JP6873253B2

JP6873253B2 - 化合物及びこれを含む有機太陽電池

Info

Publication number: JP6873253B2
Application number: JP2019542998A
Authority: JP
Inventors: ボギュ・イム; ソンリム・チャン; ドゥファン・チェ; ジ・フン・キム
Original assignee: エルジー・ケム・リミテッド
Priority date: 2017-06-08
Filing date: 2018-06-04
Publication date: 2021-05-19
Anticipated expiration: 2038-06-04
Also published as: JP2020509108A; KR102104159B1; US20200002468A1; CN110337439A; WO2018225999A1; CN110337439B; KR20180134151A; TWI673296B; TW201902981A

Description

本願は、２０１７年６月８日付にて韓国特許庁へ提出された韓国特許出願第１０−２０１７−００７１６６５号の出願日の利益を主張し、その内容はすべて本明細書に組み込まれる。

本明細書は、化合物及びこれを含む有機太陽電池に関する。

有機太陽電池は、光起電力効果（ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃｅｆｆｅｃｔ）を応用することで、太陽エネルギーを直接電気エネルギーに変換できる素子である。太陽電池は、薄膜を構成する物質によって、無機太陽電池と有機太陽電池とに分けられる。典型的な太陽電池は、無機半導体である結晶性シリコン（Ｓｉ）をドーピング（ｄｏｐｉｎｇ）してｐ−ｎ接合に作ったものである。光を吸収して生成する電子と正孔はｐ−ｎ接合点まで拡散し、その電界によって加速されて電極に移動する。この過程の電力変換効率は、外部回路に与えられる電力と太陽電池に入った太陽電力との比で定義され、現在標準化された仮想の太陽照射条件で測定するとき、２４％程度まで達成された。しかしながら、従来の無機太陽電池は既に経済性と材料上の需給において限界を示しているから、加工が容易で、安価で多様な機能性を有する有機物半導体太陽電池が、長期的な代替エネルギー源として脚光を浴びている。

太陽電池は、太陽エネルギーからできるだけ多くの電気エネルギーを出力できるように、効率を高めることが重要である。このような太陽電池の効率を高めるためには、半導体の内部でできるだけ多くのエキシトンを生成することも重要であるが、生成した電荷を損失することなく外部に引き出すことも重要である。電荷が損失する原因の一つが、生成した電子及び正孔が再結合（Ｒｅｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ）によって消滅することである。生成した電子や正孔が損失することなく電極に伝達されるための方法として多様な方法が提示されているが、大半が追加工程を要し、これによって製造コストが上昇する。

本明細書は、化合物及びこれを含む有機太陽電池を提供することを目的とする。

本明細書は、下記化学式１の単位を含む化合物を提供する。

上記化学式１において、
ｐ及びｑは、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、０〜３の整数であり、
ｐ及びｑがそれぞれ２以上の場合、括弧内の構造は、互いに同一であるか異なっており、
ｒ及びｓは、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、１〜３の整数であり、
ｒ及びｓがそれぞれ２以上の場合、括弧内の構造は、互いに同一であるか異なっており、
Ｘ１〜Ｘ３は、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、Ｓ、Ｏ、Ｓｅ、Ｔｅ、ＮＲ、ＣＲＲ’、ＳｉＲＲ’、ＰＲ又はＧｅＲＲ’であり、
Ｙ１〜Ｙ４は、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、Ｓ、Ｏ、Ｓｅ、Ｔｅ、ＮＲ、ＣＲＲ’、ＳｉＲＲ’、ＰＲ又はＧｅＲＲ’であり、
Ｒ１〜Ｒ１２、Ｒ及びＲ’は、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、水素；重水素；ハロゲン基；ニトリル基；ニトロ基；ヒドロキシ基；カルボニル基；エステル基；イミド基；アミド基；置換もしくは非置換のアルキル基；置換もしくは非置換のシクロアルキル基；置換もしくは非置換のアルコキシ基；置換もしくは非置換のアリールオキシ基；置換もしくは非置換のアルキルチオキシ基；置換もしくは非置換のアリールチオキシ基；置換もしくは非置換のアルキルスルホキシ基；置換もしくは非置換のアリールスルホキシ基；置換もしくは非置換のアルケニル基；置換もしくは非置換のシリル基；置換もしくは非置換のホウ素基；置換もしくは非置換のアミン基；置換もしくは非置換のアリールホスフィン基；置換もしくは非置換のホスフィンオキシド基；置換もしくは非置換のアリール基；又は置換もしくは非置換のヘテロ環基であり、
ｎは１〜１０，０００の整数である。

本明細書のもう一つの実施態様は、第１電極；
上記第１電極と対向して備えられる第２電極；及び
上記第１電極と上記第２電極との間に備えられ、光活性層を含む１層以上の有機物層を含み、
上記有機物層のうち１層以上は、上記化合物を含むものである有機太陽電池を提供する。

本明細書の一実施態様に係る化合物は、平面性を示して、凝集（ａｇｇｒｅｇａｔｉｏｎ）特性及び結晶性に優れている。

本明細書の一実施態様に係る化合物は、バンドギャップの減少及び／又は光の吸収量の増加の効果を有することができる。これによって、有機太陽電池に適用する際、高い電流値（Ｉｓｃ）を示すことにより、優れた効率を示すことができる。

本明細書の一実施態様に係る化合物は、高い効率の実現と共に適切な溶解度を有していて、素子の作製時に時間及び／又は費用的に経済的であるという利点がある。

本明細書の一実施態様に係る化合物は、有機太陽電池で単独又は他の物質と混合して使用可能である。

本明細書の一実施態様に係る有機太陽電池を示す図である。化合物ＣのＭＳ測定結果を示す図である。化合物ＣのＮＭＲ測定結果を示す図である。化合物ＤのＭＳ測定結果を示す図である。化合物ＤのＮＭＲ測定結果を示す図である。本明細書の実施態様に係る有機太陽電池の光電変換特性を示す図である。

以下、本明細書について詳細に説明する。

本明細書の一実施態様は、上記化学式１で表される化合物を提供する。

本明細書において、ある部分がある構成要素を「含む」というとき、これは特に反対の記載がない限り、他の構成要素を除くものではなく、他の構成要素をさらに含むことができることを意味する。

本明細書において、ある部材が他の部材「上に」位置しているというとき、これはある部材が他の部材に接している場合だけでなく、両部材の間にまた他の部材が存在する場合も含む。

本明細書において、置換基の例示は以下で説明するが、これに限定されるものではない。

本明細書において、

は、他の置換基、単量体又は結合部に結合される部位を意味する。

本明細書において「単位」とは、化合物に含まれる繰り返し構造を意味する。すなわち、「単位」とは、重合反応によって化合物内で２価の基以上の形態で含まれる構造を意味することができる。

本明細書において、「単位を含む」の意味は、化合物内の主鎖に含まれるという意味である。

上記「置換」という用語は、化合物の炭素原子に結合された水素原子が他の置換基に換えられることを意味し、置換される位置は、水素原子が置換される位置、すなわち、置換基が置換可能な位置であれば限定されず、２以上置換される場合、２以上の置換基は、互いに同一であるか異なっていてもよい。

本明細書において、「置換もしくは非置換の」という用語は、重水素；ハロゲン基；ニトリル基；ニトロ基；イミド基；アミド基；カルボニル基；エステル基；ヒドロキシ基；アルキル基；シクロアルキル基；アルコキシ基；アリールオキシ基；アルキルチオキシ基；アリールチオキシ基；アルキルスルホキシ基；アリールスルホキシ基；アルケニル基；シリル基；シロキサン基；ホウ素基；アミン基；アリールホスフィン基；ホスフィンオキシド基；アリール基；及びヘテロ環基からなる群より選択された１又は２以上の置換基で置換されるか、上記例示された置換基のうち２以上の置換基が連結された置換基で置換されるか、又はいずれも置換基も持たないことを意味する。例えば、「２以上の置換基が連結された置換基」は、ビフェニル基であってもよい。すなわち、ビフェニル基は、アリール基であってもよく、２個のフェニル基が連結された置換基と解釈されることができる。

本明細書において、ハロゲン基は、フッ素、塩素、臭素又はヨウ素であってもよい。

本明細書において、イミド基の炭素数は、特に限定されないが、炭素数１〜３０であることが好ましい。

本明細書において、アミド基は、アミド基の窒素が水素、炭素数１〜３０の直鎖、分枝鎖又は環鎖アルキル基又は炭素数６〜３０のアリール基で置換されることができる。

本明細書において、カルボニル基の炭素数は、特に限定されないが、炭素数１〜３０であることが好ましい。

本明細書において、エステル基は、エステル基の酸素が、炭素数１〜２５の直鎖、分枝鎖又は環鎖アルキル基又は炭素数６〜３０のアリール基で置換されることができる。

本明細書において、上記アルキル基は、直鎖又は分枝鎖であってもよく、炭素数は特に限定されないが、１〜３０であることが好ましい。具体的な例としては、メチル、エチル、プロピル、ｎ−プロピル、イソプロピル、ブチル、ｎ−ブチル、イソブチル、ｔｅｒｔ−ブチル、ｓｅｃ−ブチル、１−メチル−ブチル、１−エチル−ブチル、ペンチル、ｎ−ペンチル、イソペンチル、ネオペンチル、ｔｅｒｔ−ペンチル、ヘキシル、ｎ−ヘキシル、１−メチルペンチル、２−メチルペンチル、４−メチル−２−ペンチル、３，３−ジメチルブチル、２−エチルブチル、ヘプチル、ｎ−ヘプチル、１−メチルヘキシル、シクロペンチルメチル、シクロヘキシルメチル、オクチル、ｎ−オクチル、ｔｅｒｔ−オクチル、１−メチルヘプチル、２−エチルヘキシル、２−プロピルペンチル、ｎ−ノニル、２，２−ジメチルヘプチル、１−エチル−プロピル、１，１−ジメチル−プロピル、イソヘキシル、４−メチルヘキシル、５−メチルヘキシル等があるが、これに限定されるものではない。

本明細書において、シクロアルキル基は、特に限定されないが、炭素数３〜３０であることが好ましく、具体的に、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、３−メチルシクロペンチル、２，３−ジメチルシクロペンチル、シクロヘキシル、３−メチルシクロヘキシル、４−メチルシクロヘキシル、２，３−ジメチルシクロヘキシル、３，４，５−トリメチルシクロヘキシル、４−ｔｅｒｔ−ブチルシクロヘキシル、シクロヘプチル、シクロオクチル等があるが、これに限定されるものではない。

本明細書において、上記アルコキシ基は、直鎖、分枝鎖又は環鎖であってもよい。アルコキシ基の炭素数は、特に限定されないが、炭素数１〜３０であることが好ましい。具体的に、メトキシ、エトキシ、ｎ−プロポキシ、イソプロポキシ、ｉ−プロピルオキシ、ｎ−ブトキシ、イソブトキシ、ｔｅｒｔ−ブトキシ、ｓｅｃ−ブトキシ、ｎ−ペンチルオキシ、ネオペンチルオキシ、イソペンチルオキシ、ｎ−ヘキシルオキシ、３，３−ジメチルブチルオキシ、２−エチルブチルオキシ、ｎ−オクチルオキシ、ｎ−ノニルオキシ、ｎ−デシルオキシ、ベンジルオキシ、ｐ−メチルベンジルオキシ等であってもよいが、これに限定されるものではない。

本明細書において、アミン基は、−ＮＨ_２；アルキルアミン基；Ｎ−アリールアルキルアミン基；アリールアミン基；Ｎ−アリールヘテロアリールアミン基；Ｎ−アルキルヘテロアリールアミン基及びヘテロアリールアミン基からなる群より選択されることができ、炭素数は特に限定されないが、１〜３０であることが好ましい。アミン基の具体的な例としては、メチルアミン基、ジメチルアミン基、エチルアミン基、ジエチルアミン基、フェニルアミン基、ナフチルアミン基、ビフェニルアミン基、アントラセニルアミン基、９−メチル−アントラセニルアミン基、ジフェニルアミン基、Ｎ−フェニルナフチルアミン基、ジトリルアミン基、Ｎ−フェニルトリルアミン基、トリフェニルアミン基等があるが、これに限定されるものではない。

本明細書において、Ｎ−アルキルアリールアミン基は、アミン基のＮにアルキル基及びアリール基が置換されたアミン基を意味する。

本明細書において、Ｎ−アリールヘテロアリールアミン基は、アミン基のＮにアリール基及びヘテロアリール基が置換されたアミン基を意味する。

本明細書において、Ｎ−アルキルヘテロアリールアミン基は、アミン基のＮにアルキル基及びヘテロアリールアミン基が置換されたアミン基を意味する。

本明細書において、アルキルアミン基、Ｎ−アリールアルキルアミン基、アルキルチオキシ基、アルキルスルホキシ基、Ｎ−アルキルヘテロアリールアミン基中のアルキル基は、上述したアルキル基の例示の通りである。具体的に、アルキルチオキシ基としては、メチルチオキシ基、エチルチオキシ基、ｔｅｒｔ−ブチルチオキシ基、ヘキシルチオキシ基、オクチルチオキシ基等があり、アルキルスルホキシ基としては、エチルスルホキシ基、プロピルスルホキシ基、ブチルスルホキシ基等があるが、これに限定されるものではない。

本明細書において、上記アルケニル基は、直鎖又は分枝鎖であってもよく、炭素数は特に限定されないが、２〜３０であることが好ましい。具体的な例としては、ビニル、１−プロペニル、イソプロペニル、１−ブテニル、２−ブテニル、３−ブテニル、１−ペンテニル、２−ペンテニル、３−ペンテニル、３−メチル−１−ブテニル、１，３−ブタジエニル、アリル、１−フェニルビニル−１−イル、２−フェニルビニル−１−イル、２，２−ジフェニルビニル−１−イル、２−フェニル−２−（ナフチル−１−イル）ビニル−１−イル、２，２−ビス（ジフェニル−１−イル）ビニル−１−イル、スチルベニル基、スチレニル基等があるが、これに限定されるものではない。

本明細書において、シリル基は、具体的にトリメチルシリル基、トリエチルシリル基、ｔ−ブチルジメチルシリル基、ビニルジメチルシリル基、プロピルジメチルシリル基、トリフェニルシリル基、ジフェニルシリル基、フェニルシリル基等があるが、これに限定されるものではない。

本明細書において、ホウ素基は、−ＢＲ_１００Ｒ_２００であってもよく、上記Ｒ_１００及びＲ_２００は、同一であるか異なっており、それぞれ独立して、水素；重水素；ハロゲン；ニトリル基；置換もしくは非置換の炭素数３〜３０の単環又は多環のシクロアルキル基；置換もしくは非置換の炭素数１〜３０の直鎖又は分枝鎖のアルキル基；置換もしくは非置換の炭素数６〜３０の単環又は多環のアリール基；及び置換もしくは非置換の炭素数２〜３０の単環又は多環のヘテロアリール基からなる群より選択されることができる。

本明細書において、ホスフィンオキシド基は、具体的にジフェニルホスフィンオキシド基、ジナフチルホスフィンオキシド等があるが、これに限定されるものではない。

本明細書において、アリール基は、単環式又は多環式であってもよい。

上記アリール基が単環式アリール基である場合、炭素数は特に限定されないが、炭素数６〜３０であることが好ましい。具体的に単環式アリール基としては、フェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基等であってもよいが、これに限定されるものではない。

上記アリール基が多環式アリール基である場合、炭素数は特に限定されないが、炭素数１０〜３０であることが好ましい。具体的に、多環式アリール基としては、ナフチル基、アントラセニル基、フェナントリル基、ピレニル基、ペリレニル基、クリセニル基、フルオレニル基等であってもよいが、これに限定されるものではない。

本明細書において、上記フルオレニル基は、置換されることができ、隣接する置換基が互いに結合して環を形成することができる。

上記フルオレニル基が置換される場合、

等になることができる。但し、これに限定されるものではない。

本明細書において、アリールオキシ基、アリールチオキシ基、アリールスルホキシ基、Ｎ−アリールアルキルアミン基、Ｎ−アリールヘテロアリールアミン基及びアリールホスフィン基中のアリール基は、上述したアリール基の例示の通りである。具体的に、アリールオキシ基としては、フェノキシ基、ｐ−トリルオキシ基、ｍ−トリルオキシ基、３，５−ジメチル−フェノキシ基、２，４，６−トリメチルフェノキシ基、p−ｔｅｒｔ−ブチルフェノキシ基、３−ビフェニルオキシ基、４−ビフェニルオキシ基、１−ナフチルオキシ基、２−ナフチルオキシ基、４−メチル−１−ナフチルオキシ基、５−メチル−２−ナフチルオキシ基、１−アントリルオキシ基、２−アントリルオキシ基、９−アントリルオキシ基、１−フェナントリルオキシ基、３−フェナントリルオキシ基、９−フェナントリルオキシ基等があり、アリールチオキシ基としては、フェニルチオキシ基、２−メチルフェニルチオキシ基、４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニルチオキシ基等があり、アリールスルホキシ基としては、ベンゼンスルホキシ基、ｐ−トルエンスルホキシ基等があるが、これに限定されるものではない。

本明細書において、アリールアミン基の例としては、置換もしくは非置換のモノアリールアミン基、置換もしくは非置換のジアリールアミン基、又は置換もしくは非置換のトリアリールアミン基がある。上記アリールアミン基中のアリール基は、単環式アリール基であってもよく、多環式アリール基であってもよい。上記アリール基を２以上含むアリールアミン基は、単環式アリール基、多環式アリール基、又は単環式アリール基と多環式アリール基とを同時に含むことができる。例えば、上記アリールアミン基中のアリール基は、上述したアリール基の例示の中から選択されることができる。

本明細書において、ヘテロ環基は、炭素でない原子、異種原子を１以上含むものであって、具体的に、上記異種原子は、Ｏ、Ｎ、Ｓｅ及びＳ等からなる群より選択される原子を１以上含むことができる。炭素数は特に限定されないが、炭素数２ないし３０であることが好ましく、上記ヘテロ環基は、単環式又は多環式であってもよい。ヘテロ環基の例としては、チオフェン基、フラニル基、ピロール基、イミダゾリル基、チアゾリル基、オキサゾリル基、オキサジアゾリル基、ピリジル基、ビピリジル基、ピリミジル基、トリアジニル基、トリアゾリル基、アクリジル基、ピリダジニル基、ピラジニル基、キノリニル基、キナゾリニル基、キノキサリニル基、フタラジニル基、ピリドピリミジル基、ピリドピラジニル基、ピラジノピラジニル基、イソキノリニル基、インドリル基、カルバゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、ベンゾイミダゾリル基、ベンゾチアゾリル基、ベンゾカルバゾリル基、ベンゾチオフェン基、ジベンゾチオフェン基、ベンゾフラニル基、フェナントロリン基（ｐｈｅｎａｎｔｈｒｏｌｉｎｅ）、チアゾリル基、イソオキサゾリル基、オキサジアゾリル基、チアジアゾリル基、フェノチアジニル基及びジベンゾフラニル基等があるが、これに限定されるものではない。

本明細書において、ヘテロアリールアミン基の例としては、置換もしくは非置換のモノヘテロアリールアミン基、置換もしくは非置換のジヘテロアリールアミン基、又は置換もしくは非置換のトリヘテロアリールアミン基がある。上記ヘテロアリール基を２以上含むヘテロアリールアミン基は、単環式ヘテロアリール基、多環式ヘテロアリール基、又は単環式ヘテロアリール基と多環式ヘテロアリール基とを同時に含むことができる。例えば、上記ヘテロアリールアミン基中のヘテロアリール基は、上述したヘテロ環基の例示の中から選択されることができる。

本明細書において、Ｎ−アリールヘテロアリールアミン基及びＮ−アルキルヘテロアリールアミン基中のヘテロアリール基の例示は、上述したヘテロ環基の例示の通りである。

本明細書の一実施態様において、Ｘ１〜Ｘ３は、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、Ｓ、Ｏ、Ｓｅ、Ｔｅ、ＮＲ、ＣＲＲ’、ＳｉＲＲ’、ＰＲ又はＧｅＲＲ’であり、Ｒ及びＲ’は、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、水素；重水素；ハロゲン基；ニトリル基；ニトロ基；ヒドロキシ基；カルボニル基；エステル基；イミド基；アミド基；置換もしくは非置換のアルキル基；置換もしくは非置換のシクロアルキル基；置換もしくは非置換のアルコキシ基；置換もしくは非置換のアリールオキシ基；置換もしくは非置換のアルキルチオキシ基；置換もしくは非置換のアリールチオキシ基；置換もしくは非置換のアルキルスルホキシ基；置換もしくは非置換のアリールスルホキシ基；置換もしくは非置換のアルケニル基；置換もしくは非置換のシリル基；置換もしくは非置換のホウ素基；置換もしくは非置換のアミン基；置換もしくは非置換のアリールホスフィン基；置換もしくは非置換のホスフィンオキシド基；置換もしくは非置換のアリール基；又は置換もしくは非置換のヘテロ環基である。

本明細書の一実施態様において、Ｘ１〜Ｘ３は、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、Ｓ、ＮＲ又はＣＲＲ’であり、Ｒ及びＲ’は、上述した通りである。

本明細書の一実施態様において、Ｘ１〜Ｘ３は、それぞれＳである。

本明細書の一実施態様に係る化合物は、ベンゾ［１，２−ｃ：４，５−ｃ：４，５−c’］ジチオフェン−４，８−ジオン（ｂｅｎｚｏ［１，２−ｃ：４，５−ｃ’］ｄｉｔｈｉｏｐｈｅｎｅ−４，８−ｄｉｏｎｅ）基のＯとＹ１（及び／又はＹ２）間で、Ｒ１１（及び／又はＲ１２）とＹ３（及び／又はＹ４）間で固定された立体構造（ｃｏｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｌｏｃｋ）特性により分子が平面性を示すため、強い凝集（ａｇｇｒｅｇａｔｉｏｎ）特性を示し、結晶性が向上する。また、化合物内のπ−π相互作用（ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ）が強くてホッピング（ｈｏｐｐｉｎｇ）による電荷移動が増加する。

また、本明細書の一実施態様に係る化合物は、弱い電子求引性（ｅｌｅｃｔｒｏｎ−ｗｉｔｈｄｒａｗｉｎｇ）を有するベンゾ［１，２−ｃ：４，５−ｃ：４，５−ｃ’］ジチオフェン−４，８−ジオン（ｂｅｎｚｏ［１，２−ｃ：４，５−ｃ’］ｄｉｔｈｉｏｐｈｅｎｅ−４，８−ｄｉｏｎｅ）基と、強い電子求引性（ｅｌｅｃｔｒｏｎ−ｗｉｔｈｄｒａｗｉｎｇ）を有するベンゾチアジアゾール（ｂｅｎｚｏｔｈｉａｌｄｉａｚｏｌｅ）基とを同時に含むことにより、多様な波長の光吸収が可能である。すなわち、光の吸収量の増加の効果を奏することができる。

本明細書の一実施態様において、上記ｐ及びｑは、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、０〜３の整数であり、ｐ及びｑがそれぞれ２以上の場合、括弧内の構造は、互いに同一であるか異なっている。

本明細書の一実施態様において、上記ｐ及びｑは、互いに同一であり、それぞれ０又は１である。

本明細書の一実施態様において、上記ｐ及びｑは、０である。

本明細書の一実施態様において、上記ｐ及びｑは、１である。

本明細書の一実施態様において、上記ｒ及びｓは、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、１〜３の整数であり、ｒ及びｓがそれぞれ２以上の場合、括弧内の構造は、互いに同一であるか異なっている。

本明細書の一実施態様において、上記ｒ及びｓは、互いに同一であり、それぞれ１又は２である。

本明細書の一実施態様において、上記ｒ及びｓは、１である。

本明細書の一実施態様において、上記ｒ及びｓは、２である。

本明細書の一実施態様において、上記化学式１は、下記化学式１−１〜１−４のうちいずれか一つで表される。

上記化学式１−１〜１−４において、
ｎ、Ｒ１〜Ｒ１２及びＹ１〜Ｙ４は、化学式１で定義した通りであり、
Ｙ３’及びＹ４’は、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、Ｓ、Ｏ、Ｓｅ、Ｔｅ、ＮＲ、ＣＲＲ’、ＳｉＲＲ’、ＰＲ又はＧｅＲＲ’であり,
Ｒ５’、Ｒ６’、Ｒ７’、Ｒ８’、Ｒ及びＲ’は、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、水素；重水素；ハロゲン基；ニトリル基；ニトロ基；ヒドロキシ基；カルボニル基；エステル基；イミド基；アミド基；置換もしくは非置換のアルキル基；置換もしくは非置換のシクロアルキル基；置換もしくは非置換のアルコキシ基；置換もしくは非置換のアリールオキシ基；置換もしくは非置換のアルキルチオキシ基；置換もしくは非置換のアリールチオキシ基；置換もしくは非置換のアルキルスルホキシ基；置換もしくは非置換のアリールスルホキシ基；置換もしくは非置換のアルケニル基；置換もしくは非置換のシリル基；置換もしくは非置換のホウ素基；置換もしくは非置換のアミン基；置換もしくは非置換のアリールホスフィン基；置換もしくは非置換のホスフィンオキシド基；置換もしくは非置換のアリール基；又は置換もしくは非置換のヘテロ環基である。

本明細書の一実施態様において、上記Ｒ９及びＲ１０は、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、置換もしくは非置換のアルキル基；置換もしくは非置換のシクロアルキル基；又は置換もしくは非置換のアリール基である。

本明細書の一実施態様において、上記Ｒ９及びＲ１０は、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、置換もしくは非置換のアルキル基である。

本明細書の一実施態様において、上記Ｒ９及びＲ１０は、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、直鎖又は分枝鎖のアルキル基である。

本明細書の一実施態様において、上記Ｒ９及びＲ１０は、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、炭素数１〜３０の分枝鎖のアルキル基である。

本明細書の一実施態様において、上記Ｒ９及びＲ１０は、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、炭素数１〜１５の分枝鎖のアルキル基である。

本明細書の一実施態様において、上記Ｒ９及びＲ１０は、２−エチルヘキシル基である。

本明細書の一実施態様において、上記化学式１は、下記化学式２で表される。

上記化学式２において、ｐ、ｑ、ｒ、ｓ、ｎ、Ｒ１〜Ｒ８、Ｒ１１、Ｒ１２、Ｘ１〜Ｘ３及びＹ１〜Ｙ４は、化学式１で定義した通りである。

本明細書の一実施態様において、上記Ｙ１〜Ｙ４は、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、Ｓ、Ｏ、Ｓｅ、Ｔｅ、ＮＲ、ＣＲＲ’、ＳｉＲＲ’、ＰＲ又はＧｅＲＲ’であり、Ｒ及びＲ’は、上述した通りである。

本明細書の一実施態様において、上記Ｙ１〜Ｙ４は、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、Ｓ、ＮＲ又はＣＲＲ’であり、Ｒ及びＲ’は、上述した通りである。

本明細書の一実施態様において、上記Ｙ１〜Ｙ４は、それぞれＳである。

本明細書の一実施態様において、上記Ｒ１〜Ｒ８は、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、水素；ハロゲン基；置換もしくは非置換のアルキル基；置換もしくは非置換のアルコキシ基；置換もしくは非置換のアリール基；又は置換もしくは非置換のヘテロ環基である。

本明細書の一実施態様において、上記Ｒ１〜Ｒ８は、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、水素；ハロゲン基；置換もしくは非置換のアルキル基；又は置換もしくは非置換のアルコキシ基である。

本明細書の一実施態様において、上記Ｒ２、Ｒ３及びＲ５〜Ｒ８は、水素である。

本明細書の一実施態様において、上記化学式１は、下記化学式２−１〜２−４のいずれか一つである。

上記化学式２−１〜２−４において、
Ｒ１、Ｒ４、Ｒ１１、Ｒ１２及びｎは、化学式１で定義した通りである。

本明細書の一実施態様において、上記Ｒ１及びＲ４は、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、水素；又は置換もしくは非置換のアルキル基である。

本明細書の一実施態様において、上記Ｒ１及びＲ４は、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、水素；又は直鎖又は分枝鎖のアルキル基である。

本明細書の一実施態様において、上記Ｒ１及びＲ４は、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、水素；又は炭素数１〜３０の分枝鎖のアルキル基である。

本明細書の一実施態様において、上記Ｒ１及びＲ４は、それぞれ水素である。

本明細書の一実施態様において、上記Ｒ１及びＲ４は、それぞれ２−オクチルドデカン（２−ｏｃｔｙｌｄｏｄｅｃａｎｅ）基である。

本明細書の一実施態様において、上記Ｒ１１及びＲ１２は、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、水素；ハロゲン基；置換もしくは非置換のアルキル基；置換もしくは非置換のアルコキシ基；置換もしくは非置換のアリール基；又は置換もしくは非置換のヘテロ環基である。

本明細書の一実施態様において、上記Ｒ１１及びＲ１２は、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、水素；ハロゲン基；又は置換もしくは非置換のアルコキシ基である。

本明細書の一実施態様において、上記Ｒ１１及びＲ１２は、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、ハロゲン基である。

本明細書の一実施態様において、上記Ｒ１１及びＲ１２は、それぞれフッ素である。

本明細書の一実施態様において、上記Ｒ１１は、フッ素であり、Ｒ１２は、水素である。

本明細書の一実施態様において、上記Ｒ１１及びＲ１２は、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、置換もしくは非置換のアルコキシ基である。

本明細書の一実施態様において、上記Ｒ１１及びＲ１２は、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、炭素数１〜３０のアルコキシ基である。

本明細書の一実施態様において、上記Ｒ１１及びＲ１２は、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、炭素数１〜１５のアルコキシ基である。

本明細書の一実施態様において、上記化学式１は、下記化合物のうちいずれか一つで表される。

上記化合物において、
ｎは１〜１０，０００の整数である。

本明細書の一実施態様において、上記化合物の末端基は、置換もしくは非置換のアリール基である。

本明細書の一実施態様において、上記化合物の末端基は、ベンゾトリフルオリドである。

本明細書の一実施態様は、第１電極；
上記第１電極と対向して備えられる第２電極；及び
上記第１電極と第２電極との間に備えられ、光活性層を含む１層以上の有機物層を含み、
上記有機物層のうち１層以上は、上記化合物を含むものである有機太陽電池を提供する。

本明細書の一実施態様において、上記有機太陽電池は、付加的な有機物層をさらに含むことができる。上記有機太陽電池は、様々な機能を同時に有する有機物を使用して、有機物層の数を減少させることができる。

本明細書の一実施態様において、上記有機太陽電池は、第１電極、光活性層及び第２電極を含む。上記有機太陽電池は、基板、正孔輸送層及び／又は電子輸送層がさらに含まれることができる。

図１は、本明細書の一実施態様に係る有機太陽電池を示す。具体的に、図１には、基板、第１電極、正孔輸送層、光活性層及び第２電極が順次積層された有機太陽電池を示す。

本明細書の一実施態様において、上記光活性層は、上記化合物を含む。

本明細書の一実施態様において、上記有機物層は、正孔輸送層、正孔注入層又は正孔輸送と正孔注入とを同時にする層を含み、上記正孔輸送層、正孔注入層又は正孔輸送と正孔注入とを同時にする層は、上記化合物を含む。

もう一つの実施態様において、上記有機物層は、電子注入層、電子輸送層又は電子注入と電子輸送とを同時にする層を含み、上記電子注入層、電子輸送層又は電子注入と電子輸送とを同時にする層は、上記化合物を含む。

本明細書の一実施態様において、上記第１電極はアノードであり、第２電極はカソードである。本明細書のまた別の実施態様において、上記第１電極はカソードであり、第２電極はアノードである。

本明細書の一実施態様において、有機太陽電池は、カソード、光活性層及びアノードの順に配列されることもでき、アノード、光活性層及びカソードの順に配列されることもできるが、これに限定されない。

もう一つの実施態様において、上記有機太陽電池は、アノード、正孔輸送層、光活性層、電子輸送層及びカソードの順に配列されることもでき、カソード、電子輸送層、光活性層、正孔輸送層及びアノードの順に配列されることもできるが、これに限定されない。

本明細書の一実施態様において、上記光活性層は、電子供与体及び受容体を含み、上記電子供与体は、上記化合物を含む。

本明細書の一実施態様において、上記電子受容体物質は、フラーレン、フラーレン誘導体、バソクプロイン、半導体性元素、半導体性化合物及びこれらの組み合わせからなる群より選択されることができる。具体的に、上記電子受容体物質は、ＰＣ_６０ＢＭ（ｐｈｅｎｙｌＣ_６０−ｂｕｔｙｒｉｃａｃｉｄｍｅｔｈｙｌｅｓｔｅｒ）、ＰＣ_６１ＢＭ（ｐｈｅｎｙｌＣ_６１−ｂｕｔｙｒｉｃａｃｉｄｍｅｔｈｙｌｅｓｔｅｒ）又はＰＣ_７１ＢＭ（ｐｈｅｎｙｌＣ_７１−ｂｕｔｙｒｉｃａｃｉｄｍｅｔｈｙｌｅｓｔｅｒ）であってもよい。

本明細書の一実施態様において、上記電子供与体及び電子受容体は、バルクヘテロ接合（ＢＨＪ）を構成する。電子供与体物質及び電子受容体物質は、１：１０〜１０：１の割合（ｗ／ｗ）で混合されることができる。具体的に、電子供与体物質及び電子受容体物質は、１：１〜１：１０の割合（ｗ／ｗ）で混合されることができ、より具体的に、電子供与体物質及び電子受容体物質は、１：１〜１：５の割合（ｗ／ｗ）で混合されることができる。必要によって、電子供与体物質及び電子受容体物質は、１：１〜１：３の割合（ｗ／ｗ）で混合されることができる。

本明細書の一実施態様において、上記光活性層は、ｎ型有機物層及びｐ型有機物層を含む二層薄膜（ｂｉｌａｙｅｒ）構造であり、上記ｐ型有機物層は、上記化合物を含む。

本明細書において、上記基板は、透明性、表面平滑性、取り扱い容易性及び防水性に優れたガラス基板又は透明プラスチック基板であってもよいが、これに限定されず、有機太陽電池に通常使用される基板であれば、制限されない。具体的に、ガラス又はＰＥＴ（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）、ＰＥＮ（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅｎａｐｈｔｈａｌａｔｅ）、ＰＰ（ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ）、ＰＩ（ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）、ＴＡＣ（ｔｒｉａｃｅｔｙｌｃｅｌｌｕｌｏｓｅ）等があるが、これに限定されるものではない。

上記第１電極は、透明で導電性に優れた物質であってもよいが、これに限定されない。バナジウム、クロム、銅、亜鉛、金のような金属又はこれらの合金；亜鉛酸化物、インジウム酸化物、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）のような金属酸化物；ＺｎＯ：Ａｌ又はＳｎＯ_２：Ｓｂのような金属と酸化物との組み合わせ；ポリ（３−メチルチオフェン）、ポリ［３，４−（エチレン−１，２−ジオキシ）チオフェン］（ＰＥＤＯＴ）、ポリピロール及びポリアニリンのような導電性高分子等があるが、これらにのみ限定されるものではない。

上記第１電極の形成方法は、特に限定されないが、例えば、スパッタリング、電子ビーム、熱蒸着、スピンコート、スクリーン印刷、インクジェットプリント、ドクターブレード又はグラビア印刷法を使用して、基板の一面に塗布されるか、フィルム形態にコーティングされることにより形成されることができる。

上記第１電極を基板上に形成する場合、これは洗浄、水分除去及び親水性改質過程を経ることができる。

例えば、パターニングされたＩＴＯ基板を洗浄剤、アセトン、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）で順次洗浄した後、水分除去のために加熱板で１００℃〜１５０℃で１分〜３０分間、好ましくは１２０℃で１０分間乾燥して、基板が完全に洗浄されると、基板表面を親水性に改質する。

上記のような表面改質を通じて、接合表面電位を光活性層の表面電位に適した水準に維持することができる。また、改質時に第１電極上に高分子薄膜の形成が容易になり、薄膜の品質が向上することもできる。

第１電極のための前処理技術としては、ａ）平行平板型放電を用いた表面酸化法、ｂ）真空状態でＵＶ紫外線を用いて生成したオゾンを通じて表面を酸化する方法、及びｃ）プラズマによって生成した酸素ラジカルを用いて酸化する方法等がある。

第１電極又は基板の状態によって、上記方法の中から一つを選択することができる。但し、いずれの方法を用いようが、共通に、第１電極又は基板表面の酸素離脱を防止し、水分及び有機物の残留を最大限抑制することが好ましい。このとき、前処理の実質的な効果を極大化することができる。

具体的な例として、ＵＶを用いて生成したオゾンを通じて表面を酸化する方法を使用することができる。このとき、超音波洗浄後にパターニングされたＩＴＯ基板を加熱板（ｈｏｔｐｌａｔｅ）で焼付け（ｂａｋｉｎｇ）してよく乾燥させた後、チャンバに投入し、ＵＶランプを作用させて酸素ガスがＵＶ光と反応して発生するオゾンによって、パターニングされたＩＴＯ基板を洗浄することができる。

ところが、本明細書におけるパターニングされたＩＴＯ基板の表面改質方法は、特に限定する必要はなく、基板を酸化させる方法であれば、いずれの方法でも構わない。

上記第２電極は、仕事関数の小さい金属であってもよいが、これに限定されない。具体的にマグネシウム、カルシウム、ナトリウム、カリウム、チタン、インジウム、イットリウム、リチウム、ガドリニウム、アルミニウム、銀、スズ及び鉛のような金属又はこれらの合金；ＬｉＦ／Ａｌ、ＬｉＯ_２／Ａｌ、ＬｉＦ／Ｆｅ、Ａｌ：Ｌｉ、Ａｌ：ＢａＦ_２、Ａｌ：ＢａＦ_２：Ｂａのような多層構造の物質であってもよいが、これに限定されるものではない。

上記第２電極は、５×１０^−７ｔｏｒｒ以下の真空度を示す熱蒸着装置の内部で蒸着されて形成されることができるが、この方法にのみ限定されるものではない。

上記正孔輸送層及び／又は電子輸送層物質は、光活性層から分離した電子と正孔を電極に効率的に伝達させる役割を果たし、物質は特に制限しない。

上記正孔輸送層物質は、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ（Ｐｏｌｙ（３，４−ｅｔｈｙｌｅｎｅｄｉｏｃｙｔｈｉｏｐｈｅｎｅ）ｄｏｐｅｄｗｉｔｈｐｏｌｙ（ｓｔｙｒｅｎｅｓｕｌｆｏｎｉｃａｃｉｄ））、モリブデニウム酸化物（ＭｏＯ_ｘ）；バナジウム酸化物（Ｖ_２Ｏ_５）；ニッケル酸化物（ＮｉＯ）；及びタングステン酸化物（ＷＯ_ｘ）等であってもよいが、これらにのみ限定されるものではない。

上記電子輸送層物質は、電子抽出金属酸化物（ｅｌｅｃｔｒｏｎ−ｅｘｔｒａｃｔｉｎｇｍｅｔａｌｏｘｉｄｅｓ）であってもよく、具体的に８−ヒドロキシキノリンの金属錯体；Ａｌｑ_３を含む錯体；Ｌｉｑを含む金属錯体；ＬｉＦ；Ｃａ；チタン酸化物（ＴｉＯ_ｘ）；亜鉛酸化物（ＺｎＯ）；及び炭酸セシウム（Ｃｓ_２ＣＯ_３）等であってもよいが、これらにのみ限定されるものではない。

光活性層は、電子供与体及び／又は電子受容体のような光活性物質を有機溶媒に溶解させた後、溶液をスピンコート、ディップコート、スクリーン印刷、スプレーコート、ドクターブレード、刷毛塗り等の方法で形成することができるが、これらの方法にのみ限定されるものではない。

上記化合物の製造方法及びこれを含む有機太陽電池の製造は、以下、製造例及び実施例で具体的に説明する。ところが、下記実施例は本明細書を例示するためのものであり、本明細書の範囲がこれらによって限定されるものではない。

製造例１．化合物１の製造

（１）化合物Ｃの製造

１００ｍＬのトルエン（ｔｏｌｕｅｎｅ）と１００ｍＬのジメチルホルムアミド（ｄｉｍｅｔｈｙｌｆｏｒｍａｍｉｄｅ, ＤＭＦ）とが混合された溶液に、化合物Ａ（１．４１ｇ、２．３４ｍｍｏｌ）、化合物Ｂ（３．０８ｇ、５．８５ｍｍｏｌ）及びテトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（Ｏ）（Ｐｄ（ＰＰｈ_３）_４）（０．１２７ｇ、０．１１ｍｍｏｌ）を入れて、１１０℃で４８時間反応させた。反応後、溶液を冷却し、ジクロロメタン（ｄｉｃｈｌｏｒｏｍｅｔｈａｎｅ, ＤＣＭ）で抽出した後、溶媒を除去した。その後、フラッシュ・クロマトグラフィー（ｆｌａｓｈｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ，ｈｅｘａｎｅ：ｍｅｔｈｙｌｃｈｌｏｒｉｄｅ＝５：１）を通じて精製して、化合物Ｃを得た。（収率：５６％）

図２は、化合物ＣのＭＳ測定結果を示す図である。

図３は、化合物ＣのＮＭＲ測定結果を示す図である。

（２）化合物Ｄの製造

０℃で５ｍＬのクロロホルム（ＣＨＣｌ_３）に化合物Ｃ（１．５３ｇ, １．３１ｍｍｏｌ）及びｎ−ブロモスクシンイミド（Ｎ−ｂｒｏｍｏｓｕｃｃｉｎｉｍｉｄｅ, ＮＢＳ）（０．５０ｇ、２．８２ｍｍｏｌ）を入れた後、常温で２４時間撹拌した。反応後、溶液を冷却し、ジクロロメタン（ｄｉｃｈｌｏｒｏｍｅｔｈａｎｅ, ＤＣＭ）で抽出した後、溶媒を除去した。その後、ヘキサン（ｈｅｘａｎｅ）を使用するフラッシュ・クロマトグラフィー（ｆｌａｓｈｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ）を通じて精製し、イソプロピルアルコール（ｉｓｏｐｒｏｐｙｌａｌｃｏｈｏｌ, ＩＰＡ）を通じて再結晶化させ、濾過した。生成した固体をＩＰＡ、メタノール（ｍｅｔｈａｎｏｌ）で洗浄した後、真空条件下で２４時間乾燥して、化合物Ｄを得た。（収率：８３％）

図４は、化合物ＤのＭＳ測定結果を示す図である。

図５は、化合物ＤのＮＭＲ測定結果を示す図である。

（３）化合物１の製造

窒素（Ｎ_２）雰囲気下で１００ｍＬのフラスコ（ｆｌａｓｋ）に化合物Ｄ（０．５３ｇ、０．４ｍｍｏｌ）、化合物Ｅ（０．２６５ｇ、０．４ｍｍｏｌ）及び１０ｍＬのクロロベンゼン（ｃｈｌｏｒｏｂｅｎｚｅｎｅ, ＣＢ）を入れて、３０分間窒素でバブリングした後、トリス（ジベンジリデンアセトン）ジパラジウム（Ｏ）（ｔｒｉｓ（ｄｉｂｅｎｚｙｌｉｄｅｎｅａｃｅｔｏｎｅ）ｄｉｐａｌｌａｄｉｕｍ（Ｏ）、Ｐｄ_２（ｄｂａ）_３）（７．３ｍｇ、０．００８ｍｍｏｌ）とトリ（ｏ−トリル）ホスフィン（ｔｒｉ（ｏ−ｔｏｌｙｌ）ｐｈｏｓｐｈｉｎｅ, Ｐ（ｏ−ｔｏｌ）_３）（９．７ｍｇ、０．０３２ｍｍｏｌ）を入れて、１１０℃で７２時間撹拌した。その後、０．５ｍＬのＢｒ−ベンゾトリフルオリド（Ｂｒ−ｂｅｎｚｏｔｒｉｆｌｕｏｒｉｄｅ）を添加して、常温で２４時間撹拌した。混合溶液をクロロホルムに注いで、シリカカラムを通過させた後、溶媒を蒸発させた。次に、生成物をさらにクロロホルムに溶解させた後、１８０ｍＬのメタノールと２Ｍ濃度の塩酸２０ｍＬとが混合された溶液に注いで、濾過（ｆｉｌｔｅｒａｔｉｏｎ）を行った。収集された高分子をメタノール、アセトン、ヘキサン、メチレンクロリド及びクロロホルムにソックスレー抽出（ｓｏｘｈｌｅｔｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ）した後、クロロホルム抽出物をメタノールに注いで沈殿させた。沈殿した高分子をさらに濾過し、真空条件下で一晩乾燥して、化合物１を得た。（収率：８０％）

製造例２. 化合物２の製造

窒素（Ｎ_２）雰囲気下で１００ｍＬのフラスコ（ｆｌａｓｋ）に化合物Ａ（０．２４ｇ、０．４ｍｍｏｌ）、化合物Ｅ（０．２６５ｇ、０．４ｍｍｏｌ）及び１０ｍＬのクロロベンゼン（ｃｈｌｏｒｏｂｅｎｚｅｎｅ, ＣＢ）を入れて、３０分間窒素でバブリングした後、Ｐｄ_２（ｄｂａ）_３（７．３ｍｇ、０．００８ｍｍｏｌ）とＰ（ｏ−ｔｏｌ）_３（９．７ｍｇ、０．０３２ｍｍｏｌ）を入れて、１１０℃で７２時間撹拌した。その後、０．５ｍＬのＢｒ−ベンゾトリフルオリド（Ｂｒ−ｂｅｎｚｏｔｒｉｆｌｕｏｒｉｄｅ）を添加して、常温で２４時間撹拌した。混合溶液をクロロホルムに注いで、シリカカラムを通過させた後、溶媒を蒸発させた。次に、生成物をさらにクロロホルムに溶解させた後、１８０ｍＬのメタノールと２Ｍ濃度の塩酸２０ｍＬとが混合された溶液に注いで、濾過（ｆｉｌｔｅｒａｔｉｏｎ）を行った。収集された高分子をメタノール、アセトン、ヘキサン、メチレンクロリド及びクロロホルムにソックスレー抽出（ｓｏｘｈｌｅｔｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ）した後、クロロホルム抽出物をメタノールに注いで沈殿させた。沈殿した高分子をさらに濾過し、真空条件下で一晩乾燥して、化合物２を得た。（収率：８４．５％）

製造例３. 化合物３の製造

窒素（Ｎ_２）雰囲気下で１００ｍＬのフラスコ（ｆｌａｓｋ）に化合物Ｆ（０．３０６ｇ、０．４ｍｍｏｌ）、化合物Ｇ（０．３３ｇ、０．４ｍｍｏｌ）及び１０ｍＬのクロロベンゼン（ｃｈｌｏｒｏｂｅｎｚｅｎｅ, ＣＢ）を入れて、３０分間窒素でバブリングした後、Ｐｄ_２（ｄｂａ）_３（７．３ｍｇ、０．００８ｍｍｏｌ）とＰ（ｏ−ｔｏｌ）_３（９．７ｍｇ、０．０３２ｍｍｏｌ）を入れて、１１０℃で７２時間撹拌した。その後、０．５ｍＬのＢｒ−ベンゾトリフルオリド（Ｂｒ−ｂｅｎｚｏｔｒｉｆｌｕｏｒｉｄｅ）を添加して、常温で２４時間撹拌した。混合溶液をクロロホルムに注いで、シリカカラムを通過させた後、溶媒を蒸発させた。次に、生成物をさらにクロロホルムに溶解させた後、１８０ｍＬのメタノールと２Ｍ濃度の塩酸２０ｍＬとが混合された溶液に注いで、濾過（ｆｉｌｔｅｒａｔｉｏｎ）を行った。収集された高分子をメタノール、アセトン、ヘキサン、メチレンクロリド及びクロロホルムにソックスレー抽出（ｓｏｘｈｌｅｔｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ）した後、クロロホルム抽出物をメタノールに注いで沈殿させた。沈殿した高分子をさらに濾過し、真空条件下で一晩乾燥して、化合物３を得た。（収率：５７％）

製造例４. 化合物４の製造

窒素（Ｎ_２）雰囲気下で１００ｍＬのフラスコ（ｆｌａｓｋ）に化合物Ａ（０．２４ｇ、０．４ｍｍｏｌ）、化合物Ｇ（０．３３ｇ、０．４ｍｍｏｌ）及び１０ｍＬのクロロベンゼン（ｃｈｌｏｒｏｂｅｎｚｅｎｅ, ＣＢ）を入れて、３０分間窒素でバブリングした後、Ｐｄ_２（ｄｂａ）_３（７．３ｍｇ、０．００８ｍｍｏｌ）とＰ（ｏ−ｔｏｌ）_３（９．７ｍｇ、０．０３２ｍｍｏｌ）を入れて、１１０℃で７２時間撹拌した。その後、０．５ｍＬのＢｒ−ベンゾトリフルオリド（Ｂｒ−ｂｅｎｚｏｔｒｉｆｌｕｏｒｉｄｅ）を添加して、常温で２４時間撹拌した。混合溶液をクロロホルムに注いで、シリカカラムを通過させた後、溶媒を蒸発させた。次に、生成物をさらにクロロホルムに溶解させた後、１８０ｍＬのメタノールと２Ｍ濃度の塩酸２０ｍＬとが混合された溶液に注いで、濾過（ｆｉｌｔｅｒａｔｉｏｎ）を行った。収集された高分子をメタノール、アセトン、ヘキサン、メチレンクロリド及びクロロホルムにソックスレー抽出（ｓｏｘｈｌｅｔｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ）した後、クロロホルム抽出物をメタノールに注いで沈殿させた。沈殿した高分子をさらに濾過し、真空条件下で一晩乾燥して、化合物４を得た。（収率：７１％）

製造例５. 化合物５の製造

窒素（Ｎ_２）雰囲気下で１００ｍＬのフラスコ（ｆｌａｓｋ）に化合物Ｄ（０．５３ｇ、０．４ｍｍｏｌ）、化合物Ｈ（０．２５８ｇ、０．４ｍｍｏｌ）及び１０ｍＬのクロロベンゼン（ｃｈｌｏｒｏｂｅｎｚｅｎｅ, ＣＢ）を入れて、３０分間窒素でバブリングした後、Ｐｄ_２（ｄｂａ）_３（７．３ｍｇ、０．００８ｍｍｏｌ）とＰ（ｏ−ｔｏｌ）_３（９．７ｍｇ、０．０３２ｍｍｏｌ）を入れて、１１０℃で７２時間撹拌した。その後、０．５ｍＬのＢｒ−ベンゾトリフルオリド（Ｂｒ−ｂｅｎｚｏｔｒｉｆｌｕｏｒｉｄｅ）を添加して、常温で２４時間撹拌した。混合溶液をクロロホルムに注いで、シリカカラムを通過させた後、溶媒を蒸発させた。次に、生成物をさらにクロロホルムに溶解させた後、１８０ｍＬのメタノールと２Ｍ濃度の塩酸２０ｍＬとが混合された溶液に注いで、濾過（ｆｉｌｔｅｒａｔｉｏｎ）を行った。収集された高分子をメタノール、アセトン、ヘキサン、メチレンクロリド及びクロロホルムにソックスレー抽出（ｓｏｘｈｌｅｔｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ）した後、クロロホルム抽出物をメタノールに注いで沈殿させた。沈殿した高分子をさらに濾過し、真空条件下で一晩乾燥して、化合物５を得た。（収率：４８％）

製造例６. 化合物６の製造

窒素（Ｎ_２）雰囲気下で１００ｍＬのフラスコ（ｆｌａｓｋ）に化合物Ａ（０．２４ｇ、０．４ｍｍｏｌ）、化合物Ｈ（０．２５８ｇ、０．４ｍｍｏｌ）及び１０ｍＬのクロロベンゼン（ｃｈｌｏｒｏｂｅｎｚｅｎｅ, ＣＢ）を入れて、３０分間窒素でバブリングした後、Ｐｄ_２（ｄｂａ）_３（７．３ｍｇ、０．００８ｍｍｏｌ）とＰ（ｏ−ｔｏｌ）_３（９．７ｍｇ、０．０３２ｍｍｏｌ）を入れて、１１０℃で７２時間撹拌した。その後、０．５ｍＬのＢｒ−ベンゾトリフルオリド（Ｂｒ−ｂｅｎｚｏｔｒｉｆｌｕｏｒｉｄｅ）を添加して、常温で２４時間撹拌した。混合溶液をクロロホルムに注いで、シリカカラムを通過させた後、溶媒を蒸発させた。次に、生成物をさらにクロロホルムに溶解させた後、１８０ｍＬのメタノールと２Ｍ濃度の塩酸２０ｍＬとが混合された溶液に注いで、濾過（ｆｉｌｔｅｒａｔｉｏｎ）を行った。収集された高分子をメタノール、アセトン、ヘキサン、メチレンクロリド及びクロロホルムにソックスレー抽出（ｓｏｘｈｌｅｔｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ）した後、クロロホルム抽出物をメタノールに注いで沈殿させた。沈殿した高分子をさらに濾過し、真空条件下で一晩乾燥して、化合物６を得た。（収率：７８％）

製造例７. 化合物７の製造

窒素（Ｎ_２）雰囲気下で１００ｍＬのフラスコ（ｆｌａｓｋ）に化合物Ｆ（０．３０６ｇ、０．４ｍｍｏｌ）、化合物Ｉ（０．４６ｇ、０．４ｍｍｏｌ）及び１０ｍＬのクロロベンゼン（ｃｈｌｏｒｏｂｅｎｚｅｎｅ, ＣＢ）を入れて、３０分間窒素でバブリングした後、Ｐｄ_２（ｄｂａ）_３（７．３ｍｇ、０．００８ｍｍｏｌ）とＰ（ｏ−ｔｏｌ）_３（９．７ｍｇ, ０．０３２ｍｍｏｌ）を入れて、１１０℃で７２時間撹拌した。その後、０．５ｍＬのＢｒ−ベンゾトリフルオリド（Ｂｒ−ｂｅｎｚｏｔｒｉｆｌｕｏｒｉｄｅ）を添加して、常温で２４時間撹拌した。混合溶液をクロロホルムに注いで、シリカカラムを通過させた後、溶媒を蒸発させた。次に、生成物をさらにクロロホルムに溶解させた後、１８０ｍＬのメタノールと２Ｍ濃度の塩酸２０ｍＬとが混合された溶液に注いで、濾過（ｆｉｌｔｅｒａｔｉｏｎ）を行った。収集された高分子をメタノール、アセトン、ヘキサン、メチレンクロリド及びクロロホルムにソックスレー抽出（ｓｏｘｈｌｅｔｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ）した後、クロロホルム抽出物をメタノールに注いで沈殿させた。沈殿した高分子をさらに濾過し、真空条件下で一晩乾燥して、化合物７を得た。（収率：５７％）

製造例８. 化合物８の製造

窒素（Ｎ_２）雰囲気下で１００ｍＬのフラスコ（ｆｌａｓｋ）に化合物Ａ（０．２４ｇ、０．４ｍｍｏｌ）、化合物Ｉ（０．４６ｇ、０．４ｍｍｏｌ）及び１０ｍＬのクロロベンゼン（ｃｈｌｏｒｏｂｅｎｚｅｎｅ, ＣＢ）を入れて、３０分間窒素でバブリングした後、Ｐｄ_２（ｄｂａ）_３（７．３ｍｇ、０．００８ｍｍｏｌ）とＰ（ｏ−ｔｏｌ）_３（９．７ｍｇ、０．０３２ｍｍｏｌ）を入れて、１１０℃で７２時間撹拌した。その後、０．５ｍＬのＢｒ−ベンゾトリフルオリド（Ｂｒ−ｂｅｎｚｏｔｒｉｆｌｕｏｒｉｄｅ）を添加して、常温で２４時間撹拌した。混合溶液をクロロホルムに注いで、シリカカラムを通過させた後、溶媒を蒸発させた。次に、生成物をさらにクロロホルムに溶解させた後、１８０ｍＬのメタノールと２Ｍ濃度の塩酸２０ｍＬとが混合された溶液に注いで、濾過（ｆｉｌｔｅｒａｔｉｏｎ）を行った。収集された高分子をメタノール、アセトン、ヘキサン、メチレンクロリド及びクロロホルムにソックスレー抽出（ｓｏｘｈｌｅｔｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ）した後、クロロホルム抽出物をメタノールに注いで沈殿させた。沈殿した高分子をさらに濾過し、真空条件下で一晩乾燥して、化合物８を得た。（収率：７１％）

実施例１.
上記製造例１で製造した化合物１をドナーとして使用し、ＰＣＢＭをアクセプタとして使用して、１：２の割合でクロロベンゼン（ｃｈｌｏｒｏｂｅｎｚｅｎｅ, ＣＢ）に溶かして、複合溶液（ｃｏｍｐｏｓｉｔｓｏｌｕｔｉｏｎ）を製造した。このとき、濃度は２．０ｗｔ％に調節し、有機太陽電池は、ＩＴＯ／ＺｎＯ／光活性層／ＭｏＯ_３／Ａｇの構造とした。ＩＴＯがコーティングされたガラス基板は蒸留水、アセトン、２−プロパノールを用いて超音波洗浄し、ＩＴＯの表面を１０分間オゾン処理した後、ＺｎＯ前駆体溶液をスピンコートして、１２０℃で１０分間熱処理した。その後、複合溶液を０．４５μｍＰＰシリンジフィルター（ｓｙｒｉｎｇｅｆｉｌｔｅｒ）で濾過した後、スピンコートして光活性層を形成した。その後、熱蒸着装置でＭｏＯ_３を０．４Å／sの速度で５ｎｍ〜２０ｎｍの厚さで上記光活性層上に蒸着して、正孔輸送層を製造した。その後、熱蒸着装置の内部でＡｇを１Å／sの速度で上記正孔輸送層上に１０ｎｍに蒸着して、有機太陽電池を製造した。

実施例２．
上記実施例１において化合物１の代わりに化合物２を使用したことを除き、実施例１と同一の方法で有機太陽電池を製造した。

実施例３．
上記実施例１において化合物１の代わりに化合物３を使用したことを除き、実施例１と同一の方法で有機太陽電池を製造した。

実施例４．
上記実施例１において化合物１の代わりに化合物４を使用したことを除き、実施例１と同一の方法で有機太陽電池を製造した。

実施例５．
上記実施例１において化合物１の代わりに化合物５を使用したことを除き、実施例１と同一の方法で有機太陽電池を製造した。

実施例６．
上記実施例１において化合物１の代わりに化合物６を使用したことを除き、実施例１と同一の方法で有機太陽電池を製造した。

実施例７．
上記実施例１において化合物１の代わりに化合物７を使用したことを除き、実施例１と同一の方法で有機太陽電池を製造した。

実施例８．
上記実施例１において化合物１の代わりに化合物８を使用したことを除き、実施例１と同一の方法で有機太陽電池を製造した。

上記実施例１〜８で製造された有機太陽電池の光電変換特性を１００ｍＷ／ｃｍ^２（ＡＭ１．５）の条件で測定して、下記表１及び図６にその結果を示す。

表１において、Ｖｏｃは開放電圧を、Ｊｓｃは短絡電流を、ＦＦは充填率（Ｆｉｌｌｆａｃｔｏｒ）を、ηはエネルギー変換効率を意味する。開放電圧と短絡電流は、それぞれ電圧−電流密度曲線の第四象限でＸ軸とＹ軸切片であり、この二つの値が高いほど太陽電池の効率は好ましく高くなる。また、充填率（Ｆｉｌｌｆａｃｔｏｒ）は、曲線内部に描くことのできる長方形の面積を短絡電流と開放電圧との積で割った値である。この三つの値を照射された光の強さで割ると、エネルギー変換効率を求めることができ、高い値であるほど好ましい。

１０１：基板
１０２：第１電極
１０３：正孔輸送層
１０４：光活性層
１０５：第２電極

Claims

下記化学式１の単位を含む化合物：

前記化学式１において、
ｐ及びｑは、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、０〜３の整数であり、
ｐ及びｑがそれぞれ２以上の場合、括弧内の構造は、互いに同一であるか異なっており、
ｒ及びｓは、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、１〜３の整数であり、
ｒ及びｓがそれぞれ２以上の場合、括弧内の構造は、互いに同一であるか異なっており、
Ｘ１〜Ｘ３は、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、Ｓ、Ｏ、Ｓｅ、Ｔｅ、ＮＲ、ＣＲＲ’、ＳｉＲＲ’、ＰＲ又はＧｅＲＲ’であり、
Ｙ１〜Ｙ４は、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、Ｓ、Ｏ、Ｓｅ、Ｔｅ、ＮＲ、ＣＲＲ’、ＳｉＲＲ’、ＰＲ又はＧｅＲＲ’であり、
Ｒ１〜Ｒ１２、Ｒ及びＲ’は、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、水素；重水素；ハロゲン基；ニトリル基；ニトロ基；ヒドロキシ基；カルボニル基；エステル基；イミド基；アミド基；置換もしくは非置換のアルキル基；置換もしくは非置換のシクロアルキル基；置換もしくは非置換のアルコキシ基；置換もしくは非置換のアリールオキシ基；置換もしくは非置換のアルキルチオキシ基；置換もしくは非置換のアリールチオキシ基；置換もしくは非置換のアルキルスルホキシ基；置換もしくは非置換のアリールスルホキシ基；置換もしくは非置換のアルケニル基；置換もしくは非置換のシリル基；置換もしくは非置換のホウ素基；置換もしくは非置換のアミン基；置換もしくは非置換のアリールホスフィン基；置換もしくは非置換のホスフィンオキシド基；置換もしくは非置換のアリール基；又は置換もしくは非置換のヘテロ環基であり、
ｎは１〜１０，０００の整数である。
前記Ｘ１〜Ｘ３は、それぞれＳである、請求項１に記載の化合物。
前記化学式１は、下記化学式１−１〜１−４のうちいずれか一つで表されるものである、請求項１または２に記載の化合物：

前記化学式１−１〜１−４において、
ｎ、Ｒ１〜Ｒ１２及びＹ１〜Ｙ４は、化学式１で定義した通りであり、
Ｙ３’及びＹ４’は、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、Ｓ、Ｏ、Ｓｅ、Ｔｅ、ＮＲ、ＣＲＲ’、ＳｉＲＲ’、ＰＲ又はＧｅＲＲ’であり、
Ｒ５’、Ｒ６’、Ｒ７’、Ｒ８’、Ｒ及びＲ’は、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、水素；重水素；ハロゲン基；ニトリル基；ニトロ基；ヒドロキシ基；カルボニル基；エステル基；イミド基；アミド基；置換もしくは非置換のアルキル基；置換もしくは非置換のシクロアルキル基；置換もしくは非置換のアルコキシ基；置換もしくは非置換のアリールオキシ基；置換もしくは非置換のアルキルチオキシ基；置換もしくは非置換のアリールチオキシ基；置換もしくは非置換のアルキルスルホキシ基；置換もしくは非置換のアリールスルホキシ基；置換もしくは非置換のアルケニル基；置換もしくは非置換のシリル基；置換もしくは非置換のホウ素基；置換もしくは非置換のアミン基；置換もしくは非置換のアリールホスフィン基；置換もしくは非置換のホスフィンオキシド基；置換もしくは非置換のアリール基；又は置換もしくは非置換のヘテロ環基である。
前記Ｒ１〜Ｒ８、Ｒ５’、Ｒ６’、Ｒ７’、及びＲ８’は、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、水素；ハロゲン基；置換もしくは非置換のアルキル基；又は置換もしくは非置換のアルコキシ基である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の化合物。
前記Ｒ９及びＲ１０は、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、置換もしくは非置換のアルキル基である、請求項１〜４のいずれか一項に記載の化合物。
前記Ｒ１１及びＲ１２は、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、水素；ハロゲン基；又は置換もしくは非置換のアルコキシ基である、請求項１〜５のいずれか一項に記載の化合物。
前記Ｙ１〜Ｙ４は、それぞれＳである、請求項１〜６のいずれか一項に記載の化合物。
前記ｐ及びｑが互いに同一であり、それぞれ０又は１であり、
前記ｒ及びｓが互いに同一であり、それぞれ１又は２である、請求項１〜７のいずれか一項に記載の化合物。
前記化学式１は、下記化合物のうちいずれか一つで表されるものである、請求項１〜８のいずれか一項に記載の化合物：

前記化合物において、
ｎは１〜１０，０００の整数である。
第１電極；
前記第１電極と対向して備えられる第２電極；及び
前記第１電極と前記第２電極との間に備えられ、光活性層を含む１層以上の有機物層を含み、
前記有機物層のうち１層以上は、請求項１〜９のいずれか一項に記載の化合物を含むものである有機太陽電池。
前記有機物層は、正孔輸送層、正孔注入層又は正孔輸送と正孔注入とを同時にする層を含み、
前記正孔輸送層、正孔注入層又は正孔輸送と正孔注入とを同時にする層は、前記化合物を含む、請求項１０に記載の有機太陽電池。
前記有機物層は、電子注入層、電子輸送層又は電子注入と電子輸送とを同時にする層を含み、
前記電子注入層、電子輸送層又は電子注入と電子輸送とを同時にする層は、前記化合物を含む、請求項１０に記載の有機太陽電池。
前記光活性層は、電子供与体及び電子受容体を含み、
前記電子供与体は、前記化合物を含むものである、請求項１０〜１２のいずれか一項に記載の有機太陽電池。
前記有機太陽電池は、正孔注入層、正孔輸送層、正孔遮断層、電荷発生層、電子遮断層、電子注入層及び電子輸送層からなる群より選択される１又は２以上の有機物層をさらに含むものである、請求項１０〜１３のいずれか一項に記載の有機太陽電池。