, cobalt, and alloys thereof. These materials are preferred because they have a high work function. These materials include conductive polymer materials such as PEDOT / PSS in which polythiophene derivatives are doped with polystyrene sulfonic acid, and metal oxides with high work functions such as molybdenum oxide, vanadium oxide, nickel oxide, and copper oxide. Since a thing can be laminated | stacked, it is preferable. For example, a buffer layer 150 made of such a conductive polymer and metal oxide can be provided between the active layer 140 and the anode 160. On the other hand, the conductive polymer material itself can be used as the material of the anode 160. Examples of the conductive polymer material include the above-described PEDOT / PSS, materials obtained by doping polypyrrole, polyaniline, and the like with iodine or the like.

また、アノード電極が透明電極である場合には、ITO、酸化亜鉛、酸化錫等の透光性がある導電性金属酸化物をアノード160の材料として用いることが好ましく、特にITOを用いることが好ましい。   When the anode electrode is a transparent electrode, a light-transmitting conductive metal oxide such as ITO, zinc oxide, or tin oxide is preferably used as the material for the anode 160, and in particular, ITO is preferably used. .

アノード160の膜厚は特に制限は無いが、10nm以上1μm以下、好ましくは、50nm以上300nm以下である。アノード120の膜厚が薄すぎるとシート抵抗が高くなり、厚すぎると光透過率が低下する。アノード120が透明電極である場合、高い光透過率と低いシート抵抗との双方が得られるように、膜厚を選択することが好ましい。アノードのシート抵抗120には、特段の制限はないが、通常1Ω/□以上で500Ω/□以下、好ましくは200Ω/□以下である。より大きな電流を取り出す観点から、シート抵抗は小さいことが好ましい。   The thickness of the anode 160 is not particularly limited, but is 10 nm or more and 1 μm or less, preferably 50 nm or more and 300 nm or less. If the film thickness of the anode 120 is too thin, the sheet resistance increases, and if it is too thick, the light transmittance decreases. When the anode 120 is a transparent electrode, it is preferable to select a film thickness so that both high light transmittance and low sheet resistance can be obtained. The sheet resistance 120 of the anode is not particularly limited, but is usually 1Ω / □ or more and 500Ω / □ or less, preferably 200Ω / □ or less. From the viewpoint of extracting a larger current, the sheet resistance is preferably small.

アノード160の形成方法は、蒸着及びスパッタ等の真空成膜方法、並びに、ナノ粒子や前駆体を含有するインクを塗布して成膜する方法などがある。ここで前駆体とは、塗布後に変換処理を行うことによりアノード160として適した材料へと変換される化合物のことである。   A method for forming the anode 160 includes a vacuum film formation method such as vapor deposition and sputtering, and a method for forming a film by applying ink containing nanoparticles and a precursor. Here, the precursor is a compound that is converted into a material suitable for the anode 160 by performing a conversion treatment after coating.

<バッファ層(130,150)>
本実施形態に係る太陽電池素子100は、1対の電極120,160、及びその間に配置された活性層140の他に、さらに1以上のバッファ層を有することができる。バッファ層は、電子取り出し層130と正孔取り出し層150とに分類することができる。通常、電子取り出し層130は活性層140とカソード120との間に配置され、正孔取り出し層150は活性層140とカソード160との間に配置される。
<Buffer layer (130, 150)>
The solar cell element 100 according to the present embodiment can further include one or more buffer layers in addition to the pair of electrodes 120 and 160 and the active layer 140 disposed therebetween. The buffer layer can be classified into an electron extraction layer 130 and a hole extraction layer 150. In general, the electron extraction layer 130 is disposed between the active layer 140 and the cathode 120, and the hole extraction layer 150 is disposed between the active layer 140 and the cathode 160.

<正孔取り出し層(150)>
正孔取り出し層150の材料は、活性層140からアノード160への正孔の取り出し効率を向上させうる材料であれば特に限定されない。具体的には、ポリチオフェン、ポリピロール、ポリアセチレン、トリフェニレンジアミンポリピロール及びポリアニリンなどに、スルフォン酸とヨウ素との少なくとも一方などのドーピング材料をドーピングした導電性ポリマーが挙げられる。その中でも、好ましくは、スルフォン酸をドーピングした導電性ポリマーであり、より好ましくは、ポリチオフェン誘導体にポリスチレンスルフォン酸をドープしたPEDOT:PSSが好ましい。
<Hole extraction layer (150)>
The material of the hole extraction layer 150 is not particularly limited as long as it can improve the efficiency of extracting holes from the active layer 140 to the anode 160. Specifically, a conductive polymer obtained by doping polythiophene, polypyrrole, polyacetylene, triphenylenediamine polypyrrole, polyaniline, or the like with a doping material such as at least one of sulfonic acid and iodine can be given. Among them, a conductive polymer doped with sulfonic acid is preferable, and PEDOT: PSS in which a polythiophene derivative is doped with polystyrene sulfonic acid is more preferable.

また、酸化モリブデン、酸化バナジウム、酸化ニッケル、酸化銅など仕事関数の高い金属酸化物も正孔取り出し層150として使用することができる。金属などの薄膜は、単独で正孔取り出し層150として用いてもよい。また、金属などの薄膜と上記の導電性ポリマーとを組み合わせて、正孔取り出し層150として用いることもできる。   In addition, a metal oxide having a high work function such as molybdenum oxide, vanadium oxide, nickel oxide, or copper oxide can also be used for the hole extraction layer 150. A thin film such as a metal may be used alone as the hole extraction layer 150. Further, a thin film such as a metal and the above conductive polymer can be combined to be used as the hole extraction layer 150.

正孔取り出し層の膜厚は特に限定はないが、通常1nm以上、200nm以下である。好ましくは5nm以上であり、100nm以下がさらに好ましい。薄すぎると均一性が十分ではなく短絡を起こしやすい傾向があり、厚すぎると抵抗値が増え、正孔を取り出しにくくなる傾向がある。   The thickness of the hole extraction layer is not particularly limited, but is usually 1 nm or more and 200 nm or less. Preferably it is 5 nm or more, and 100 nm or less is more preferable. If it is too thin, the uniformity is not sufficient and a short circuit tends to occur, and if it is too thick, the resistance value tends to increase and it becomes difficult to extract holes.

<電子取り出し層(130)>
電子取り出し層130の材料は、活性層140からカソード120へ電子の取り出し効率を向上させることが可能な材料であれば特に限定されない。電子取り出し層材料には大きくわけて無機化合物と有機化合物とがあるが、電子取り出し層としては、どちらかの材料のみを用いてもよいし、双方の材料を用いてもよい。例えば、無機化合物層と有機化合物層との積層体を、電子取り出し層130として用いてもよい。
<Electron extraction layer (130)>
The material of the electron extraction layer 130 is not particularly limited as long as the efficiency of extracting electrons from the active layer 140 to the cathode 120 can be improved. The electron extraction layer material is roughly divided into an inorganic compound and an organic compound. As the electron extraction layer, only one of these materials or both materials may be used. For example, a stacked body of an inorganic compound layer and an organic compound layer may be used as the electron extraction layer 130.

電子取り出し層として用いられる無機化合物材料としては、リチウム、ナトリウム、カリウム、セシウム等のアルカリ金属の塩、並びに、酸化チタン(TiOx)や酸化亜鉛(ZnO)のようなn型の酸化物半導体化合物が望ましい。アルカリ金属の塩としては、フッ化リチウム、フッ化ナトリウム、フッ化カリウム、フッ化セシウム、炭酸セシウムなどが望ましい。このような材料が望ましい理由の1つとしては、ITO等のカソードと組み合わせられた際に、カソードの仕事関数を小さくし、太陽電池素子内部に印加される電圧を上げることが考えられる。   Examples of inorganic compound materials used for the electron extraction layer include alkali metal salts such as lithium, sodium, potassium, and cesium, and n-type oxide semiconductor compounds such as titanium oxide (TiOx) and zinc oxide (ZnO). desirable. As the alkali metal salt, lithium fluoride, sodium fluoride, potassium fluoride, cesium fluoride, cesium carbonate and the like are desirable. One reason why such a material is desirable is that when combined with a cathode such as ITO, the work function of the cathode is reduced and the voltage applied to the inside of the solar cell element is increased.

アルカリ金属塩を電子取り出し層130の材料として用いる場合、真空蒸着、スパッタ等の真空成膜方法を用いて電子取り出し層130を成膜することが可能である。中でも、抵抗加熱による真空蒸着によって、電子取り出し層130を形成するのが望ましい。この場合の膜厚は、0.1nm以上、50nm以下、好ましくは20nm以下である。電子取り出し層130が薄すぎると、電子の取り出し効率を向上させる効果が十分でなくなり、厚すぎると、電子取り出し層130が直列抵抗成分として作用することにより素子の特性を損なう傾向がある。   When an alkali metal salt is used as a material for the electron extraction layer 130, the electron extraction layer 130 can be formed using a vacuum film formation method such as vacuum deposition or sputtering. In particular, it is desirable to form the electron extraction layer 130 by vacuum deposition using resistance heating. In this case, the film thickness is 0.1 nm or more and 50 nm or less, preferably 20 nm or less. If the electron extraction layer 130 is too thin, the effect of improving the electron extraction efficiency is not sufficient, and if it is too thick, the electron extraction layer 130 acts as a series resistance component, which tends to impair the characteristics of the device.

酸化チタンTiOxを電子取り出し層130の材料として用いる場合、スパッタ法等の真空成膜方法を用いて電子取り出し層130を成膜することが可能である。しかしながら、塗布法を用いて成膜することがより望ましい。例えば、非特許文献4に記載されているゾルゲル法に従って、酸化チタンで構成される電子取り出し層130を形成できる。膜厚は、通常0.1nm以上、100nmであり、好ましくは、より好ましくは5nm以上で50nm以下である。電子取り出し層130が薄すぎると、電子の取り出し効率を向上させる効果が十分でなくなり、厚すぎると、電子取り出し層130が直列抵抗成分として作用することにより素子の特性を損なう傾向がある。   When titanium oxide TiOx is used as the material for the electron extraction layer 130, the electron extraction layer 130 can be formed using a vacuum film formation method such as sputtering. However, it is more desirable to form a film using a coating method. For example, the electron extraction layer 130 made of titanium oxide can be formed according to the sol-gel method described in Non-Patent Document 4. The film thickness is usually 0.1 nm or more and 100 nm, preferably 5 nm or more and 50 nm or less. If the electron extraction layer 130 is too thin, the effect of improving the electron extraction efficiency is not sufficient, and if it is too thick, the electron extraction layer 130 acts as a series resistance component, which tends to impair the characteristics of the device.

酸化亜鉛ZnOを電子取り出し層130の材料として用いる場合も、スパッタ法等の真空成膜方法を用いることもできるが、塗布法を用いて電子取り出し層150を成膜することが望ましい。例えば、非特許文献5に記載のゾルゲル法に従って、酸化亜鉛で構成される電子取り出し層130を形成できる。膜厚は、通常0.1nm以上で、400nm以下である。また、1nm以上50nm以下、より好ましい。電子取り出し層130が薄すぎると、電子の取り出し効率を向上させる効果が十分でなくなり、厚すぎると、電子取り出し層130が直列抵抗成分として作用することにより素子の特性を損なう傾向がある。   When zinc oxide ZnO is used as the material of the electron extraction layer 130, a vacuum film formation method such as a sputtering method can be used. However, it is desirable to form the electron extraction layer 150 using a coating method. For example, the electron extraction layer 130 made of zinc oxide can be formed according to the sol-gel method described in Non-Patent Document 5. The film thickness is usually 0.1 nm or more and 400 nm or less. Moreover, 1 nm or more and 50 nm or less are more preferable. If the electron extraction layer 130 is too thin, the effect of improving the electron extraction efficiency is not sufficient, and if it is too thick, the electron extraction layer 130 acts as a series resistance component, which tends to impair the characteristics of the device.

電子取り出し層130として用いられる有機化合物材料としては、例えば、バソキュプロイン(BCP)、バソフェナントレン(Bphen)、(8−ヒドロキシキノリナト)アルミニウム(Alq3)、ホウ素化合物、オキサジアゾール化合物、ベンゾイミダゾール化合物、ナフタレンテトラカルボン酸無水物(NTCDA)、ペリレンテトラカルボン酸無水物(PTCDA)、ホスフィンオキシド化合物、ホスフィンスルフィド化合物及び導電性ポリマーなどが挙げられるが、これに限定えされるわけではない。また、上記のような有機化合物材料に対して、アルカリ金属又はアルカリ土類金属などの金属をドープしてもよい。
有機化合物を電子取り出し層130として用いる場合、電子取り出し層130の厚さは、通常0.5nm以上で500m以下、より好ましくは1nm以上であり100nm以下である。電子取り出し層130が薄すぎると、電子の取り出し効率を向上させる効果が十分でなくなり、厚すぎると、電子取り出し層130が直列抵抗成分として作用することにより素子の特性を損なう傾向がある。
Examples of the organic compound material used as the electron extraction layer 130 include bathocuproin (BCP), bathophenanthrene (Bphen), (8-hydroxyquinolinato) aluminum (Alq3), boron compound, oxadiazole compound, benzimidazole compound, Examples thereof include, but are not limited to, naphthalenetetracarboxylic anhydride (NTCDA), perylenetetracarboxylic anhydride (PTCDA), phosphine oxide compounds, phosphine sulfide compounds, and conductive polymers. Moreover, you may dope metals, such as an alkali metal or alkaline-earth metal, with respect to the above organic compound materials.
When an organic compound is used as the electron extraction layer 130, the thickness of the electron extraction layer 130 is usually 0.5 nm or more and 500 m or less, more preferably 1 nm or more and 100 nm or less. If the electron extraction layer 130 is too thin, the effect of improving the electron extraction efficiency is not sufficient, and if it is too thick, the electron extraction layer 130 acts as a series resistance component, which tends to impair the characteristics of the device.

複数の材料を用いて電子取り出し層130を形成する場合、電子取り出し層130の全体の厚さは、通常0.1nm以上、通常100nm以下、より好ましくは60nm以下である。電子取り出し層130が薄すぎると、電子の取り出し効率を向上させる効果が十分でなくなり、厚すぎると、電子取り出し   When the electron extraction layer 130 is formed using a plurality of materials, the entire thickness of the electron extraction layer 130 is usually 0.1 nm or more, usually 100 nm or less, more preferably 60 nm or less. If the electron extraction layer 130 is too thin, the effect of improving the electron extraction efficiency is not sufficient, and if it is too thick, the electron extraction layer 130 is too thin.

<バッファ層の形成方法>
バッファ層130,150の形成方法に制限はない。いくつかの材料の成膜方法については上述したが、一般的に、昇華性を有する材料を用いる場合には真空蒸着法等の真空成膜方法等を用いることができる。また、溶媒に可溶な材料を用いる場合は、スピンコートやインクジェット等の湿式塗布法等を用いることができる。
<Method for forming buffer layer>
There is no restriction | limiting in the formation method of the buffer layers 130 and 150. Although several methods for forming a film have been described above, in general, when a material having sublimation properties is used, a vacuum film forming method such as a vacuum evaporation method can be used. In addition, when a material soluble in a solvent is used, a wet coating method such as spin coating or ink jet can be used.

<基板(110)>
本実施形態に係る太陽電池素子100は、通常は支持体となる基板110を有する。すなわち、基板上100に、電極120,160と、活性層140と、バッファ層130,150とが形成される。基板110の材料(基板材料)は本実施形態の効果を著しく損なわない限り任意である。基板材料の好適な例を挙げると、石英、ガラス、サファイア、チタニア等の無機材料;ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリエーテルスルホン、ポリイミド、ナイロン、ポリスチレン、ポリビニルアルコール、エチレンビニルアルコール共重合体、フッ素樹脂フィルム、塩化ビニル、ポリエチレン等のポリオレフィン、セルロース、ポリ塩化ビニリデン、アラミド、ポリフェニレンスルフィド、ポリウレタン、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリノルボルネン、エポキシ樹脂等の有機材料;紙、合成紙等の紙材料;ステンレス、チタン、アルミニウム等の金属に、絶縁性を付与するために表面をコート或いはラミネートしたもの等の複合材料等が挙げられる。ガラスとしてはソーダガラスや青板ガラスや無アルカリガラスなどが挙げられる。ガラスの材質については、ガラスからの溶出イオンが少ない方がよいので無アルカリガラスの方が好ましい。
<Substrate (110)>
The solar cell element 100 according to the present embodiment has a substrate 110 that is normally a support. That is, the electrodes 120 and 160, the active layer 140, and the buffer layers 130 and 150 are formed on the substrate 100. The material of the substrate 110 (substrate material) is arbitrary as long as the effects of the present embodiment are not significantly impaired. Preferable examples of the substrate material include inorganic materials such as quartz, glass, sapphire, and titania; polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polyethersulfone, polyimide, nylon, polystyrene, polyvinyl alcohol, ethylene vinyl alcohol copolymer, fluorine Resin films, polyolefins such as vinyl chloride and polyethylene, cellulose, polyvinylidene chloride, aramid, polyphenylene sulfide, polyurethane, polycarbonate, polyarylate, polynorbornene, epoxy resin and other organic materials; paper, synthetic paper and other paper materials; stainless steel, Examples thereof include composite materials such as those obtained by coating or laminating a surface of a metal such as titanium or aluminum to impart insulation. Examples of the glass include soda glass, blue plate glass, and alkali-free glass. As for the glass material, alkali-free glass is preferred because it is better that there are fewer ions eluted from the glass.

基板の形状に制限はなく、例えば、板、フィルム、シート等の形状を用いることができる。基板の厚みに制限はない。ただし、通常5μm以上、中でも20μm以上、また、通常20mm以下、中でも10mm以下に形成することが好ましい。基板が薄すぎると太陽電池素子の強度が不足する可能性があり、基板が厚すぎるとコストが高くなったり重量が重くなりすぎたりする可能性がある。又、基板がガラスの場合は、薄すぎると機械的強度が低下し、割れやすくなるため、好ましくは0.01mm以上、より好ましくは0.1mm以上がよい。また、厚すぎると重量が重くなるため、10mm以下が好ましく、3mm以下がさらに好ましい。   There is no restriction | limiting in the shape of a board | substrate, For example, shapes, such as a board, a film, a sheet | seat, can be used. There is no limitation on the thickness of the substrate. However, it is preferably 5 μm or more, especially 20 μm or more, and usually 20 mm or less, especially 10 mm or less. If the substrate is too thin, the strength of the solar cell element may be insufficient, and if the substrate is too thick, the cost may be increased or the weight may be increased. In the case where the substrate is glass, if it is too thin, the mechanical strength is reduced and the substrate is liable to break. Therefore, it is preferably 0.01 mm or more, more preferably 0.1 mm or more. Moreover, since a weight will become heavy when too thick, 10 mm or less is preferable and 3 mm or less is more preferable.

<太陽電池素子100の製造方法>
本実施形態に係る光電変換素子100は、上述したような方法で、基板110上に、電極120、活性層140、及び電極160を順次形成することによって形成することができる。バッファ層130,150を設ける場合には、基板110上に、電極120、バッファ層130、活性層140、バッファ層150、及び電極160を順次形成すればよい。
<Method for Manufacturing Solar Cell Element 100>
The photoelectric conversion element 100 according to this embodiment can be formed by sequentially forming the electrode 120, the active layer 140, and the electrode 160 on the substrate 110 by the method as described above. In the case of providing the buffer layers 130 and 150, the electrode 120, the buffer layer 130, the active layer 140, the buffer layer 150, and the electrode 160 may be sequentially formed on the substrate 110.

さらには、基板110上に、少なくとも電極120、活性層140、及び電極160を順次形成することによって得られる積層体に対して、加熱処理(アニール処理)を行うことが好ましい。アニール処理を行うことにより、光電変換素子100の熱安定性や耐久性等が向上することがある。アニール処理によって各層間の密着性が向上しうることが、この理由の1つとして考えられる。加熱温度は、通常200℃以下、好ましくは180℃以下、より好ましくは150℃以下である。また、加熱温度は通常50℃以上、好ましくは80℃以上である。温度が低すぎると、密着性の向上が十分に得られない可能性がある。また、温度が高すぎると例えば活性層140に含まれる化合物が熱分解してしまう可能性がある。なお、アニール処理には複数の温度での加熱複数の異なった温度で段階的に加熱することにより行うこともできる。   Furthermore, it is preferable to perform a heat treatment (annealing treatment) on a stacked body obtained by sequentially forming at least the electrode 120, the active layer 140, and the electrode 160 on the substrate 110. By performing the annealing treatment, the thermal stability and durability of the photoelectric conversion element 100 may be improved. One reason for this is considered to be that the adhesion between the layers can be improved by the annealing treatment. The heating temperature is usually 200 ° C. or lower, preferably 180 ° C. or lower, more preferably 150 ° C. or lower. Moreover, heating temperature is 50 degreeC or more normally, Preferably it is 80 degreeC or more. If the temperature is too low, the adhesion may not be sufficiently improved. If the temperature is too high, for example, the compound contained in the active layer 140 may be thermally decomposed. The annealing treatment can also be performed by heating at a plurality of temperatures in a stepwise manner at a plurality of different temperatures.

加熱する時間としては、通常1分以上、好ましくは3分以上、一方、通常3時間以下、好ましくは1時間以下である。アニール処理は、太陽電池性能のパラメータである開放電圧、短絡電流、及びフィルファクターが一定の値になったところで終了させることが好ましい。また、アニール処理は常圧下で行うことが好ましく、不活性ガス雰囲気中で実施することも好ましい。   The heating time is usually 1 minute or longer, preferably 3 minutes or longer, and usually 3 hours or shorter, preferably 1 hour or shorter. The annealing treatment is preferably terminated when the open-circuit voltage, short-circuit current, and fill factor, which are parameters of the solar cell performance, reach constant values. The annealing treatment is preferably performed under normal pressure, and is preferably performed in an inert gas atmosphere.

実施形態に係る薄膜太陽電池には、任意の方法を用いて作製することができる。例えば周知の技術に従って、耐候性の向上のために実施形態に係る上記の有機薄膜太陽電池の表面を適切な保護材で覆った太陽電池を作製することができる。保護材として、耐候性保護フィルムと、紫外線カットフィルムと、ガスバリアフィルムと、ゲッター材フィルムと、封止材をなどである。   The thin film solar cell according to the embodiment can be manufactured using any method. For example, according to a well-known technique, a solar cell in which the surface of the organic thin-film solar cell according to the embodiment is covered with an appropriate protective material can be manufactured in order to improve weather resistance. Examples of the protective material include a weather-resistant protective film, an ultraviolet cut film, a gas barrier film, a getter material film, and a sealing material.

<有機無機ハイブリッド太陽電池>
有機無機ハイブリッド太陽電池は、素子構成は上記の有機太陽電池と同様であるが、有機薄膜太陽電池の活性層のP型及びN型有機半導体の代わりに有機無機ペロブスカイトを活性層に用いるとともに、正孔取り出し層に前記のポリマーを用いることを特徴とする太陽電池である。光が活性層(有機無機ペロブスカイト)140に吸収され、電荷分離が起こり、発生した電子と正孔とが電極120,160から取り出される。上述した有機薄膜太陽電池と同様なバッファ層を用いることができる。
<Organic / inorganic hybrid solar cell>
The organic-inorganic hybrid solar cell has the same element configuration as that of the above-described organic solar cell, but uses an organic-inorganic perovskite for the active layer instead of the P-type and N-type organic semiconductors of the active layer of the organic thin-film solar cell. It is a solar cell characterized by using the aforementioned polymer for the hole extraction layer. Light is absorbed by the active layer (organic / inorganic perovskite) 140, charge separation occurs, and generated electrons and holes are taken out from the electrodes 120 and 160. A buffer layer similar to the organic thin film solar cell described above can be used.

活性層に用いる有機無機ペロブスカイトは、下記式の構造のものを少なくとも1種以上から選択されたものを使用した。
CHNHMX 但し、M=Pd、Sn; X=I、Br、Cl
The organic / inorganic perovskite used for the active layer was selected from at least one of the following structures.
CH 3 NH 4 MX 3 where M = Pd, Sn; X = I, Br, Cl

活性層の作製方法としては、上記の化合物又はその前駆体を真空蒸着するか、上記化合物又はその前駆体を溶媒に溶かして塗布し、加熱乾燥して形成させることができる。前駆体としてハロゲン化メチルアンモニウムとハロゲン化鉛又はハロゲン化スズとの混合物を用いることができる。   The active layer can be formed by vacuum deposition of the above compound or its precursor, or by applying the above compound or its precursor dissolved in a solvent, followed by heating and drying. A mixture of methylammonium halide and lead halide or tin halide can be used as the precursor.

塗布方法は、典型的には、有機無機ペロブスカイ又は、その前駆体混合物を溶媒に溶かして1段階で塗布する方法と、前駆体としてハロゲン化鉛又はハロゲン化スズの溶液を塗布し乾燥したのちにハロゲン化メチルアンモニウム溶液を塗布して、加熱乾燥して活性層を形成する方法がある。   Typically, the organic inorganic perovskite or its precursor mixture is dissolved in a solvent and applied in a single step, and a lead halide or tin halide solution is applied as a precursor and dried. There is a method of forming an active layer by applying a methylammonium halide solution and drying by heating.

溶媒の種類は、材料を均一に溶解できるものであれば特に限定されないが、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、エチレングリコール、メトキシエタノールなどの低級アルコール類;アセトン、メチルエチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノンなどのケトン類;酢酸エチル、酢酸ブチル、乳酸メチルなどのエステル類;エチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサンなどのエーテル類;ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミドなどのアミド類等から選択することができる。   The type of the solvent is not particularly limited as long as the material can be uniformly dissolved. For example, lower alcohols such as methanol, ethanol, propanol, ethylene glycol, methoxyethanol; acetone, methyl ethyl ketone, cyclopentanone, cyclohexanone, etc. Ketones; esters such as ethyl acetate, butyl acetate and methyl lactate; ethers such as ethyl ether, tetrahydrofuran and dioxane; amides such as dimethylformamide and dimethylacetamide.

活性層の厚さは特に限定されないが、活性層の厚さは10nm〜1000nmが好ましく、50nm〜600nmがさらに好ましい。活性層の厚さが10nm以上であることで層の均一性が保たれ、短絡を起こしにくくなる。又、活性層の厚さが1000nm以下であることにより、内部抵抗を小さくすることができ、さらに電極間の距離が近くなることにより電荷の拡散を良好にすることができる。   The thickness of the active layer is not particularly limited, but the thickness of the active layer is preferably 10 nm to 1000 nm, and more preferably 50 nm to 600 nm. When the thickness of the active layer is 10 nm or more, the uniformity of the layer is maintained, and it becomes difficult to cause a short circuit. Further, when the thickness of the active layer is 1000 nm or less, the internal resistance can be reduced, and further, the distance between the electrodes can be shortened so that the charge diffusion can be improved.

有機無機ハイブリッド太陽電池における活性層(有機無機ハイブリッド)と正孔取り出し電極の間のバッファー層として、前記のポリマーを溶媒に溶解させ各種塗布方法より正孔取り出し層150として用いることもできる。   As the buffer layer between the active layer (organic-inorganic hybrid) and the hole extraction electrode in the organic / inorganic hybrid solar cell, the polymer can be dissolved in a solvent and used as the hole extraction layer 150 by various coating methods.

正孔取り出し層の膜厚は特に限定はないが、通常1nm以上、100nm以下である。好ましくは2nm以上であり、50nm以下がさらに好ましい。薄すぎると均一性が十分ではなく短絡を起こしやすい傾向があり、厚すぎると抵抗値が増え、正孔を取り出しにくくなる傾向がある。   The thickness of the hole extraction layer is not particularly limited, but is usually 1 nm or more and 100 nm or less. Preferably it is 2 nm or more, and 50 nm or less is more preferable. If it is too thin, the uniformity is not sufficient and a short circuit tends to occur, and if it is too thick, the resistance value tends to increase and it becomes difficult to extract holes.

その他は、有機薄膜太陽電池と同様な方法で形成することができる。   Others can be formed by the same method as the organic thin film solar cell.

以下、実施例を示して本発明について具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example is shown and this invention is demonstrated concretely, this invention is not limited to a following example.

合成例
ポリマーにおけるアクセプターユニットを構成するモノマーの合成経路の一例は以下に示す通りである。
以下に、この方法に従ったモノマーの具体的な合成例を示す。
Synthesis Example An example of the synthesis route of the monomer constituting the acceptor unit in the polymer is as follows.
Below, the specific synthesis example of the monomer according to this method is shown.

化合物AM2の合成
四口フラスコに化合物(AM1)16.878g(0.0906mol)を測りとり、温度計、CO導入還流管及び滴下ロートを備え付け、回転子をいれ、窒素を流して窒素雰囲気にした後、無水THF400mlを加えた。また、滴下ロートには、1.6M n−ブチルリチウムのヘキサン溶126mlを入れた。フラスコをドライアイス/アセトン浴で−78℃に冷却したのち、その溶液を滴下した。滴下後、その温度で2時間反応させた後、その温度のまま、CO導入管からCOを導入し、6時間バブリングさせた。
Compound AM2 Synthesis Compound (AM1) 16.878 g (0.0906 mol) was measured in a four-neck flask, equipped with a thermometer, a CO 2 introduction reflux tube, and a dropping funnel. After that, 400 ml of anhydrous THF was added. The dropping funnel was charged with 126 ml of 1.6M n-butyllithium in hexane. The flask was cooled to −78 ° C. with a dry ice / acetone bath, and the solution was added dropwise. After the dropwise addition, a reaction time of 2 hours at that temperature, while the temperature, introducing CO 2 from the CO 2 inlet tube, was bubbled for 6 hours.

反応混合物を水に注ぎ込み、塩酸で酸性としたのち、酢酸エチルで抽出し、NaCl水溶液で3回洗浄した。その有機層を無水硫酸マグネシウムで乾燥し、減圧下で溶媒を除いて、個体を得た。この生成物をクロロホルムで洗浄して、化合物AM2の黄土色固体13.678g(59.4%)が得られた。得られた化合物のNMRスペクトルを日本電子株式会社製JNM−GSX270型核磁気共鳴装置により測定した。
H−NMR(270Mhz、CDOD)∂:4.27−4.21(m,2H)、4.21〜4.16(m、2H)、4.99(s、1H);
13C−NMR(CDOD)166.88、165,73、148.74、147.31、142.69、131,37
The reaction mixture was poured into water, acidified with hydrochloric acid, extracted with ethyl acetate, and washed with an aqueous NaCl solution three times. The organic layer was dried over anhydrous magnesium sulfate, and the solvent was removed under reduced pressure to obtain a solid. This product was washed with chloroform to obtain 13.678 g (59.4%) of an ocher solid of compound AM2. The NMR spectrum of the obtained compound was measured with a JNM-GSX270 type nuclear magnetic resonance apparatus manufactured by JEOL Ltd.
1 H-NMR (270 Mhz, CD 3 OD) ∂: 4.27-4.21 (m, 2H), 4.21 to 4.16 (m, 2H), 4.99 (s, 1H);
13 C-NMR (CD 3 OD) 166.88, 165, 73, 148.74, 147.31, 142.69, 131, 37

化合物AM3aの合成
3口フラスコに化合物(AM2)2.309g(0.0100mol)を測りとり、温度計、N導入還流管及び滴下ロートを備え付け、回転子をいれ、窒素を流し窒素雰囲気にした後、無水トルエン30mlと無水DMF数滴を加えた。また、滴下ロートには、オギザイルクロライド5.152g(0.0401mol)を無水トルエン5mlに溶かし室温でゆっくりとに滴下し、ガスの発生が収まったのち、加熱還流で2時間反応させた。減圧下で、溶媒と過剰量のオギザイルクロライドを除去した。残留物にトルエン(50ml)を加えて、溶解させた。
Synthesis of Compound AM3a 2.309 g (0.0100 mol) of Compound (AM2) was measured in a three-necked flask, equipped with a thermometer, an N 2 introduction reflux tube and a dropping funnel, and a rotator was added to flow nitrogen and create a nitrogen atmosphere. Thereafter, 30 ml of anhydrous toluene and a few drops of anhydrous DMF were added. In addition, 5.152 g (0.0401 mol) of ogisyl chloride was dissolved in 5 ml of anhydrous toluene and slowly dropped at room temperature in the dropping funnel, and after the generation of gas had stopped, the reaction was carried out by heating under reflux for 2 hours. Under reduced pressure, the solvent and excess ogizayl chloride were removed. Toluene (50 ml) was added to the residue and dissolved.

一方、温度計、アルゴン導入管つき還流管、滴下ロートを付けた4つ口フラスコをアルゴン雰囲気としてのち 1,2−ジエチルヒドラジン・2HCl 1.754g(0.011mol)とトリエチルアミン4,452g(0.04)フラスコにいれ、滴下ロートに先ほどのトルエン溶液を入れ、室温で滴下した。滴下後、溶媒還流温度で12時間反応させた。後反応混合物を氷水に注ぎ込み、トルエンで抽出した。   On the other hand, a four-necked flask equipped with a thermometer, a reflux tube with an argon introduction tube, and a dropping funnel was used as an argon atmosphere, and then 1.754 g (0.011 mol) of 1,2-diethylhydrazine · 2HCl and 4,452 g (0. 04) The flask was placed in the flask, and the toluene solution was put into the dropping funnel and dropped at room temperature. After the dropping, the reaction was allowed to proceed for 12 hours at the solvent reflux temperature. The post-reaction mixture was poured into ice water and extracted with toluene.

その有機層を無水硫酸マグネシウムで乾燥し、減圧下で溶媒を除いた。得た反応物をカラムクロマトグラフィー(シリカゲル;展開溶媒トルエン:酢酸エチル=3:1)で精製して化合物MA3aの固体1.202g(収率42.6%%)を得た。
H−NMR(270Mhz、CDCl)∂: 4.35〜4.31(m、2H)、4.26〜4.14(m,6H)、1.28(6H,t、J=6.92)、
13C−NMR(CDCl)155.15, 155.07, 147.57, 143.19, 142.66, 131.06, 40.27, 39.78, 33.08, 32.91, 13.06, 13.01
The organic layer was dried over anhydrous magnesium sulfate and the solvent was removed under reduced pressure. The obtained reaction product was purified by column chromatography (silica gel; developing solvent toluene: ethyl acetate = 3: 1) to obtain 1.202 g (yield: 42.6%) of a solid of Compound MA3a.
1 H-NMR (270 Mhz, CDCl 3 ) ∂: 4.35 to 4.31 (m, 2H), 4.26 to 4.14 (m, 6H), 1.28 (6H, t, J = 6. 92),
13 C-NMR (CDCl 3 ) 155.15, 155.07, 147.57, 143.19, 142.66, 131.06, 40.27, 39.78, 33.08, 32.91, 13. 06, 13.01

化合物MA3bの合成
1,2−ジエチルヒドラジン・2HClの代わりに、フェニルヒドラジンを用いた以外は、化合物AM3aと同様の方法で合成した。化合物AM3bの固体を収率45.1%で得た。
Synthesis of Compound MA3b Synthesis was performed in the same manner as Compound AM3a, except that phenylhydrazine was used instead of 1,2-diethylhydrazine · 2HCl. A solid of compound AM3b was obtained with a yield of 45.1%.

化合物MA3cの合成
1,2−ジエチルヒドラジン・2HClの代わりに、6−ブロモヘキシルヒドラジン塩酸塩を用いた以外は、化合物AM3aと同様の方法で合成した。化合物AM3cの固体を収率30.5%で得た。
Synthesis of Compound MA3c The compound MA3c was synthesized in the same manner as Compound AM3a, except that 6-bromohexylhydrazine hydrochloride was used instead of 1,2-diethylhydrazine · 2HCl. A solid of compound AM3c was obtained with a yield of 30.5%.

化合物AM4aの合成
温度計、アルゴン導入管つき還流管、滴下ロートを付けた4つ口フラスコをアルゴン雰囲気としてのち化合物AM3a(1.957g、0.00693mol)とCHCl(20ml)を加え、滴下ロートにm−クロロ過安息香酸1.661g(72w%)をCHCl(20ml)に溶解させて滴下ロートに入れ、フラスコを−40℃に冷却して滴下した。滴下後、30分で室温に戻した後、室温で3時間反応させた。その後、減圧下で溶媒を除いた。得た反応物に無水酢酸20mlを加え、加熱し、溶媒還流温度で20分反応させた。溶媒を減圧下で除いたのち、カラムクロマトグラフィー(シリカゲル;展開溶媒ヘキサン:トルエン=1:1)で精製して化合物AM4aの固体1.529g(収率78.7%)を得た。
H−NMR(270Mhz、CDCl)∂: 8.21(1H,d、J=2.64Hz) 、7.46(1H,d、J=2.64Hz,)、4.27(4H,q ,J=6.8Hz), 1.34(3H,t,J=6.92Hz), 1.33 (3H,t ,J=6.92Hz).
13C−NMR(CDCl);155.06, 154.06, 146.91, 141.10, 137.08, 126.24, 112, 40.23, 39.71, 9.08, 112.525, , 40.25, 39.75, 12.93
Compound AM4a synthesis thermometer, reflux tube with argon inlet tube, and four-necked flask equipped with a dropping funnel were placed in an argon atmosphere, then compound AM3a (1.957 g, 0.00693 mol) and CHCl 3 (20 ml) were added, and the dropping funnel was added. M-chloroperbenzoic acid (1.661 g, 72 w%) was dissolved in CHCl 3 (20 ml) and placed in a dropping funnel, and the flask was cooled to −40 ° C. and added dropwise. After dropping, the temperature was returned to room temperature in 30 minutes and then reacted at room temperature for 3 hours. Thereafter, the solvent was removed under reduced pressure. To the obtained reaction product, 20 ml of acetic anhydride was added, heated, and reacted at a solvent reflux temperature for 20 minutes. After removing the solvent under reduced pressure, the residue was purified by column chromatography (silica gel; developing solvent hexane: toluene = 1: 1) to obtain 1.529 g (yield: 78.7%) of Compound AM4a as a solid.
1 H-NMR (270 Mhz, CDCl 3 ): 8.21 (1H, d, J = 2.64 Hz), 7.46 (1 H, d, J = 2.64 Hz), 4.27 (4H, q , J = 6.8 Hz), 1.34 (3H, t, J = 6.92 Hz), 1.33 (3H, t, J = 6.92 Hz).
13 C-NMR (CDCl 3 ); 155.06, 154.06, 146.91, 141.10, 137.08, 126.24, 112, 40.23, 39.71, 9.08, 112.525 ,, 40.25, 39.75, 12.93

化合物AM4bの合成
化合物AM3aの代わりに化合物AM3bを用いた以外は、化合物AM4aと同様の方法で合成した。化合物AM4bの固体を収率48.3%で得た。
Synthesis of Compound AM4b The compound AM4b was synthesized in the same manner as Compound AM4a, except that Compound AM3b was used instead of Compound AM3a. A solid of compound AM4b was obtained with a yield of 48.3%.

化合物A4cの合成
化合物AM3aの代わりに化合物AM3cを用いた以外は、化合物AM4aと同様の方法で合成した。化合物AM4cの固体を収率37.8%で得た。
Synthesis of Compound A4c The compound A4c was synthesized in the same manner as Compound AM4a, except that Compound AM3c was used instead of Compound AM3a. A solid of compound AM4c was obtained with a yield of 37.8%.

ジブロモ置換モノマーA1aの合成
還流管、滴下ロート、回転子を備え付けた3口フラスコに化合物AM4a(1.377g、0.0491mol)と無水DMF14mlを加え、N−ブロモサクシンイミド2.185g(0.0123mlol)を無水DMF14mlに溶かし、滴下ロートに入れた。室温で、滴下し、滴下後、室温で1日反応させた。チオ硫酸ナトリウム水溶液を加えて、30分間処理したのち、クロロホルムで抽出し、水で2回洗浄、NaCl水溶液で1回洗浄したのち、有機層を無水マグネシウムで乾燥させた。減圧下で溶媒を濃縮し、残留物をカラムクラマト(シリカゲル、クロロホルム:トルエン=2:1)で精製してA1aの黄色色固体1.804g(収率83.9%)を得た。
Synthesis of dibromo-substituted monomer A1a Compound AM4a (1.377 g, 0.0491 mol) and 14 ml of anhydrous DMF were added to a three-necked flask equipped with a reflux tube, a dropping funnel and a rotor, and 2.185 g (0.0123 mlol) of N-bromosuccinimide was added. ) Was dissolved in 14 ml of anhydrous DMF and placed in a dropping funnel. The solution was added dropwise at room temperature, and reacted at room temperature for 1 day after the addition. An aqueous sodium thiosulfate solution was added and the mixture was treated for 30 minutes, extracted with chloroform, washed twice with water and once with an aqueous NaCl solution, and then the organic layer was dried over anhydrous magnesium. The solvent was concentrated under reduced pressure, and the residue was purified by column chromatography (silica gel, chloroform: toluene = 2: 1) to obtain 1.804 g (yield 83.9%) of A1a yellow solid.

H−NMR(270Mhz、CDCI) 4.23,(2H,q,J=6.92Hz), 4.44(2H,q,J=6.92Hz), 1.31(3H,t,J=6.92Hz), 1.30(3H,t,J=6.92Hz).
13C−NMR(CDCl)155.06, 153.94, 149.52, 140.13, 139.56, 127.70, 105.18, 99.14, 40.91, 40.31, 13.21, 13.13
1 H-NMR (270 Mhz, CDCI 3 ) 4.23, (2H, q, J = 6.92 Hz), 4.44 (2H, q, J = 6.92 Hz), 1.31 (3H, t, J = 6.92 Hz), 1.30 (3H, t, J = 6.92 Hz).
13 C-NMR (CDCl 3 ) 155.06, 153.94, 149.52, 140.13, 139.56, 127.70, 105.18, 99.14, 40.91, 40.31, 13. 21, 13.13

A1bの合成
化合物AM4aの代わりに化合物AM4bを用いた以外は、化合物A1aと同様の方法で合成した。A1bの黄色色固体を収率65.1%で得た。
A1b was synthesized in the same manner as Compound A1a, except that Compound AM4b was used instead of Compound AM4a. A yellow solid of A1b was obtained with a yield of 65.1%.

A1cの合成
化合物AM4aの代わりに化合物AM4cを用いた以外は、化合物A1aと同様の方法で合成した。A1cの黄色色固体を収率58.3%%で得た。
Synthesis of A1c Synthesis was performed in the same manner as for compound A1a, except that compound AM4c was used instead of compound AM4a. A yellow solid of A1c was obtained with a yield of 58.3%.

ポリマーにおけるアクセプターユニットを構成するモノマーの合成経路の他の例は以下に示す通りである。
以下に、この方法に従ったモノマーの具体的な合成例を示す。
Other examples of the synthesis route of the monomer constituting the acceptor unit in the polymer are as follows.
Below, the specific synthesis example of the monomer according to this method is shown.

化合物AM6aの合成
3口フラスコに化合物(AM5、東京化成工業株式会社より購入)1.115gg(0.00648mol)を測りとり、温度計、N導入還流管及び滴下ロートを備え付け、回転子をいれ、窒素を流し窒素雰囲気にした後、無水トルエン15mlと無水DMF数滴を加えた。また、滴下ロートには、オギザイルクロライド3.356g(0.0261mol)を無水トルエン5mlに溶かし室温でゆっくりとに滴下し、ガスの発生が収まったのち、90℃で2時間反応させた。減圧下で、溶媒と過剰量のオギザイルクロライドを除去した。この残留物に1,2−ジエチルヒドラジン・2HCl(90wt%、1.135g(0,0642))とトルエン(5ml)を加え、アルゴン導入管つき還流管、滴下ロートを付けをアルゴン雰囲気としてのちトリエチルアミン1.447g(0.0143mol)をトルエン15mlに溶かし、滴下ロートに入れ、室温で滴下した。滴下後、溶媒還流温度で12時間反応させた。後反応混合物を氷水に注ぎ込み、トルエンで抽出した。 その有機層を無水硫酸マグネシウムで乾燥し、減圧下で溶媒を除いた。得た反応物をカラムクロマトグラフィー(シリカゲル;展開溶媒クロロホルム:酢酸エチル=2:1)で精製して化合物A5aのうすいピンクがかった白色固体0.808g(収率55.6%)を得た。
Synthesis of Compound AM6a Compound (AM5, purchased from Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) 1.115 gg (0.00648 mol) was measured in a three-necked flask, equipped with a thermometer, N 2 introduction reflux tube and dropping funnel, and put a rotor. Then, after flowing nitrogen to make a nitrogen atmosphere, 15 ml of anhydrous toluene and several drops of anhydrous DMF were added. Further, in the dropping funnel, 3.356 g (0.0261 mol) of ogisyl chloride was dissolved in 5 ml of anhydrous toluene and slowly dropped at room temperature, and after the generation of gas was stopped, the reaction was carried out at 90 ° C. for 2 hours. Under reduced pressure, the solvent and excess ogizayl chloride were removed. 1,2-Diethylhydrazine.2HCl (90 wt%, 1.135 g (0,0642)) and toluene (5 ml) were added to the residue, and a reflux tube with an argon introduction tube and a dropping funnel were attached to the residue, and then triethylamine was added. 1.447 g (0.0143 mol) was dissolved in 15 ml of toluene, placed in a dropping funnel and added dropwise at room temperature. After the dropwise addition, the reaction was allowed to proceed for 12 hours at the solvent reflux temperature. The post-reaction mixture was poured into ice water and extracted with toluene. The organic layer was dried over anhydrous magnesium sulfate and the solvent was removed under reduced pressure. The obtained reaction product was purified by column chromatography (silica gel; developing solvent chloroform: ethyl acetate = 2: 1) to obtain 0.808 g (yield 55.6%) of a pale pinkish white solid of Compound A5a.

H−NMR(270Mhz、CDCl)∂: 8.26 (2H,s), 4.15(4H,q,J=7.03Hz), 1,24(6H,t,J=6.09HZ).
13C−NMR(CD3Cl3)156.34, 131.42, 130.63, 39.75, 12.90
1 H-NMR (270 Mhz, CDCl 3 ): 8.26 (2H, s), 4.15 (4H, q, J = 7.03 Hz), 1,24 (6H, t, J = 6.09 HZ) .
13 C-NMR (CD3Cl3) 156.34, 131.42, 130.63, 39.75, 12.90

化合物AM6bの合成
1,2−ジエチルヒドラジン・2HClの代わりに、フェニルヒドラジンを用いた以外は、化合物AM6aと同様の方法で合成した。化合物AM6bの固体を収率39.5%で得た。
Synthesis of Compound AM6b The compound AM6b was synthesized in the same manner as Compound AM6a, except that phenylhydrazine was used instead of 1,2-diethylhydrazine · 2HCl. A solid of compound AM6b was obtained with a yield of 39.5%.

化合物AM6cの合成
1,2−ジエチルヒドラジン・2HClの代わりに、6−ブロモヘキシルヒドラジン塩酸塩を用いた以外は、化合物AM6aと同様の方法で合成した。化合物AM6cの固体を収率43.2%で得た。
Synthesis of Compound AM6c The compound AM6c was synthesized in the same manner as Compound AM6a, except that 6-bromohexylhydrazine hydrochloride was used instead of 1,2-diethylhydrazine · 2HCl. A solid of compound AM6c was obtained with a yield of 43.2%.

化合物AM7の合成
3口フラスコに化合物(AM6a)5.800g(0.0337mol)を測りとり、温度計、N2導入還流管及び滴下ロートを備え付け、回転子をいれ、窒素を流し窒素雰囲気にした後、氷酢酸58mlを加え攪拌する。そこに、滴下ロートより臭素10.5mlを室温でゆっくりとに滴下し、4日間室温で反応させたのち、約10%NaHSO水溶液を色が消えるまで加えた。濾過して沈殿を水で洗浄した。この沈殿物を80℃で3時間真空乾燥して化合物AM76.948g(63.6%)を得た。
13C−NMR(CDCl)162.71, 136.09, 115.28
Synthesis of Compound AM7 Measure 5.800 g (0.0337 mol) of Compound (AM6a) in a three-necked flask, and equip it with a thermometer, an N2 introduction reflux pipe and a dropping funnel. Add 58 ml of glacial acetic acid and stir. Thereto, 10.5 ml of bromine was slowly dropped from a dropping funnel at room temperature, and the mixture was allowed to react at room temperature for 4 days. Then, about 10% NaHSO 3 aqueous solution was added until the color disappeared. Filtered and washed the precipitate with water. This precipitate was vacuum-dried at 80 ° C. for 3 hours to obtain 76.948 g (63.6%) of Compound AM.
13 C-NMR (CDCl 3 ) 162.71, 136.09, 115.28

化合物A2aの合成
3口フラスコに化合物(AM5)3.308g(0.0100mol)を測りとり、温度計、N導入還流管及び滴下ロートを備え付け、回転子をいれ、窒素を流し窒素雰囲気にした後、無水トルエン30mlと無水DMF数滴を加えた。また、滴下ロートには、オギザイルクロライド10.309g(0.0809mol)を無水トルエン20mlに溶かし室温でゆっくりと滴下し、ガスの発生が収まったのち、90℃で2時間反応させた。減圧下で、溶媒と過剰量のオギザイルクロライドを除去した。この残留物に1,2−ジエチルヒドラジン・2HCl(90wt%、1.750g)とトルエン(20ml)を加え、アルゴン導入管つき還流管、滴下ロートを付けをアルゴン雰囲気としてのちトリエチルアミン2.230g(0.022mol)をトルエン20mlに溶かし、滴下ロートに入れ、室温で滴下した。滴下後、溶媒還流温度で12時間反応させた。後反応混合物を氷水に注ぎ込み、トルエンで抽出した。 その有機層を無水硫酸マグネシウムで乾燥し、減圧下で溶媒を除いた。得た反応物をカラムクロマトグラフィー(シリカゲル;展開溶媒クロロホルム:酢酸エチル=2:1)で精製して化合物A2aのうす黄色がかった白色固体3.000g(収率78.3%%)を得た。
Synthesis of Compound A2a 3.308 g (0.0100 mol) of Compound (AM5) was measured in a three-necked flask, equipped with a thermometer, an N 2 introduction reflux tube and a dropping funnel, and a rotator was added to flow nitrogen and create a nitrogen atmosphere Thereafter, 30 ml of anhydrous toluene and a few drops of anhydrous DMF were added. Further, in the dropping funnel, 10.309 g (0.0809 mol) of ogisyl chloride was dissolved in 20 ml of anhydrous toluene and slowly dropped at room temperature, and after the generation of gas was stopped, the reaction was carried out at 90 ° C. for 2 hours. Under reduced pressure, the solvent and excess ogizayl chloride were removed. To this residue, 1,2-diethylhydrazine · 2HCl (90 wt%, 1.750 g) and toluene (20 ml) were added, and a reflux tube with an argon inlet tube and a dropping funnel were attached to the residue. 0.022 mol) was dissolved in 20 ml of toluene, placed in a dropping funnel and added dropwise at room temperature. After the dropwise addition, the reaction was allowed to proceed for 12 hours at the solvent reflux temperature. The post-reaction mixture was poured into ice water and extracted with toluene. The organic layer was dried over anhydrous magnesium sulfate and the solvent was removed under reduced pressure. The obtained reaction product was purified by column chromatography (silica gel; developing solvent chloroform: ethyl acetate = 2: 1) to obtain 3.000 g (yield 78.3%) of a light yellowish white solid of Compound A2a. .

H−NMR(270Mhz、CDCl)∂: 4.08(4H,q,J=7.14Hz), 1,23(6H,t,J=6.09HZ).
13C−NMR(CDCl)154.98、127.81、118.25、39.9、12.80
1 H-NMR (270 Mhz, CDCl 3 ) ∂: 4.08 (4H, q, J = 7.14 Hz), 1,23 (6H, t, J = 6.09 HZ).
13 C-NMR (CDCl 3 ) 154.98, 127.81, 118.25, 39.9, 12.80

化合物A2bの合成
2−ジエチルヒドラジン・2HClの代わりに、フェニルヒドラジンを用いた以外は、化合物A2aと同様の方法で合成した。化合物A2bの固体を収率39.5%で得た。
Synthesis of Compound A2b The compound A2b was synthesized in the same manner as Compound A2a, except that phenylhydrazine was used instead of 2-diethylhydrazine · 2HCl. A solid of compound A2b was obtained with a yield of 39.5%.

化合物AM6cの合成
1,2−ジエチルヒドラジン・2HClの代わりに、6−ブロモヘキシルヒドラジン塩酸塩を用いた以外は、化合物A2aと同様の方法で合成した。化合物A2cの固体を収率43.2%で得た。
Synthesis of Compound AM6c The compound AM6c was synthesized in the same manner as Compound A2a except that 6- bromohexylhydrazine hydrochloride was used instead of 1,2-diethylhydrazine · 2HCl. A solid of compound A2c was obtained with a yield of 43.2%.

ポリマーにおけるドナーユニットを構成するモノマーは、文献に従って合成した。
まずモノマーMD1は、Jiuanhui Hou et al. Macromolecules, 2008, Vol.41,6012に従って、モノマーMD2は、Yongye Liangら J.Am.Chem.Soc. 2009 Vol.131, No.22, 7792−7799に従い合成した。
The monomer constituting the donor unit in the polymer was synthesized according to the literature.
First, monomer MD1 was prepared according to Jiuanhui Hou et al. Macromolecules, 2008, Vol. 41, 6012, monomer MD2 was prepared according to the method of Yongye Liang et al. Am. Chem. Soc. 2009 Vol. 131, no. 22, 7792-7799.

なお、モノマーのMD3は、1−meterial社より購入して使用した。
The monomer MD3 was purchased from 1-meter and used.

ポリマー(P1)を以下の方法で合成した。
The polymer (P1) was synthesized by the following method.

窒素雰囲気下で、3方コックをつけた3つ口フラスコにジスタニル置換モノマーMD1(0.633g、0.701mmol)、ジブロモ置換モノマー(0.307g、0.701mmol)と0.040gのテトラキス(トリフエニルフォスフィン)パラジウム(触媒)を測り取った。3つ口フラスコ内に3方コックを通じてアルゴンを流しながら、アルゴン導入管を付けた還流管を3つ口フラスコに装着した。続いて、滴下ロートをフラスコ内に空気が入らないように備え付けた。なお、窒素雰囲気下またはアルゴン雰囲気下で操作を行ったのは、フラスコ内に空気が混入すると酸素で触媒が失活するためである。但し、上記のアルゴン導入管は、真空ラインに接続し、アルゴン雰囲気と真空が切り替えられるようにした。   Under a nitrogen atmosphere, a three-necked flask equipped with a three-way cock was charged with distanyl-substituted monomer MD1 (0.633 g, 0.701 mmol), dibromo-substituted monomer (0.307 g, 0.701 mmol) and 0.040 g of tetrakis (triflic). Enylphosphine) palladium (catalyst) was measured. While flowing argon through the three-way cock into the three-necked flask, a reflux tube equipped with an argon inlet tube was attached to the three-necked flask. Then, the dropping funnel was equipped so that air might not enter into the flask. The reason why the operation was performed in a nitrogen atmosphere or an argon atmosphere is that the catalyst was deactivated by oxygen when air was mixed in the flask. However, the argon inlet tube was connected to a vacuum line so that the argon atmosphere and the vacuum could be switched.

次に、3方コックを閉め、フラスコの中を真空にして、再びアルゴンを導入する。この操作を3回繰り返し行った。   Next, the three-way cock is closed, the inside of the flask is evacuated, and argon is introduced again. This operation was repeated three times.

フラスコ内にアルゴンを流しながら、脱気した無水トルエン16mlと無水DMF4mlをこのフラスコにつけてある3方コックから注射器により導入して原料を溶解させた後、この3つ口フラスコをオイルバスで加熱し、還流温度で12時間反応させ、室温に冷却した。   While flowing argon into the flask, 16 ml of deaerated anhydrous toluene and 4 ml of anhydrous DMF were introduced from a three-way cock attached to the flask with a syringe to dissolve the raw material, and then the three-necked flask was heated in an oil bath. The mixture was reacted at reflux temperature for 12 hours and cooled to room temperature.

窒素雰囲気下で末端キャッピング剤としてトリメチルフエニルスズ0.064gを測り取り、脱気した無水トルエン4mlに溶解し、注射器によりフラスコ内に導入してから加熱還流を2時間行った。室温に冷却後、さらに、もうひとつの末端キャッピング剤として窒素下でブロモベンゼン0.061gを測り取り、脱気した無水トルエン4mlに溶解し、注射器によりフラスコ内に導入してから、加熱還流を2時間行った。室温に冷却後、この反応液を、メタノール500ml中に撹拌しながら滴下して、ポリマーを沈殿させた。この沈殿をガラスルフィルターでろ過したのち、クロロホルムに溶解させて、セライトカラムで触媒を除いた。エバポレーターで溶媒を濃縮したのち、メタノールを加え、良く撹拌した後、ガラスフィルターを用いて、ろ過し、固体を得た。この固体を80℃で4時間真空乾燥して光沢のあるポリマーを得た。   Under nitrogen atmosphere, 0.064 g of trimethylphenyltin was measured as an end-capping agent, dissolved in 4 ml of degassed anhydrous toluene, introduced into the flask with a syringe, and then heated to reflux for 2 hours. After cooling to room temperature, 0.061 g of bromobenzene was measured under nitrogen as another end-capping agent, dissolved in 4 ml of degassed anhydrous toluene, introduced into the flask with a syringe, and heated to reflux. Went for hours. After cooling to room temperature, the reaction solution was added dropwise to 500 ml of methanol with stirring to precipitate a polymer. The precipitate was filtered through a glass filter, dissolved in chloroform, and the catalyst was removed with a celite column. After concentrating the solvent with an evaporator, methanol was added and stirred well, followed by filtration using a glass filter to obtain a solid. This solid was vacuum-dried at 80 ° C. for 4 hours to obtain a glossy polymer.

ソックスレー抽出器を用いて、酢酸エチル、ヘキサン、トルエンの順で精製を行なった。以後、トルエン抽出成分(収率92.6%)を使用して評価をした。   Purification was performed in the order of ethyl acetate, hexane, and toluene using a Soxhlet extractor. Thereafter, evaluation was performed using a toluene extract component (yield 92.6%).

H−NMR(270Mhz、CDCl)∂:7.9〜6.85(m)、4.55〜4.17(broad)、3.4〜2.75(Broad)、1.87〜0.6(m)。 1 H-NMR (270 Mhz, CDCl 3 ) ∂: 7.9 to 6.85 (m), 4.55 to 4.17 (road), 3.4 to 2.75 (Broad), 1.87 to 0 .6 (m).

NMRスペクトルには、∂6.35〜7.9ppmにベンゾジチオフェン環と側鎖のチオフェン環の芳香族プロトンのピークが見られ、4.55〜4.17(broad)にNに結合したCHに相当するピーク、3.4〜2.75pmに側鎖のチオフェン環結合したCHに相当するピークがみられ、0.6〜1.87ppmかけてアルキル基に相当するピークがすべて観測されており、目的のポリマーであることを確認した。 In the NMR spectrum, peaks of aromatic protons of the benzodithiophene ring and the side chain thiophene ring were observed at ∂ 6.35 to 7.9 ppm, and CH bonded to N at 4.55 to 4.17 (broad). 2 corresponds to a peak corresponding to CH 2 having a side chain thiophene ring bond at 3.4 to 2.75 pm, and all peaks corresponding to an alkyl group are observed at 0.6 to 1.87 ppm. It was confirmed that it was the target polymer.

GPC(HPCL:株式会社島津製作所製CBM20、カラム:昭和電工株式会社製Sodex(登録商標)K−504)によりポリスチレン換算重量平均分子量を測定したところ、38000であった。また、Mw/Mn=2.5であった。   When the weight average molecular weight in terms of polystyrene was measured by GPC (HPCL: CBM20 manufactured by Shimadzu Corporation, column: Sodex (registered trademark) K-504 manufactured by Showa Denko KK), it was 38000. Moreover, it was Mw / Mn = 2.5.

UV−vis吸収スペクトル(株式会社島津製作所製A2000)を測定したところ、クロロホルム溶液で最大吸収ピーク(λmax)が560nmであった。 When the UV-vis absorption spectrum (A2000 manufactured by Shimadzu Corporation) was measured, the maximum absorption peak (λ max ) was 560 nm in the chloroform solution.

ポリマー(P2)を以下の方法で合成した。
The polymer (P2) was synthesized by the following method.

ジ(トリアルキルスタニル)置換モノマーMD1の代わりにMD2を用いること以外は、実施例1と同様におこなった。光沢ある固体のポリマーを得た。トルエン抽出物の収率は84%であった。   The same procedure as in Example 1 was performed except that MD2 was used instead of the di (trialkylstannyl) -substituted monomer MD1. A glossy solid polymer was obtained. The yield of toluene extract was 84%.

H−NMR(270Mhz、CDCl)∂:8.0〜6.8(m)、4.55〜3.9(broad)、1.9〜0.6(m)。 1 H-NMR (270 Mhz, CDCl 3 ): 8.0-6.8 (m), 4.55-3.9 (road), 1.9-0.6 (m).

NMRスペクトルには、∂6.8〜8.0ppmにベンゾジチオフェン環と側鎖のチオフェン環の芳香族プロトンのピークが見られ、4.55〜3.9(broad)にN及びOに結合したCHピークに相当するピークが、0.6〜1.9ppmかけてアルキル基に相当するピークがすべて観測されており、目的のポリマーであることを確認した。 In the NMR spectrum, peaks of aromatic protons of the benzodithiophene ring and the side chain thiophene ring are observed at 6.8 to 8.0 ppm, and bonded to N and O at 4.55 to 3.9 (broad). All peaks corresponding to alkyl groups were observed over 0.6 to 1.9 ppm of the peak corresponding to the CH 2 peak, confirming that it was the target polymer.

GPCによりポリスチレン換算重量平均分子量を測定したところ、24000であった。また、Mw/Mn=2.8であった。   When the weight average molecular weight in terms of polystyrene was measured by GPC, it was 24,000. Moreover, it was Mw / Mn = 2.8.

UV−vis吸収スペクトルを測定したところ、クロロホルム溶液で最大吸収ピークが554nmであった。   When the UV-vis absorption spectrum was measured, the maximum absorption peak in a chloroform solution was 554 nm.

ポリマー(P3)を以下の方法で合成した。
ジ(トリアルキルスタニル)置換モノマーMD1の代わりにMD3を用いること以外は、実施例1と同様におこなって、光沢ある固体のポリマーを得た。トルエン抽出物の収率は84%であった。
H−NMR(270Mhz、CDCl)∂:8.0〜6.8(m)、4.55〜4.15(broad)、1.9〜0.6(m)。
The polymer (P3) was synthesized by the following method.
A glossy solid polymer was obtained in the same manner as in Example 1 except that MD3 was used instead of the di (trialkylstannyl) -substituted monomer MD1. The yield of toluene extract was 84%.
1 H-NMR (270 Mhz, CDCl 3 ): 8.0 to 6.8 (m), 4.55 to 4.15 (road), 1.9 to 0.6 (m).

NMRスペクトルには、∂6.8〜8.0ppmにベンゾジチオフェン環と側鎖のチオフェン環の芳香族プロトンのピークが見られ、4.55〜4.15(broad) にNに結合したCHに相当するピーク、3.6〜2.75pm0.6〜1.9ppmかけてアルキル基に相当するピークがすべて観測されており、目的のポリマーであることを確認した。 In the NMR spectrum, peaks of aromatic protons of benzodithiophene ring and side chain thiophene ring are observed at 6.8 to 8.0 ppm, and CH bonded to N at 4.55 to 4.15 (broad). All peaks corresponding to alkyl groups were observed over peaks corresponding to 2 and 3.6 to 2.75 pm 0.6 to 1.9 ppm, confirming that the polymer was the target polymer.

GPCによりポリスチレン換算重量平均分子量を測定したところ、22000であった。また、Mw/Mn=2.8であった。   It was 22000 when the polystyrene conversion weight average molecular weight was measured by GPC. Moreover, it was Mw / Mn = 2.8.

UV−vis吸収スペクトルを測定したところ、クロロホルム溶液で最大吸収ピークが581nmであった。   When the UV-vis absorption spectrum was measured, the maximum absorption peak in the chloroform solution was 581 nm.

ポリマー(P4)を以下の方法で合成した。
ジブロモ置換モノマーA1aの代わりにジブロモ置換モノマーA1bを用いること以外は、実施例3と同様におこなって、光沢ある固体のポリマーを得た。トルエン抽出物の収率は56%であった。
NMR(JEOL社製JNM−GSX270、H−NMR、270Mhz、CDCl)∂:7.8〜6.9(broad)、3.9−3.5(broad)、3.2〜2.6(broad)、2.1〜0.6(m)。
Polymer (P4) was synthesized by the following method.
A glossy solid polymer was obtained in the same manner as in Example 3 except that dibromo-substituted monomer A1b was used instead of dibromo-substituted monomer A1a. The yield of toluene extract was 56%.
NMR (JNM-GSX270 manufactured by JEOL, 1 H-NMR, 270 Mhz, CDCl 3 ) ∂: 7.8 to 6.9 (road), 3.9 to 3.5 (road), 3.2 to 2.6 (Broad), 2.1-0.6 (m).

NMRスペクトルには、∂7.8〜6.9ppmチオフェン環及びフェニル基の芳香族プロトンのピークが見られ、0.6〜2.1ppmかけてアルキル基に相当するピークがすべてブロードピークとして観測されており、目的のポリマーであることを確認した。   In the NMR spectrum, a peak of ∂-7.8 to 6.9 ppm thiophene ring and an aromatic proton of a phenyl group is seen, and all peaks corresponding to alkyl groups are observed as broad peaks over 0.6 to 2.1 ppm. It was confirmed that it was the target polymer.

GPCによりポリスチレン換算重量平均分子量を測定したところ、21000であった。また、Mw/Mn=2.7であった。   When the weight average molecular weight in terms of polystyrene was measured by GPC, it was 21,000. Moreover, it was Mw / Mn = 2.7.

UV−vis吸収スペクトルを測定したところ、クロロホルム溶液で吸収ピークが587nmであった。   When the UV-vis absorption spectrum was measured, the absorption peak in the chloroform solution was 587 nm.

ポリマー(P5)を以下の方法で合成した。
The polymer (P5) was synthesized by the following method.

ジブロモ置換モノマーA1aの代わりにジブロモ置換モノマーA1cを用いること以外は、実施例1と同様におこなって、光沢ある固体のポリマーを得た。トルエン抽出物の収率は75%であった。
H−NMR(270Mhz、CDCl)∂:8.2〜6.35(broad)、4.5〜4.15(broad)、3.9−3.5(broad)、3.2〜2.6(broad)、2.3〜0.6(m)。
A glossy solid polymer was obtained in the same manner as in Example 1 except that the dibromo-substituted monomer A1c was used instead of the dibromo-substituted monomer A1a. The yield of toluene extract was 75%.
1 H-NMR (270 Mhz, CDCl 3 ) ∂: 8.2 to 6.35 (road), 4.5 to 4.15 (road), 3.9 to 3.5 (road), 3.2 to 2 .6 (broad), 2.3-0.6 (m).

NMRスペクトルには、∂6.35〜8.2ppmにベンゾジチオフェン環と側鎖のチオフェン環の芳香族プロトンのピークが見られ、4.5〜4.15にNに結合したCHに相当するピーク、3.5〜4.0pmにBrに結合したCHに相当するピーク、3.2〜2.6(broad)に側鎖のチオフェン環結合したCHに相当するピークが、0.6〜2.3ppmかけてアルキル基に相当するピークがすべてブロードピークとして観測されており、目的のポリマーであることを確認した。 In the NMR spectrum, peaks of aromatic protons of the benzodithiophene ring and the side chain thiophene ring are seen at 6.35 to 8.2 ppm, corresponding to CH 2 bonded to N at 4.5 to 4.15. peak corresponding peaks, peaks corresponding to CH 2 bound to Br to 3.5~4.0Pm, the CH 2 was thiophene ring binding side chain 3.2 to 2.6 (broad) that is, zero. All peaks corresponding to alkyl groups were observed over 6 to 2.3 ppm as broad peaks, confirming that it was the target polymer.

GPCによりポリスチレン換算重量平均分子量を測定したところ、19500であった。また、Mw/Mn=2.8であった。   It was 19500 when the polystyrene equivalent weight average molecular weight was measured by GPC. Moreover, it was Mw / Mn = 2.8.

UV−vis吸収スペクトルを測定したところ、クロロホルム溶液で最大吸収ピークが545nmであった。   When the UV-vis absorption spectrum was measured, the maximum absorption peak in the chloroform solution was 545 nm.

ポリマー(P6)を以下の方法で合成した。
Polymer (P6) was synthesized by the following method.

ジブロモ置換モノマーA1aの代わりにジブロモ置換モノマーA2aを用いること以外は、実施例1と同様におこなって、光沢ある固体のポリマーを得た。ソックスレー抽出器で、酢酸エチル、ヘキサン、トルエン、o−ジクロロベンゼンの順で精製を行なった。以後、トルエンとジクロロベンゼンの抽出成分(収率76%)を評価に使用した。
NMR(JEOL社製JNM−GSX270、H−NMR、270Mhz、CDCl)∂:7.9〜6.85(m)、4.3〜3.9(broad)、3.4〜2.75(Broad)、1.87〜0.6(m)。
A glossy solid polymer was obtained in the same manner as in Example 1 except that dibromo-substituted monomer A2a was used instead of dibromo-substituted monomer A1a. In a Soxhlet extractor, purification was performed in the order of ethyl acetate, hexane, toluene, and o-dichlorobenzene. Thereafter, extracted components of toluene and dichlorobenzene (yield 76%) were used for evaluation.
NMR (JNM-GSX270 manufactured by JEOL, 1 H-NMR, 270 Mhz, CDCl 3 ) ∂: 7.9 to 6.85 (m), 4.3 to 3.9 (broad), 3.4 to 2.75 (Broad), 1.87-0.6 (m).

NMRスペクトルには、∂6.35〜7.9ppmにベンゾジチオフェン環と側鎖のチオフェン環の芳香族プロトンのピークが見られ、4.3〜3.9(broad)にNに結合したCHピーク、3.4〜2.75pmに側鎖のチオフェン環結合したCHに相当するピークがみられ、0.6〜1.87ppmかけてアルキル基に相当するピークがすべて観測されており、目的のポリマーであることを確認した。 In the NMR spectrum, aromatic proton peaks of benzodithiophene ring and side chain thiophene ring are observed at ∂6.35 to 7.9 ppm, and CH bonded to N at 4.3 to 3.9 (broad). 2 peaks, peaks corresponding to CH 2 bonded with a side chain thiophene ring at 3.4 to 2.75 pm, and peaks corresponding to alkyl groups were observed over 0.6 to 1.87 ppm, It was confirmed that the target polymer.

GPCによりポリスチレン換算重量平均分子量を測定したところ、36000であった。また、Mw/Mn=2.5であった。   When the weight average molecular weight in terms of polystyrene was measured by GPC, it was 36000. Moreover, it was Mw / Mn = 2.5.

UV−vis吸収スペクトルを測定したところ、クロロホルム溶液で最大吸収ピークが515nmであった。   When the UV-vis absorption spectrum was measured, the maximum absorption peak in the chloroform solution was 515 nm.

ポリマー(P7)を以下の方法で合成した。
The polymer (P7) was synthesized by the following method.

ジ(トリアルキルスタニル)置換モノマーMD1の代わりにMD2を用いること以外は、実施例6と同様におこなって、光沢ある固体のポリマーを得た。トルエン抽出物の収率は81%であった。以後、トルエン抽出成分を評価に使用した。   A glossy solid polymer was obtained in the same manner as in Example 6 except that MD2 was used instead of the di (trialkylstannyl) -substituted monomer MD1. The yield of toluene extract was 81%. Thereafter, toluene extracted components were used for evaluation.

H−NMR(270Mhz、CDCl)∂:8.0〜6.8(m)、4.3〜3.8(broad)、1.9〜0.6(m)。 1 H-NMR (270 Mhz, CDCl 3 ): 8.0 to 6.8 (m), 4.3 to 3.8 (road), 1.9 to 0.6 (m).

NMRスペクトルには、∂6.8〜8.0ppmにベンゾジチオフェン環と側鎖のチオフェン環の芳香族プロトンのピークが見られ、4.3〜3.8(broad) にN及びOに結合したCHピーク、0.6〜1.9ppmかけてアルキル基に相当するピークがすべて観測されており、目的のポリマーであることを確認した。 In the NMR spectrum, peaks of aromatic protons in the benzodithiophene ring and the side chain thiophene ring are observed at 6.8 to 8.0 ppm, and bonded to N and O at 4.3 to 3.8 (road). All the peaks corresponding to alkyl groups were observed over the CH 2 peak of 0.6 to 1.9 ppm, confirming that the polymer was the target polymer.

GPCによりポリスチレン換算重量平均分子量を測定したところ、22000であった。また、Mw/Mn=2.7であった。   It was 22000 when the polystyrene conversion weight average molecular weight was measured by GPC. Moreover, it was Mw / Mn = 2.7.

UV−vis吸収スペクトルを測定したところ、クロロホルム溶液で最大吸収ピークが503nmであった。   When the UV-vis absorption spectrum was measured, the maximum absorption peak in the chloroform solution was 503 nm.

ポリマー(P8)を以下の方法で合成した。
The polymer (P8) was synthesized by the following method.

ジ(トリアルキルスタニル)置換モノマーMD1の代わりにMD3を用いること以外は、実施例6と同様におこなって光沢ある固体のポリマーを得た。トルエン抽出物の収率は46%であった。以後、トルエン抽出成分を評価に使用した。   A glossy solid polymer was obtained in the same manner as in Example 6 except that MD3 was used in place of the di (trialkylstannyl) -substituted monomer MD1. The yield of toluene extract was 46%. Thereafter, toluene extracted components were used for evaluation.

H−NMR(270Mhz、CDCl)∂:8.0〜6.8(m)、4.2〜3.9(broad)、3.5〜2.75(Broad)、1.9〜0.6(m)。 1 H-NMR (270 Mhz, CDCl 3 ) ∂: 8.0 to 6.8 (m), 4.2 to 3.9 (road), 3.5 to 2.75 (Broad), 1.9 to 0 .6 (m).

NMRスペクトルには、∂6.8〜8.0ppmにベンゾジチオフェン環と側鎖のチオフェン環の芳香族プロトンのピークが見られ、4.55〜3.9(broad)にNに結合したCHピーク、3.6〜2.75pmに側鎖のチオフェン環結合したCHに相当するピークが、0.6〜1.9ppmかけてアルキル基に相当するピークがすべて観測されており、目的のポリマーであることを確認した。 In the NMR spectrum, aromatic proton peaks of benzodithiophene ring and side chain thiophene ring are observed at 6.8 to 8.0 ppm, and CH bonded to N at 4.55 to 3.9 (broad). 2 peaks, peaks corresponding to CH 2 having a side chain thiophene ring bond at 3.6 to 2.75 pm, and peaks corresponding to alkyl groups were observed over 0.6 to 1.9 ppm. The polymer was confirmed.

GPCによりポリスチレン換算重量平均分子量を測定したところ、24000であった。また、Mw/Mn=2.8であった。   When the weight average molecular weight in terms of polystyrene was measured by GPC, it was 24,000. Moreover, it was Mw / Mn = 2.8.

UV−vis吸収スペクトルを測定したところ、クロロホルム溶液で最大吸収ピークが548nmであった。   When the UV-vis absorption spectrum was measured, the maximum absorption peak in the chloroform solution was 548 nm.

ポリマー(P9)を以下の方法で合成した。
The polymer (P9) was synthesized by the following method.

ジブロモ置換モノマーA2aの代わりにジブロモ置換モノマーA2bを用いること以外は、実施例8と同様におこなって光沢ある固体のポリマーを得た。トルエン抽出物の収率は48%であった。   A glossy solid polymer was obtained in the same manner as in Example 8 except that dibromo-substituted monomer A2b was used instead of dibromo-substituted monomer A2a. The yield of toluene extract was 48%.

H−NMR(270Mhz、CDCl)∂:7.8〜6.9(broad)、2.1〜0.6(m)。 1 H-NMR (270 Mhz, CDCl 3 ) ∂: 7.8 to 6.9 (road), 2.1 to 0.6 (m).

NMRスペクトルには、∂7.8〜6.9ppmチオフェン環及びフェニル基の芳香族プロトンのピークが見られ、0.6〜2.1ppmかけてアルキル基に相当するピークがすべてブロードピークとして観測されており、目的のポリマーであることを確認した。   In the NMR spectrum, a peak of ∂-7.8 to 6.9 ppm thiophene ring and an aromatic proton of a phenyl group is seen, and all peaks corresponding to alkyl groups are observed as broad peaks over 0.6 to 2.1 ppm. It was confirmed that it was the target polymer.

GPCによりポリスチレン換算重量平均分子量を測定したところ、23000であった。また、Mw/Mn=2.9であった。   When the weight average molecular weight in terms of polystyrene was measured by GPC, it was 23,000. Moreover, it was Mw / Mn = 2.9.

UV−vis吸収スペクトルを測定したところ、クロロホルム溶液で最大吸収ピークが551nmであった。   When the UV-vis absorption spectrum was measured, the maximum absorption peak in the chloroform solution was 551 nm.

ポリマー(P10)を以下の方法で合成した。
A polymer (P10) was synthesized by the following method.

ジブロモ置換モノマーA1aの代わりにジブロモ置換モノマーA1cを用いること以外は、実施例8と同様におこなって、光沢ある固体のポリマーを得た。トルエン抽出物の収率は37%であった。   A glossy solid polymer was obtained in the same manner as in Example 8 except that dibromo-substituted monomer A1c was used instead of dibromo-substituted monomer A1a. The yield of toluene extract was 37%.

H−NMR(270Mhz、CDCl)∂:8.2〜6.35(broad)、4.5〜4.15(broad)、4.2−3.5(broad)、3.2〜2.6(broad)、2.3〜0.6(m)。 1 H-NMR (270 Mhz, CDCl 3 ) ∂: 8.2-6.35 (road), 4.5-4.15 (road), 4.2-3.5 (road), 3.2-2 .6 (broad), 2.3-0.6 (m).

NMRスペクトルには、∂6.35〜8.2ppmにベンゾジチオフェン環と側鎖のチオフェン環の芳香族プロトンのピークが見られ、4.3〜3.5pmにN及びBrに結合したCHに相当するピーク、0.6〜2.3ppmかけてアルキル基に相当するピークがすべてブロードピークとして観測されており、目的のポリマーであることを確認した。 In the NMR spectrum, peaks of aromatic protons of benzodithiophene ring and side chain thiophene ring are observed at 6.35 to 8.2 ppm, and CH 2 bonded to N and Br at 4.3 to 3.5 pm. All peaks corresponding to alkyl groups and 0.6 to 2.3 ppm corresponding to alkyl groups were observed as broad peaks, confirming that it was the target polymer.

GPCによりポリスチレン換算重量平均分子量を測定したところ、18500であった。また、Mw/Mn=2.1であった。   It was 18500 when the polystyrene conversion weight average molecular weight was measured by GPC. Moreover, it was Mw / Mn = 2.1.

UV−vis吸収スペクトルを測定したところ、クロロホルム溶液で最大吸収ピークが545nmであった。   When the UV-vis absorption spectrum was measured, the maximum absorption peak in the chloroform solution was 545 nm.

ポリマー(P11)を以下の方法で合成した。
The polymer (P11) was synthesized by the following method.

ジブロモ置換モノマーA1aの代わりにジブロモ置換モノマーA1aとA1c(モル比 A1a:A1c=9:1)を用いること以外は、実施例2と同様におこなって、光沢ある固体のポリマーを得た。トルエン抽出物の収率は75%であった。   A glossy solid polymer was obtained in the same manner as in Example 2 except that dibromo-substituted monomer A1a and A1c (molar ratio A1a: A1c = 9: 1) were used instead of dibromo-substituted monomer A1a. The yield of toluene extract was 75%.

H−NMR(270Mhz、CDCl)∂:8.2〜6.35(broad)、4.5〜4.15(broad)、3.9〜3.5(broad)、3.2〜2.6(broad)、2.3〜0.6(m)。 1 H-NMR (270 Mhz, CDCl 3 ) ∂: 8.2 to 6.35 (road), 4.5 to 4.15 (road), 3.9 to 3.5 (road), 3.2 to 2 .6 (broad), 2.3-0.6 (m).

NMRスペクトルには、∂6.35〜8.2ppmにベンゾジチオフェン環と側鎖のチオフェン環の芳香族プロトンのピークが見られ、4.5〜4.15にNに結合したピーク、4.5〜3.5pmにN及びBrに結合したCHに相当するピーク、3.2〜2.6(broad)に側鎖のチオフェン環結合したCHに相当するピークが、0.6〜2.3ppmかけてアルキル基に相当するピークがすべてブロードピークとして観測されており、目的のポリマーであることを確認した。 In the NMR spectrum, peaks of aromatic protons of the benzodithiophene ring and the side chain thiophene ring were observed at 6.35 to 8.2 ppm, and a peak bonded to N at 4.5 to 4.15. A peak corresponding to CH 2 bonded to N and Br at 5 to 3.5 pm, and a peak corresponding to CH 2 bonded to a thiophene ring of a side chain at 3.2 to 2.6 (broad) is 0.6 to 2 All peaks corresponding to alkyl groups over 3 ppm were observed as broad peaks, confirming that it was the target polymer.

GPCによりポリスチレン換算重量平均分子量を測定したところ、19000であった。また、Mw/Mn=2.5であった。   When the weight average molecular weight in terms of polystyrene was measured by GPC, it was 19000. Moreover, it was Mw / Mn = 2.5.

UV−vis吸収スペクトルを測定したところ、クロロホルム溶液で最大吸収ピークが504nmであった。   When the UV-vis absorption spectrum was measured, the maximum absorption peak in the chloroform solution was 504 nm.

ポリマー(P12)を以下の方法で合成した。
The polymer (P12) was synthesized by the following method.

ジブロモ置換モノマーA2aの代わりにジブロモ置換モノマーA2aとA2c(モル比 A2a:A2c=9:1)を用いること以外は、実施例8と同様におこなった。   The same procedure as in Example 8 was performed except that dibromo-substituted monomers A2a and A2c (molar ratio A2a: A2c = 9: 1) were used instead of dibromo-substituted monomer A2a.

H−NMR(270Mhz、CDCl)∂:8.2〜6.35(broad)、4.5〜4.15(broad)、4.2−3.5(broad)、3.2〜2.6(broad)、2.3〜0.6(m)。 1 H-NMR (270 Mhz, CDCl 3 ) ∂: 8.2-6.35 (road), 4.5-4.15 (road), 4.2-3.5 (road), 3.2-2 .6 (broad), 2.3-0.6 (m).

NMRスペクトルには、∂6.35〜8.2ppmにベンゾジチオフェン環と側鎖のチオフェン環の芳香族プロトンのピークが見られ、4.3〜3.にNに結合したCHに相当するピーク、4.2〜3.5pmにN及びBrに結合したCHに相当するピーク、0.6〜2.3ppmかけてアルキル基に相当するピークがすべてブロードピークとして観測されており、目的のポリマーであることを確認した。 In the NMR spectrum, peaks of aromatic protons of the benzodithiophene ring and the side chain thiophene ring are observed at 6.35 to 8.2 ppm. Peaks corresponding to CH 2 bound to N, a peak corresponding to the CH 2 bonded to N and Br in 4.2~3.5Pm, the peak corresponding to the alkyl group over 0.6~2.3ppm all It was observed as a broad peak, confirming that it was the target polymer.

有機薄膜太陽電池素子の作製
<活性層塗布液S0の作製>
p型半導体材料であるポリマーP1〜P12について、n型半導体材料である[70]PCBMとを重量比が1:2となるように混合し、混合物が2.0重量%の濃度となるように窒素雰囲気中でクロロベンゼンに溶解させた。また、溶液全体の3重量%の割合となるように1,8−ジヨードオクタンを添加し、ホットスターラーを用いて120℃の温度にて1時間攪拌混合した。攪拌混合後の溶液を室温に冷却後、0.20μmのポリテトラフルオロエチレン(PTFE)フィルターで濾過することにより、それぞれのポリマーの活性層塗布液を得た。
Preparation of organic thin film solar cell element < Preparation of active layer coating solution S0>
The polymers P1 to P12 which are p-type semiconductor materials are mixed with [70] PCBM which is an n-type semiconductor material so that the weight ratio is 1: 2, so that the mixture has a concentration of 2.0% by weight. It was dissolved in chlorobenzene in a nitrogen atmosphere. Moreover, 1,8-diiodooctane was added so that it might become the ratio of 3 weight% of the whole solution, and it stirred and mixed at the temperature of 120 degreeC using the hot stirrer for 1 hour. The solution after stirring and mixing was cooled to room temperature, and then filtered through a 0.20 μm polytetrafluoroethylene (PTFE) filter to obtain an active layer coating solution for each polymer.

<太陽電池素子の作製>
インジウム・スズ酸化物(ITO)透明導電膜がパターニングされたガラス基板を、界面活性剤による超音波洗浄、超純水による水洗、超純水による超音波洗浄の順で洗浄後、窒素ブローで乾燥させ、120℃で大気中5分間加熱乾燥した。最後に、基板に対して紫外線オゾン洗浄を行った。この基板上に、電子取り出し層として酸化亜鉛の前駆体であるジエチル亜鉛のジエトキシエタン2%溶液(昭和電工株式会社製)を窒素雰囲気でスピンコートにより塗布し、塗布後の基板を150℃のホットプレート上で10分間、大気中で加熱した。電子取り出し層の膜厚は約20nmであった。
<Production of solar cell element>
A glass substrate patterned with an indium tin oxide (ITO) transparent conductive film is cleaned in the order of ultrasonic cleaning with a surfactant, water with ultrapure water, and ultrasonic cleaning with ultrapure water, and then dried with nitrogen blow. And dried by heating at 120 ° C. in the air for 5 minutes. Finally, ultraviolet ozone cleaning was performed on the substrate. On this substrate, a 2% solution of diethylzinc diethoxyethane (made by Showa Denko Co., Ltd.), which is a precursor of zinc oxide, was applied as an electron extraction layer by spin coating in a nitrogen atmosphere. Heated in air for 10 minutes on a hot plate. The film thickness of the electron extraction layer was about 20 nm.

電子取り出し層を成膜した基板に、窒素雰囲気下でそれぞれのポリマーの活性層塗布液を600rpmの速度にてスピンコートすることにより、約90nmの厚みの活性層を形成した。その後、正孔取り出し層として平均膜厚2nmの酸化バナジウムを、更に電極層として100nmの膜厚の銀を、抵抗加熱型真空蒸着法により順次成膜させた。こうして、1cm角の太陽電池素子を作製した。   An active layer having a thickness of about 90 nm was formed on the substrate on which the electron extraction layer was formed by spin-coating each polymer active layer coating solution at a rate of 600 rpm in a nitrogen atmosphere. Thereafter, vanadium oxide having an average film thickness of 2 nm was sequentially formed as a hole extraction layer, and silver having a film thickness of 100 nm was further sequentially formed as an electrode layer by a resistance heating vacuum deposition method. Thus, a 1 cm square solar cell element was produced.

ポリマーP5,P10、P11及びP12を用いた活性層の光架橋
インジウム・スズ酸化物(ITO)透明導電膜がパターニングされたガラス基板を、界面活性剤による超音波洗浄、超純水による水洗、超純水による超音波洗浄の順で洗浄後、窒素ブローで乾燥させ、120℃で大気中5分間加熱乾燥した。最後に、基板に対して紫外線オゾン洗浄を行った。この基板上に、電子取り出し層として酸化亜鉛の前駆体であるジエチル亜鉛のジエトキシエタン2%溶液(昭和電工株式会社製)を窒素雰囲気でスピンコートにより塗布し、塗布後の基板を150℃のホットプレート上で10分間、大気中で加熱した。電子取り出し層の膜厚は約20nmであった。
A glass substrate on which a photocrosslinked indium tin oxide (ITO) transparent conductive film of an active layer using polymers P5, P10, P11, and P12 is patterned is subjected to ultrasonic cleaning with a surfactant, water with ultrapure water, After cleaning in the order of ultrasonic cleaning with pure water, it was dried with nitrogen blow, and heated and dried in air at 120 ° C. for 5 minutes. Finally, ultraviolet ozone cleaning was performed on the substrate. On this substrate, a 2% solution of diethylzinc diethoxyethane (made by Showa Denko Co., Ltd.), which is a precursor of zinc oxide, was applied as an electron extraction layer by spin coating in a nitrogen atmosphere. Heated in air for 10 minutes on a hot plate. The film thickness of the electron extraction layer was about 20 nm.

正孔取り出し層を成膜した基板に、窒素雰囲気下でポリマー(P5、P10、P11とP12)の活性層塗布液を600rpmの速度にてスピンコートすることにより、厚さ約90nmの活性層を形成した。アルゴン雰囲気下でUV光(254nm、1.9mW/cm)を10分照射して、光架橋を行った。 The active layer coating solution of polymer (P5, P10, P11 and P12) is spin-coated at a speed of 600 rpm on the substrate on which the hole extraction layer is formed in a nitrogen atmosphere to form an active layer having a thickness of about 90 nm. Formed. Photocrosslinking was performed by irradiation with UV light (254 nm, 1.9 mW / cm 2 ) for 10 minutes in an argon atmosphere.

その後、正孔取り出し層として平均膜厚2nmの酸化バナジウムを、更に電極層として100nmの膜厚の銀を、抵抗加熱型真空蒸着法により順次成膜させた。こうして、1cm角の太陽電池素子を作製した。   Thereafter, vanadium oxide having an average film thickness of 2 nm was sequentially formed as a hole extraction layer, and silver having a film thickness of 100 nm was further sequentially formed as an electrode layer by a resistance heating vacuum deposition method. Thus, a 1 cm square solar cell element was produced.

有機無機ハイブリッド太陽電池素子の作製
<活性層塗布液S0の作製>
PbIとCHNHIを1:1のモル比で混合し、混合物が40.0重量%の濃度となるように窒素雰囲気中でジメチルホルムアミド(DMF)に溶解させた。ホットスターラーを用いて120℃の温度にて1時間攪拌混合した。攪拌混合後の溶液を室温に冷却後、0.45μmのポリテトラフルオロエチレン(PTFE)フィルターで濾過することにより、活性層塗布液を得た。
Production of organic / inorganic hybrid solar cell element < Production of active layer coating solution S0>
PbI 2 and CH 3 NH 4 I were mixed at a molar ratio of 1: 1 and dissolved in dimethylformamide (DMF) in a nitrogen atmosphere so that the mixture had a concentration of 40.0% by weight. The mixture was stirred and mixed at a temperature of 120 ° C. for 1 hour using a hot stirrer. The solution after stirring and mixing was cooled to room temperature, and then filtered through a 0.45 μm polytetrafluoroethylene (PTFE) filter to obtain an active layer coating solution.

<正孔取り出し層塗布液S1の作製>
p型半導体材料であるポリマーP1〜P10と比較例のポリマー1種について、1.0重量%の濃度となるように窒素雰囲気中でクロロベンゼンに溶解させた。ホットスターラーを用いて120℃の温度にて1時間攪拌混合した。攪拌混合後の溶液を室温に冷却後、0.20μmのポリテトラフルオロエチレン(PTFE)フィルターで濾過することにより、それぞれのポリマーの正孔取り出し層塗布液を得た。
<Preparation of hole extraction layer coating solution S1>
Polymers P1 to P10, which are p-type semiconductor materials, and one type of comparative polymer were dissolved in chlorobenzene in a nitrogen atmosphere so as to have a concentration of 1.0% by weight. The mixture was stirred and mixed at a temperature of 120 ° C. for 1 hour using a hot stirrer. The solution after stirring and mixing was cooled to room temperature, and then filtered through a 0.20 μm polytetrafluoroethylene (PTFE) filter to obtain a hole extraction layer coating solution for each polymer.

<有機無機ハイブリッド太陽電池素子の作製>
フッ素ドープ・スズ酸化物(FTO)透明導電膜がパターニングされたガラス基板を、界面活性剤による超音波洗浄、超純水による水洗、超純水による超音波洗浄の順で洗浄後、窒素ブローで乾燥させ、120℃で大気中5分間加熱乾燥した。最後に、基板に対して紫外線オゾン洗浄を行った。この基板上に、チタンジイソプロポキシドビス(アセチルアセトン)のエタノール溶液をスピンコートした後、450℃で30分加熱し、冷却した。その基板を塩化チタン(TiCl4)水溶液に70℃で30分浸漬したのち、洗浄乾燥後、空気中で500℃で20分加熱して、厚さ約20nmのバッファ層(電子取り出し層)を形成した。
<Production of organic-inorganic hybrid solar cell element>
A glass substrate on which a fluorine-doped tin oxide (FTO) transparent conductive film is patterned is cleaned in the order of ultrasonic cleaning with a surfactant, water with ultrapure water, and ultrasonic cleaning with ultrapure water, followed by nitrogen blowing. It dried and heat-dried at 120 degreeC in air | atmosphere for 5 minutes. Finally, ultraviolet ozone cleaning was performed on the substrate. On this substrate, an ethanol solution of titanium diisopropoxide bis (acetylacetone) was spin-coated, and then heated at 450 ° C. for 30 minutes to cool. The substrate was immersed in an aqueous solution of titanium chloride (TiCl 4) at 70 ° C. for 30 minutes, washed and dried, and then heated in air at 500 ° C. for 20 minutes to form a buffer layer (electron extraction layer) having a thickness of about 20 nm. .

電子取り出し層を成膜した基板に、窒素雰囲気下でペロブスカイト(CH3NH4PI3)の活性層塗布液を600rpmの速度にてスピンコートし、60℃で約30分乾燥することにより、約300nmの厚みの活性層を形成した。その後、正孔取り出し層として合成したポリマーより作製した正孔取り出し層塗布液を2000rpmで60secスピンコートし、正孔取り出し層を形成した。電極層として100nmの膜厚の金を、抵抗加熱型真空蒸着法により順次成膜させた。こうして、1cm角の有機無機ハイブリッド太陽電池素子を作製した。     An active layer coating solution of perovskite (CH 3 NH 4 PI 3) is spin-coated at a rate of 600 rpm in a nitrogen atmosphere on a substrate on which an electron extraction layer has been formed, and dried at 60 ° C. for about 30 minutes, whereby an active having a thickness of about 300 nm is obtained. A layer was formed. Thereafter, a hole extraction layer coating solution prepared from a polymer synthesized as a hole extraction layer was spin-coated at 2000 rpm for 60 seconds to form a hole extraction layer. As an electrode layer, gold having a thickness of 100 nm was sequentially formed by a resistance heating vacuum deposition method. Thus, a 1 cm square organic-inorganic hybrid solar cell element was produced.

[比較例1]
2,2,7.7−テトラキス(N,N−ジ−p−メトキシフェニルアミン)9,9−ビフルオレン(Spiro−OMeTAD)180mgをジクロロベンゼンに溶解させろ。そこにLi−ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミト170mgをアセトニトリルの溶解せた溶液37.5μLを加え、さらに、4−t−ブチルピリジン17.5μLをさらに添加して、正孔取り出し層塗布液を作製した。この溶液を3000rpmで30secスピンコートして、正孔取り出し層を形成した。
[Comparative Example 1]
Dissolve 180 mg of 2,2,7.7-tetrakis (N, N-di-p-methoxyphenylamine) 9,9-bifluorene (Spiro-OMeTAD) in dichlorobenzene. Then, 37.5 μL of a solution in which 170 mg of Li-bis (trifluoromethanesulfonyl) imito was dissolved in acetonitrile was added, and further 17.5 μL of 4-t-butylpyridine was further added to prepare a hole extraction layer coating solution. did. This solution was spin-coated at 3000 rpm for 30 seconds to form a hole extraction layer.

[比較例2]
ポリマーにポリ(3−ヘキシルチオフェン)(P3HT)を用いること以外は、実施例16と同様に作製した。
[Comparative Example 2]
This was prepared in the same manner as in Example 16 except that poly (3-hexylthiophene) (P3HT) was used as the polymer.

ポリマーP5,P10、P11及びP12を用いたホール移動層の光架橋
正孔移動層としてポリマーP5,P10,P11,及びP12を塗布後、アルゴン雰囲気下でUV光(254nm、1.9mW/cm)を10分照射して、光架橋を行う以外は、実施例16同様の方法で太陽電池を作製した。
After the polymers P5, P10, P11 , and P12 are applied as photocrosslinked hole transport layers of the hole transport layer using the polymers P5, P10, P11, and P12, UV light (254 nm, 1.9 mW / cm 2) in an argon atmosphere. ) Was irradiated for 10 minutes to produce a solar cell by the same method as in Example 16, except that photocrosslinking was performed.

太陽電池素子の評価
上記で作製した光電変換素子に1cm角のメタルマスクを付け、照射光源としてエアマス(AM)1.5G、放射照度100mW/cmのアサヒ社製SPECTRソーラシミュレータ−IVP0605を用い、ITO電極又はFTO電極と銀電極との間における電流−電圧特性を測定した。有機薄膜太陽電池の測定結果は表1に、有機無機ハイブリッド電極の測定結果は、表2示す。
Evaluation of solar cell element A 1 cm square metal mask is attached to the photoelectric conversion element produced above, and an air mass (AM) 1.5G and an irradiance of 100 mW / cm 2 are used as an irradiation light source. Asahi SPECTR solar simulator-IVP0605 is used. The current-voltage characteristics between the ITO electrode or FTO electrode and the silver electrode were measured. Table 1 shows the measurement results of the organic thin film solar cell, and Table 2 shows the measurement results of the organic-inorganic hybrid electrode.

簡易耐熱試験
実施例14、15で作製したバルクヘテロ型有機薄膜太陽電池をガラスで封止したのち、窒素雰囲気下でホットプレ−ト上で90で15分間加熱したあと室温に冷却し、上記の太陽電池の評価を再度おこなった。その結果を劣化率として、その劣化率を表3に示した。
Simple heat resistance test The bulk hetero-type organic thin film solar cells produced in Examples 14 and 15 were sealed with glass, then heated on a hot plate in a nitrogen atmosphere at 90 for 15 minutes, and then cooled to room temperature. Was evaluated again. Table 3 shows the deterioration rate as the deterioration rate.

また、有機無機ハイブリッド太陽電池素子も窒素雰囲気下でホットプレ−ト上で90で15分間加熱したあと室温に冷却し、上記の太陽電池の評価を再度おこなった。その結果を劣化率として、その劣化率は表4に示す通りであった。   The organic-inorganic hybrid solar cell element was also heated on a hot plate at 90 for 15 minutes in a nitrogen atmosphere, then cooled to room temperature, and the above solar cell was evaluated again. The deterioration rate was as shown in Table 4 with the result as the deterioration rate.

表1の結果から、実施形態によるポリマーは、バルクヘテロ型の有機薄膜太陽電池に利用できるものであることが確認された。   From the results in Table 1, it was confirmed that the polymer according to the embodiment can be used for a bulk hetero type organic thin film solar cell.

また、表2の結果から、実施形態によるポリマーを有機無機ハイブリッド太陽電池に利用した場合、発電効率では比較例には及ばないことがあるものの、実際形態によるポリマーは正孔取り出し層として十分機能することを明らかになった。さらに表4の結果から劣化率は比較例と同等以上であることが明らかになった。また、比較例2のポリマーに対しては、発電性能が上回っていることも確認された。   Further, from the results of Table 2, when the polymer according to the embodiment is used for an organic-inorganic hybrid solar cell, the power generation efficiency may not be comparable to the comparative example, but the polymer according to the actual form functions sufficiently as a hole extraction layer. It became clear. Furthermore, the results in Table 4 revealed that the deterioration rate was equal to or higher than that of the comparative example. It was also confirmed that the power generation performance was higher for the polymer of Comparative Example 2.

また、表3結果から、実施形態によるポリマーを用い、架橋させることによって、太陽電池の熱に対する耐性が大幅に改善されることがわかった。   Moreover, it turned out that the tolerance with respect to the heat | fever of a solar cell is improved significantly by crosslinking using the polymer by embodiment from the result of Table 3.

以上、本実施形態は、新規ポリマーを提供するとともに、有機薄膜太陽電池及び、有機無機ハイブリッドの正孔取り出し層として、また、架橋によって熱に対する耐性を大幅に向上することを見出した。   As described above, the present embodiment has provided a novel polymer and has found that the resistance to heat is greatly improved by crosslinking as a hole extraction layer of an organic thin film solar cell and an organic-inorganic hybrid.

100 太陽電池素子
110 基板
120、160 電極
130,150 バッファ層
140 活性層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Solar cell element 110 Board | substrate 120,160 Electrode 130,150 Buffer layer 140 Active layer

Claims (8)

下記式(1)〜(4):
(式中、RおよびRはそれぞれ独立に、水素、非置換アルキル基、置換アルキル基、非置換アルコキシ基、置換アルコキシ基、非置換アシル基、置換アシル基、非置換アリール基、置換アリール基、非置換ヘテロアリール基、および置換ヘテロアリール基からなる群から選択される基であり、ただしRおよびRは同時に水素では無く
およびXはそれぞれ独立に、O、S、およびSeからなる群から選択される原子であり、
Arは、2価の非置換共役不飽和結合基又は置換共役不飽和結合基である)
からなる群から選ばれる繰り返し単位を少なくとも1種類以上含むことを特徴とするポリマー。
The following formulas (1) to (4):
Wherein R 1 and R 2 are each independently hydrogen, unsubstituted alkyl group, substituted alkyl group, unsubstituted alkoxy group, substituted alkoxy group, unsubstituted acyl group, substituted acyl group, unsubstituted aryl group, substituted aryl A group selected from the group consisting of a group, an unsubstituted heteroaryl group, and a substituted heteroaryl group, wherein R 1 and R 2 are not simultaneously hydrogen and X 1 and X 2 are each independently O, S, and An atom selected from the group consisting of Se;
Ar is a divalent unsubstituted conjugated unsaturated bond group or a substituted conjugated unsaturated bond group)
A polymer comprising at least one repeating unit selected from the group consisting of:
前記ポリマーに含まれる繰り返し単位の総モル数に対する。前記式(1)〜式(4)で表される繰り返し単位の割合が50モル%以上である、請求項1に記載のポリマー。   The total number of moles of repeating units contained in the polymer. The polymer of Claim 1 whose ratio of the repeating unit represented by said Formula (1)-Formula (4) is 50 mol% or more. 前記ポリマーの主鎖の末端基が架橋基であるか、またはR、R、もしくはArのいずれかが架橋基を含んでいる、請求項1または2に記載のポリマー。 The polymer according to claim 1 or 2, wherein a terminal group of the main chain of the polymer is a crosslinking group, or any of R 1 , R 2 , and Ar contains a crosslinking group. 下記式(1A)〜(4A):
(式中、
およびRはそれぞれ独立に、水素、非置換アルキル基、置換アルキル基、非置換アルコキシ基、置換アルコキシ基、非置換アシル基、置換アシル基、非置換アリール基、置換アリール基、非置換ヘテロアリール基、および置換ヘテロアリール基からなる群から選択される基であり、ただしRおよびRは同時に水素では無く
およびXはそれぞれ独立に、O、S、およびSeからなる群から選択される原子であり、
Arは、2価の非置換共役不飽和結合基又は置換共役不飽和結合基であり、
それぞれ独立に末端基であり、少なくとも一つのRは架橋基であり、
pは2以上の数である。)
で表される、請求項3に記載のポリマー。
The following formulas (1A) to (4A):
(Where
R 1 and R 2 are each independently hydrogen, unsubstituted alkyl group, substituted alkyl group, unsubstituted alkoxy group, substituted alkoxy group, unsubstituted acyl group, substituted acyl group, unsubstituted aryl group, substituted aryl group, unsubstituted A group selected from the group consisting of a heteroaryl group and a substituted heteroaryl group, wherein R 1 and R 2 are not simultaneously hydrogen and X 1 and X 2 are each independently a group consisting of O, S, and Se An atom selected from
Ar is a divalent unsubstituted conjugated unsaturated bond group or a substituted conjugated unsaturated bond group,
Each R t is independently a terminal group, at least one R t is a bridging group,
p is a number of 2 or more. )
The polymer of Claim 3 represented by these.
下記式(1B)〜(4B):
(式中、
、R、R’およびR’はそれぞれ独立に水素、非置換アルキル基、置換アルキル基、非置換アルコキシ基、置換アルコキシ基、非置換アシル基、置換アシル基、非置換アリール基、置換アリール基、非置換ヘテロアリール基、および置換ヘテロアリール基からなる群から選択される基であり、ただし、RおよびRは同時に水素では無く、
、X、X’およびX’はそれぞれ独立に、O、S、およびSeからなる群から選択される原子であり、
ArおよびAr’はそれぞれ独立に、2価の非置換共役不飽和結合基又は置換共役不飽和結合基であり、
qおよびq’は、0.01≦q/(q+q’)≦0.5を満たす数である。)
で表される、請求項3に記載のポリマー。
The following formulas (1B) to (4B):
(Where
R 1 , R 2 , R 1 ′ and R 2 ′ are each independently hydrogen, unsubstituted alkyl group, substituted alkyl group, unsubstituted alkoxy group, substituted alkoxy group, unsubstituted acyl group, substituted acyl group, unsubstituted aryl group , A substituted aryl group, an unsubstituted heteroaryl group, and a substituted heteroaryl group, provided that R 1 and R 2 are not hydrogen at the same time,
X 1 , X 2 , X 1 ′ and X 2 ′ are each independently an atom selected from the group consisting of O, S and Se;
Ar and Ar ′ are each independently a divalent unsubstituted conjugated unsaturated bond group or a substituted conjugated unsaturated bond group,
q and q ′ are numbers satisfying 0.01 ≦ q / (q + q ′) ≦ 0.5. )
The polymer of Claim 3 represented by these.
請求項1〜5のいずれか1項に記載のポリマーを含むことを特徴とする太陽電池。   The solar cell characterized by including the polymer of any one of Claims 1-5. 請求項1〜5のいずれか1項に記載のポリマーを電子ドナーとして、フラーレン誘導体を電子アクセプターとして含む活性層を具備することを特徴とするバルクヘテロ型有機薄膜太陽電池。   A bulk hetero-type organic thin-film solar cell comprising an active layer containing the polymer according to claim 1 as an electron donor and a fullerene derivative as an electron acceptor. 請求項1〜5のいずれか1項に記載のポリマーを含むホール輸送層と、有機無機ペロブスカイト構造を含む光電変換層とを具備してなることを特徴とする有機無機ハイブリッド太陽電池。   An organic-inorganic hybrid solar cell comprising: a hole transport layer containing the polymer according to claim 1; and a photoelectric conversion layer containing an organic-inorganic perovskite structure.
JP2015182256A 2015-09-15 2015-09-15 Polymer and solar cell using the same Active JP6441196B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015182256A JP6441196B2 (en) 2015-09-15 2015-09-15 Polymer and solar cell using the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015182256A JP6441196B2 (en) 2015-09-15 2015-09-15 Polymer and solar cell using the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2017057266A JP2017057266A (en) 2017-03-23
JP6441196B2 true JP6441196B2 (en) 2018-12-19

Family

ID=58391154

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015182256A Active JP6441196B2 (en) 2015-09-15 2015-09-15 Polymer and solar cell using the same

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6441196B2 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101938363B1 (en) * 2017-08-31 2019-01-14 광주과학기술원 Bodipy based copolymer and solar cell comprising the same
JP2019165144A (en) * 2018-03-20 2019-09-26 積水化学工業株式会社 Solar cell
CN109378385A (en) * 2018-10-08 2019-02-22 电子科技大学 A kind of organic perovskite combination solar battery based on full spectral absorption

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW201242071A (en) * 2011-02-28 2012-10-16 Sumitomo Chemical Co Method for manufacturing organic photoelectric conversion element
JP5747789B2 (en) * 2011-07-05 2015-07-15 住友化学株式会社 Polymer compound and organic photoelectric conversion device using the same
JP6127789B2 (en) * 2012-07-13 2017-05-17 三菱化学株式会社 Copolymer, organic semiconductor material, organic electronic device and solar cell module
KR101552756B1 (en) * 2012-12-10 2015-09-14 주식회사 엘지화학 Copolymer and organic solar cell using the same
JP6005595B2 (en) * 2013-06-28 2016-10-12 株式会社東芝 Polymer and solar cell using the same

Also Published As

Publication number Publication date
JP2017057266A (en) 2017-03-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6280208B2 (en) Polymer and solar cell using the same
JP5898782B2 (en) Polymer, organic thin-film solar cell using the same, and electronic device comprising the battery
WO2012043401A1 (en) Alternating copolymerization polymer and organic photoelectric conversion element
JP6441196B2 (en) Polymer and solar cell using the same
JP2014034618A (en) Organic thin film, and photoelectric conversion element using the same
US9818945B2 (en) Polymer and solar cell using the same
JP2012151468A (en) Photoelectric conversion element and composition for use therein
JP2013237813A (en) π-ELECTRON CONJUGATED POLYMER, AND ORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICE USING THE SAME
KR101849620B1 (en) The organic photovoltaic polymer containing phenazine derivative and manufacturing method thereof
JP5957564B1 (en) Polymer and solar cell using the same
KR20150072762A (en) Conjugated polymer for organic solar cells and Organic solar cells comprising the same
JP5951839B1 (en) Polymer and solar cell using the same
JP5957563B1 (en) Polymer and solar cell using the same
KR102457457B1 (en) Conjugated polymer for all-polymer solar cell, active layer composition for all-polymer solar cell comprising thereof, and uses thereof
WO2016141862A1 (en) Electron transport layer material and application thereof
Yu Design and Synthesis of Electron Acceptor Materials for High-Performance Organic Solar Cells
JP6180099B2 (en) Photoelectric conversion element
WO2012096084A1 (en) Copolymer and organic photoelectric transducer
JP2016184698A (en) Photoelectric transducer, solar cell, and solar cell module

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20180202

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20181017

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20181023

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20181121

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 6441196

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151