KR100931676B1 - Ｃ70 플러렌 유도체 및 그를 이용한 유기 광기전력 장치 - Google Patents

Ｃ70 플러렌 유도체 및 그를 이용한 유기 광기전력 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 하기 화학식 1로 표시되는 C70 플러렌 유도체 및 그를 광전변환재료로 이용한 유기 광기전력 장치에 관한 것이다.
본 발명의 C70 플러렌 유도체는 플러렌 분자에 페닐 알킬 산의 알킬 에스테르기를 측쇄 작용기로 도입하여, 플러렌의 용해도를 높일 뿐만 아니라 혼화성이 향상되므로, 촉매재료, 생체 재료, 의약품, 비선형 광학재료 또는 유기전자 재료의 다양한 분야에 유용하게 활용할 수 있다. 나아가, 본 발명의 C70 플러렌 유도체는 유기 광기전력 장치에 전자수용체로 사용되는 광전변환재료로서 사용될 수 있으며, 혼화성이 낮은 전도성 전자공여체 고분자와 혼합하여, 에너지 전환 효율이 개선된 유기 광기전력 장치를 제공할 수 있다.
Figure 112008025367151-pat00001
(상기 식에서, 3≤m+n≤6이고, m과 n은 1∼5의 정수이다.)
플러렌 유도체, 혼화성, 광전변환재료, 유기 광기전력 장치

Description

Ｃ70 플러렌 유도체 및 그를 이용한 유기 광기전력 장치{Ｃ70 METHANOFULLERENE DERIVATIVES AND ORGANIC PHOTOVOLTAIC DEVICES USING THEM}
본 발명은 화학식 1로 표시되는 C70 플러렌 유도체 및 그를 광전변환재료(光電變換材料)로 이용한 유기 광기전력 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 본 발명은 플러렌 분자에 페닐 알킬 산의 알킬 에스테르기를 측쇄 작용기로 도입하여 플러렌의 용해도를 높일 뿐만 아니라 혼화성이 향상된 C70 플러렌 유도체를 제조하고, 이를 광전변환재료로 이용하여 에너지 전환 효율을 개선시킨 유기 광기전력 장치에 관한 것이다.
C60 및 C70으로 대표되는 플러렌은 분자간력에 의한 결합으로 높은 대칭성을 지닌 분자로서, 분자 중의 모든 탄소원자가 등가이고 서로 공유 결합되어 있으며, 매우 안정된 결정체이다. 이러한 독특한 물리화학적 특성 때문에 플러렌 분자는 다양한 분야에서 관심의 대상이 되어왔다.
플러렌 분자는 새로운 탄소계 재료로서 각종 용도의 응용에 기대되고 있는데, 그의 일례로는 소성변형능이나 가공경화성 등의 금속적인 역학 특성이 보고된 C60 플러렌 은 이러한 특성에 기초하여 초전도 재료, 촉매재료, 윤활제 재료, 생체 재료 및 비선형 광학 재료 등의 응용에 연구되고 있다. 또한, 플러렌은 가장 강력하고 수명이 긴 산화방지제이며, 최근에는 항암 효능으로 생의학 분야에서 주목을 받고 있다.
따라서, 최근에는 이러한 플러렌 자체의 연구뿐만 아니라, 편중된 탄소-탄소 이중결합을 가진 5각형 및 6각형으로 이루어진 플러렌 분자는 방향족이 아니라 알켄(alkene) 구조를 가지므로, 이들 분자에 대해 다양한 알켄 부가반응을 통하여, 플러렌에 화학적 기능화 과정을 거친 다양한 플러렌 함유 유도체 개발이 활발하다.
특히, 전자이동에 의하여 환원시에 구조의 변화가 전혀 없는 플러렌의 성질을 이용하여, 전자수용체로서의 역할과 화학적 기능화를 통한 플러렌의 물리화학적 성질의 증대를 통해 다양한 용도의 플러렌 유도체 개발이 진행되고 있다. 그의 대표적인 일례로서, 유기 광기전력 장치에 플러렌 유도체를 응용하는 것이다.
유기 광기전력 장치는 최근 몇 년 사이에 기술적 가능성이 급격히 향상된 신형 태양전지로서, 폴리파라페닐렌비닐렌(poly para-phenylene vinylene, PPV), 폴리티오펜(polythiophene, PT) 등의 반도체성 고분자 또는 프탈로시아닌, 페릴렌, 펜타센(pentacene) 등의 감광성 단분자, 플러렌(fullerene) 유도체 등의 유기계 반도체 재료를 활용하는 복합구조형 태양전지들을 일컫는다.
유기 광기전력 장치는 전자공여체와 전자수용체의 접합 구조로 이루어져 있고, 소위 "광여기 전하 이동현상(photoinduced charge transfer, PICT)" 이라 불리는 전자공여체와 전자수용체 사이의 매우 빠른 전하 이동현상이 광기전력 효과의 주원인 으로 설명되고 있다.
이때, 전자공여체로 사용되는 유기 반도체는 반도체 고분자의 경우, 폴리파라페닐렌비닐렌(PPV) 계열의 물질과 폴리티오펜(PT)의 다양한 유도체들이 사용되고 있다. 또한, 전자수용체로서, C60 자체 또는 C60이 유기 용매에 잘 녹도록 설계된 C60 유도체가 사용되고 있다.
효용성이 높은 태양전지를 제작하려면, 전자 공여체와 전자 수용체 사이의 접촉 면적이 커야 하고, 분리된 두 전하가 전하의 손실 없이 전극으로 이동할 수 있어야 한다.
그러나, C60은 유기 용매에 대한 용해도가 낮으므로, 고분자와 섞었을 때 상 분리 현상이 일어나므로, 외형상 전반적으로 효율성이 낮은 문제가 있다.
따라서, 이러한 문제점을 극복하기 위한 방법으로 C60을 유기 용매에 잘 녹도록 측쇄기(side chain)를 붙인 C60 유도체를 합성하고자 시도하고 있다. 이러한 노력은 C60의 용해도를 높일 뿐만 아니라 반도체 고분자와 C60의 섞이는 정도(혼화성)를 종래보다 향상시킬 수 있으므로, 에너지 전환 효율이 개선된 광기전력 장치를 개발할 수 있다.
그의 일례로, 미국특허출원공개 제2006-11233호에서는 전자공여체로서 폴리(3-헥실티오펜)(이하, "P3HT"라 한다)과, 전자수용체로서 [6,6]-페닐-C61-부틸산 메틸에스테르(C60-PCMB)를 사용하고, 스핀코팅법으로 광전변환층이 도입된 유기 광기전력 장 치를 제시하고 있다.
또한, 최근에는 C60보다 광흡수 능력이 뛰어난 C70의 유도체인 [6,6]-페닐-C71-부틸산 메틸에스테르(C70-PCMB)을 광전변환층의 전자수용체로 도입하여 광전변환 성능을 개선한 보고가 있다[J. Peet et. al., Nature Mater. 6, 497].
따라서, 초전도 재료, 촉매 재료, 윤활제 재료, 생체 재료 및 비선형 광학 재료 분야에서의 요구를 충족하기 위해서는, 플러렌 고유의 성질을 그대로 유지하고 전기화학적 안정성 및 물리화학적 특성을 증대시킨 플러렌 유도체개발이 필요한 상황이다.
이에, 본 발명자들은 플러렌의 용해도를 높여 그 효율성을 극대화시키고, 반도체 고분자와의 혼화성을 향상시킬 수 있는 플러렌 유도체를 개발하고자 노력한 결과, 플러렌 분자에 페닐 알킬 산의 알킬 에스테르기가 측쇄 작용기로 도입된 신규한 C70 플러렌 유도체를 제조하고, 제조된 플러렌 유도체가 플러렌 고유의 성질을 그대로 유지하되, 전기화학적 안정성 및 물리화학적 특성이 증대화되고, 반도체 고분자와 혼용성이 높아, 에너지 전환 효율이 개선됨을 확인함으로써, 본 발명을 완성하였다.
본 발명의 목적은 플러렌의 용해도를 높일 뿐만 아니라 반도체 고분자와 혼화성이 향상된 신규한 플러렌 유도체를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 플러렌 분자에 페닐 알킬 산의 알킬 에스테르기를 작용기로 도입한 플러렌 유도체의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 플러렌 유도체를 이용한 유기 광기전력 장치를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 하기 화학식 1로 표시되는 [6,6]-페닐 C71-알킬 산 알킬 에스테르인 C70 플러렌 유도체를 제공한다.
화학식 1
Figure 112008025367151-pat00002
(상기에서, 3≤m+n≤6이고, m과 n은 1∼5의 정수이다.)
본 발명의 C70 플러렌 유도체가 더욱 바람직하게는 상기 m+n=4이고, m과 n은 1∼3의 정수이며, 가장 바람직하게는 [6,6]-페닐 C71-부티릭산 프로필에스테르(C70-PCBP) 또는 [6,6]-페닐 C71-부티릭산 펜틸에스테르(C70-PCBF)이다.
또한, 본 발명은 C70 플러렌 유도체의 제조방법을 제공한다. 더욱 상세하게는, 1) 옥소 페닐 알킬 산의 알킬 에스테르(2)와 파라-토실하이드라자이드(3)를 유기용매 하에서 반응시켜, 토실하이드라존 화합물 유도체(4)를 제조하고, 2) 상기 토실하이드라존 화합물 유도체(4)를 함유하는 염기성 용액에 C70 플러렌 함유용액(5)을 첨가하여, 미정제된 [6,6]-페닐 C71-알킬산 알킬 에스테르를 제조하고, 3) 상기 미정제된 [6,6]-페닐 C71-알킬산 알킬 에스테르를 분리 정제하는 것으로 수행된다.
Figure 112008025367151-pat00003
(상기에서, 3≤m+n≤6이고, m과 n은 1∼5의 정수이다.)
더욱 상세하게는, 상기 단계 1)에서 토실하이드라자이드(3) 100 중량부에 대하여, 옥소 페닐 알킬 산의 알킬 에스테르(2) 100 내지 300 중량부가 메탄올, 에탄올, 프로판올, 이소프로판올, 부탄올, 벤젠, 톨루엔, 자일렌 및 이들의 혼합형태로 이루 어진 군에서 선택되는 어느 하나의 유기용매 하에서 반응이 수행되는 것이다.
단계 2)에서, 상기 토실하이드라존 화합물 유도체(4)를 함유하는 염기성 용액은 상기 토실하이드라존 화합물 유도체(4)를 피리딘, 트리에틸아민 및 디이소프로필에틸아민으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 염기성 용매에 용해시키고, 소듐 메톡사이드, 소듐 에톡사이드, 포타슘 메톡사이드 및 포타슘 에톡사이드로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 염기성화합물을 첨가한 후, 10 분 내지 30 분동안 교반하여 제조되는 것이다.
단계 2)에서 C70 플러렌 함유용액은 벤젠, 톨루엔, 자일렌, 1,2-디클로로벤젠 및 이들의 혼합용매로 이루어진 군에서 선택되는 유기용매 10 내지 50㎖에 플러렌 1g을 용해시켜 제조되는 것이다.
본 발명은 상기 화학식 1로 표시되는 C70 플러렌 유도체가 유기 광기전력 장치에 전자수용체로 사용되는 광전변환재료로서의 그 용도를 제공한다.
나아가, 본 발명은 기판; 제1전극; 버퍼층: 광전변환층 및 제2전극으로 이루어진 유기 광기전력 장치에 있어서, 상기 광전변환층이 전도성 고분자 및 상기 화학식 1로 표시되는 C70 플러렌 유도체가 배합된 광전변환 물질로 형성된 유기 광기전력 장치를 제공한다.
본 발명에서 광전변환 물질은 전도성 고분자 및 C70 플러렌 유도체가 1:0.5 ∼ 1:4 중량비로 배합되는 것이다.
상기 광전변환층은 전도성 고분자 및 C70 플러렌 유도체가 배합된 광전변환 물질이 클로로벤젠, 1,2-디클로로벤젠 및 클로로폼로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 용매에 고형분 함량 1.0 내지 3.0 중량%로 함유되도록 제조되는 것이다.
이때, 화학식 1로 표시되는 C70 플러렌 유도체는 4≤m+n≤6이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 m+n=4이고, m과 n은 1∼3의 정수이다. 더욱 상세하게는, [6,6]-페닐 C71-부티릭산 프로필에스테르(C70-PCBP)(m+n=4) 또는 [6,6]-페닐 C71-부티릭산 펜틸에스테르(C70-PCBF)(m+n=6)일 때, 플러렌(C60)의 용해도를 높여 효율성을 향상시킬 수 있고, 전자공여체와의 혼화성을 향상시킬 수 있다. 이때, 전자공여체로서는 가시광 영역에서 흡광도가 좋은 전도성 고분자를 사용할 수 있고, 바람직하게는 폴리티오펜을 사용한다.
본 발명은 플러렌 분자에 페닐 알킬 산의 알킬 에스테르기를 작용기로 도입하여, 플러렌의 용해도를 높일 뿐만 아니라 반도체 고분자와 혼화성이 향상된 신규한 C70 플러렌 유도체를 제공함으로써, 본 발명의 C70 플러렌 유도체는 촉매재료, 생체 재료, 의약품, 비선형 광학재료 또는 유기전자 재료 등의 다양한 분야에 유용하게 활용될 수 있다.
특히, 본 발명의 C70 플러렌 유도체는 유기 광기전력 장치에 전자수용체로 사용되는 광전변환재료로서 유용하게 활용될 수 있다.
또한, 본 발명의 C70 플러렌 유도체를 혼화성이 낮은 전도성 전자공여체 고분자와 혼합하여 광전변환재료로 사용할 경우, 에너지 전환 효율이 개선된 유기 광기전력 장치를 제공할 수 있다.
이하, 본 발명을 상세히 설명하고자 한다.
본 발명은 하기 화학식 1로 표시되는 C70 플러렌 유도체를 제공한다.
화학식 1
Figure 112008025367151-pat00004
(상기 식에서, 3≤m+n≤6이고, m과 n은 1∼5의 정수이다.)
본 발명의 C70 플러렌 유도체는 플러렌 측쇄에 페닐 알킬 산의 알킬 에스테르 작용기를 도입함으로써, 플러렌 고유의 성질을 그대로 유지하되, 전기화학적 안정성 및 물리화학적 특성이 증대화되고, 플러렌 자체의 용해도를 높일 수 있으며, 반도체 고분자와의 혼용성이 높아 촉매재료, 생체 재료, 의약품, 비선형 광학재료 또는 유기전자 재료 등의 다양한 분야에 유용하게 활용될 수 있다.
특히, 본 발명의 C70 플러렌 유도체가 반도체 고분자와 혼화성이 향상되므로 유기 광기전력 장치에 적용시, 혼화성이 낮은 전도성 전자공여체 고분자와 혼합하여 사용할 경우, 에너지 전환 효율이 개선된 유기 광기전력 장치를 개발할 수 있다.
전자 공여체 고분자와 전자수용체 플러렌 유도체의 혼화물을 광전변환층으로 사용하는 광전변환장치의 경우, 플러렌 자체가 뭉쳐 나노결정을 형성하여 전자가 음극으로 이동하는 통로 역할을 하는 것과 플러렌이 전자 공여체 고분자와 혼화되어 고분자에 의해 여기된 엑시톤을 전자와 정공으로 잘 분리해야한다. 따라서 전자수용체인 플러렌의 결정성과 혼화성의 조화가 광전변환장치의 효율을 향상시키는데 중요한 인자가 된다. 본 발명의 C70 플러렌 유도체가 m+n이 3미만이면, 결정성은 좋으나 혼화성이 떨어지고, m+n이 6을 초과하면, 혼화성은 좋으나 결정성이 떨어져서 바람직하지 않다.
본 발명의 C70 플러렌 유도체 중 더욱 바람직한 것은 4≤m+n≤6이고, 가장 바람직하게는 m+n=4이고, m과 n은 1∼3의 정수이다. 더욱 상세하게는, [6,6]-페닐 C71-부티릭산 프로필에스테르(C70-PCBP)(m+n=4) 또는 [6,6]-페닐 C71-부티릭산 펜틸에스테르(C70-PCBF)(m+n=6)이다.
또한, 본 발명의 화학식 1로 표시되는 C70 플러렌 유도체는 유기 광기전력 장치에 전자수용체로 적용되는 광전변환재료로서 활용될 수 있다.
또한, 본 발명은 화학식 1로 표시되는 C70 플러렌 유도체의 제조방법을 제공한다.
반응식 1
Figure 112008025367151-pat00005
(상기에서, 3≤m+n≤6이고, m과 n은 1∼5의 정수이다.)
본 발명의 C70 플러렌 유도체의 제조방법은 상기 반응식 1에 의해 수행되며, 더욱 상세하게는,
1) 옥소 페닐 알킬 산의 알킬 에스테르(2)와 파라-토실하이드라자이드(3)를 유기용매 하에서 반응시켜, 토실하이드라존 화합물 유도체(4)를 제조하고,
2) 상기 토실하이드라존 화합물 유도체(4)를 함유하는 염기성 용액에 C70 플러렌 함유용액(5)을 첨가하여, 미정제된 [6,6]-페닐 C71-알킬산 알킬 에스테르를 제조하고,
3) 상기 미정제된 [6,6]-페닐 C71-알킬산 알킬 에스테르를 분리 정제하여 수행되는 것이다.
본 발명의 C70 플러렌 유도체의 제조방법을 각 단계별로 설명하면, 먼저 단계 1)은 상기 C70 플러렌 유도체 화합물(1)을 제조하기 위하여, 본 발명에서는 옥소 페닐 알킬 산의 알킬 에스테르(2)와 파라-토실하이드라자이드(3)를 메탄올, 에탄올, 프로판올, 이소프로판올, 부탄올, 벤젠, 톨루엔, 자일렌 및 이들의 혼합형태로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 유기용매 하에서 반응시켜 토실하이드라존 화합물 유도체(3)를 제조하는 것이다. 이때, 사용되는 유기용매로는 메탄올이 가장 바람직하다.
상기 옥소 페닐 알킬 산의 알킬 에스테르(2)는 토실하이드라자이드 100 중량부에 대하여, 100 내지 300 중량부로 반응되며 이때, 100 중량부 미만이면, 반응이 완결되지 않고, 300 중량부를 초과하면, 반응중 원하지 않은 화합물의 생성으로 말미암아 수득율의 저하와 반응종결후 미반응 물질을 분리하는데 어려움이 수반되어 바람직하지 않다. 또한, 반응온도 및 반응시간은 50 내지 200℃에서 1 시간 내지 40 시간동안 수행되는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 80 내지 120℃에서 3 시간 내지 6 시간동안 수행하는 것이다. 이때, 반응온도가 50℃ 미만으로 수행될 경우, 반응이 원활히 진행되지 않아 바람직하지 않고, 200℃를 초과하여 실시되면, 미확인의 원하지 않는 화합물이 생성되므로, 반응의 수득율이 낮아진다. 반응시간은 반응온도에 따라 달라질 수 있음을 당연히 이해될 수 있을 것이다.
단계 2)는 본 발명에서 최종 목적물인 [6,6]-페닐 C71-알킬 산 알킬 에스테르를 제조하기 위해서는 상기 단계 1)에서 얻어진 알킬 페닐 알킬 산 에스테르 파라-토실하이드라존 화합물(4)을 피리딘, 트리에틸아민 및 디이소프로필에틸아민으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 용매에 용해시키고, 소듐 메톡사이드, 소듐 에톡사이드, 포타슘 메톡사이드 및 포타슘 에톡사이드로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 염기를 첨가한 후, 10분 내지 30분 동안 교반하여, 토실하이드라존 화합물 유도체(4)를 함유하는 염기성 용액을 제조한다.
이후, 상기 토실하이드라존 화합물 유도체(4)를 함유하는 염기성 용액에 C70 C70 플러렌 함유용액(5)을 첨가하여 50 내지 200℃ 온도에서 5시간 내지 40시간동안, 더욱 바람직하게는 110℃ 온도에서 22시간 동안 수행한다. 상기 C70 플러렌 함유용액(5)은 벤젠, 톨루엔, 자일렌, 1,2-디클로로벤젠 및 이들의 혼합용매로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 용매 1g 당, 플러렌 10 내지 50㎖, 더욱 바람직하게는 30㎖를 용해시켜 제조된다.
상기 반응온도 및 반응시간은 반응의 원할한 진행과 원하는 생성물의 수득율을 고려하는 측면에서 제어되며, 반응온도가 50℃ 미만이면, 반응이 원활히 진행되지 않아 바람직하지 않고, 200℃를 초과하여 실시되면, 미확인의 원하지 않는 화합물이 생성됨으로써 반응의 수득율이 낮아지는 문제가 있다.
이때, 단계 1)에서 제조된 토실하이드라존 화합물 유도체(3)는 C70 플러렌 100 중량부에 대하여, 100 내지 300 중량부, 더욱 바람직하게는 150 내지 250 중량부를 사 용한다. 상기 100 중량부 미만이면, 반응이 완결되지 않는 문제가 있고, 300 중량부를 초과하면, 반응 중 원하지 않은 화합물의 생성으로 말미암아 수득율의 저하와 반응종결후 미반응 물질을 분리하는데 어려움이 수반되므로 바람직하지 않다.
단계 3)은 단계 2) 반응 이후, 생성된 미정제 [6,6]-페닐 C71-알킬산 알킬 에스테르를 칼럼크로마토그래피를 이용하여 분리한 후 농축하여 벤젠, 톨루엔, 자일렌, 1,2-디클로로벤젠 및 이들의 혼합용매로 이루어진 군에서 선택되는 유기용매에 첨가한 후 반응시킨다.
최종 반응용액을 농축시킨 후 원심분리기로 생성된 고체를 분리한 다음 메탄올, 에탄올, 프로판올, 이소프로판올, 부탄올에서 선택되는 알코올로 2-3차례 씻어준 후 80℃ 진공에서 8시간 동안 건조하여 고체 상태의 최종화합물인 [6,6]-페닐 C71-알킬 산 알킬 에스테르의 C70 플러렌 유도체(1)를 회수한다.
나아가, 본 발명은 상기 화학식 1로 표시되는 C70 플러렌 유도체를 전자수용체로 활용한 유기 광기전력 장치(organic photovoltaic device)를 제공한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따라 제조된 유기 광기전력 장치의 개략적인 단면도는 도 1에 도시한 바와 같으며, 본 발명의 유기 광기전력 장치는 하부에서부터 기판(110), 제1전극(120), 버퍼층(130), 광전변환층(140) 및 제2전극(150)이 적층된 구조에 있어서, 상기 광전변환층(140)이 전도성 고분자 및 화학식 1로 표시되는 C70 플러렌 유도체가 배합된 광전변환 물질로 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 유기 광기전력 장치는 상기 광전변환층(140)과 제2전극(150) 사이에 전자전달층, 정공저지층 또는 옵티컬 스페이스(optical space)층을 도입할 수 있다.
상기 기판(110)으로 사용되는 바람직한 소재로는 투명 물질로 제조되는 것이며, 그 일례로는 유리(glass) 또는 PET(polyethylene terephthalate), PEN(polyethylene naphthelate), PP(polypropylene), PI(polyamide), TAC(triacetyl cellulose) 등의 플라스틱이고, 더욱 바람직하게는 유리로 제조되는 것이다.
제1전극(120)은 스퍼터링, 스핀코팅 등의 방법을 사용하여 투명 물질을 상기 기판(110)의 일면에 도포되거나 필름 형태로 코팅됨으로써 형성되는 전극이다. 제1전극(120)은 애노드로 기능하는 부분으로서, 후술하는 제2전극(150)에 비하여 일함수가 작은 물질로서 투명성 및 도전성을 갖는 것이라면 특별히 제한되지 않고 사용될 수 있는데, 그의 바람직한 일례로는 ITO(indium-tin oxide), FTO(Fluorine doped tin oxide), ZnO-(Ga2O3 또는 Al2O3), SnO2-Sb2O3 등이 사용될 수 있으며, 더욱 바람직하게는 ITO를 사용하는 것이다.
상기 제1전극(120)의 상부로 형성되는 버퍼층(130)은 폴리스티렌설포네이트로 도핑된 폴리(3,4-에틸렌디옥시싸이오펜)[PEDOT:PSS]를 사용하여 정공이동도를 향상시킬 수 있다. 이때, 버퍼층(130)의 형성방법은 스핀코팅 등의 방법을 통하여 도입될 수 있다.
한편, 상기 버퍼층(130)의 상부에는 광전변환층(140)이 적층된다. 상기 광전변환층(140)은 전자공여체와 전자수용체의 접합 구조로 이루어지면서, 전자공여체와 전자수용체 사이의 매우 빠른 전하 이동현상으로 광기전력 효과를 제공한다.
이때, 본 발명은 광전변환층(140)의 재료로서, 전자공여체로서 전도성 고분자를 사용하고, 전자수용체로서 본 발명의 화학식 1로 표시되는 신규 C70-플러렌 유도체를 사용한다.
더욱 바람직하게는 본 발명의 C70-플러렌 유도체로서, [6,6]-페닐 C71-부티릭산 프로필에스테르(C70-PCBP) 또는 [6,6]-페닐 C71-부티릭산 펜틸에스테르(C70-PCBF)를 사용하는 것이다.
또한, 본 발명의 광전변환층(140)의 광전변환 물질은 전도성 고분자와 화학식 1로 표시되는 C70 플러렌 유도체간의 혼합비율이 1:0.5 ∼ 1:4의 중량비로 배합되는 것이 바람직하다. 이때, 본 발명의 C70-플러렌 유도체가 0.5 중량비 미만으로 배합되면, 결정화된 C70-플러렌 유도체의 함량이 부족하여 생성된 전자의 이동에 장애가 발생하고, 4 중량비를 초과하면, 광을 흡수하는 전도성 고분자의 양이 상대적으로 줄어들어 광의 효율적인 흡수가 이루어지지 않아 바람직하지 않다.
상기 전도성 고분자와 C70 플러렌 유도체간이 배합되는 광전변환 물질은 단일 유기용매 또는 비점이 상이한 2종 이상의 유기용매에 용해시켜 용액을 제조하는데, 이 때 사용되는 유기용매로는 클로로벤젠, 1,2-디클로로벤젠 및 클로로폼으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 용매에 고형분 함량 1.0 내지 3.0 중량%로 함유되도록 제조된다. 고형분 함량 1.0중량% 미만이면, 도입된 박막의 두께를 90nm 이상으로 유지하는데 문제가 있고, 3.0중량%를 초과 함유되면, 전도성 고분자와 C70 플러렌 유도체가 녹지 않는 부분이 많아 바람직하지 않다.
이후, 상기 광전변환 물질이 용해된 용액은 스핀코팅법, 스크린 인쇄법 및 닥터 블레이드법에서 선택되는 하나의 방법으로 도포 또는 코팅되어 약 80 nm 이상, 바람직하게는 90 내지 200 nm 두께의 광전변환층(140)으로 형성된다.
제2전극(150)은 광전변환층(140)이 도입된 상태에서 약 10-7 torr 이하의 진공도에서 알루미늄 등의 금속 물질을 100 ∼ 200 ㎚로 진공 열 증착한 후에 아르곤 분위기에서 약 150℃에서 약 10분 이상 후처리함으로써, 광전변환층(140)의 상부에 적층될 수 있다.
상기 제2전극(150)으로 사용될 수 있는 물질로는 금, 알루미늄, 구리, 은 또는 그들의 합금, 칼슘/알루미늄 합금, 마그네슘/은 합금, 알루미늄/리튬 합금 등을 포함하며, 바람직하게는 알루미늄 또는 알루미늄/칼슘 합금이다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명하고자 한다.
본 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것이며, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.
<실시예 1> [6,6]-페닐 C 71 -부티릭산 프로필에스테르(C 70 -PCBP)의 제조
단계 1: 프로필-4-벤조부티릭산 에스테르 파라-토실하이드라존의 제조
프로필-4-벤조부티릭산 에스테르 13.23g (56.45 mmol)와 파라-톨루엔설포닐하이드라자이드 11.56g (62.10 mmol)를 메탄올에 용해시켜 제조된 반응용액을 80℃에서 12시간 동안 교반하였다. 반응 혼합물을 상온에서 식히고 다시 -15℃에서 밤새 교반없이 식힌다. 이때, 생성된 흰색 고체를 여과한 후 메탄올로 세척하고 진공에서 5시간 동안 건조하여 고체 상태의 프로필-4-벤조부티릭산 에스테르 파라-토실하이드라존 21.45g (94%)를 얻었다.
흰색 고체상; 1H NMR (aceton-d6) 0.922 (t, 3H, J=7.4 Hz), 1.58-1.80 (m, 4H), 2.33-2.42 (s and m, 3H+2H), 2.75-2.80 (m, 2H), 4.05 (t, 2H, J=6.7 Hz), 7.33-7.42 (m, 5H), 7.74-7.79 (m, 2H), 7.86 (d, 2H, J=8.1 Hz), 9.57 (br, 1H).
단계 2: [6,6]-페닐 C 71 -부티릭산 프로필에스테르(C 70 -PCBP)의 제조
프로필-4-벤조부티릭산 에스테르 파라-토실하이드라존 893.4mg (2.22 mmol)을 피리딘 30㎖에 녹였다. 상기 용액에 소듐 메톡사이드 118.8mg (2.20 mmol)을 첨가하고 20분간 상온에서 교반하였다. 이때, C70 1.68g (2.00 mmol)을 1,2-다이클로로벤젠 150㎖에 용해시켜 제조된 용액을 상기 교반중인 용액에 첨가하고 75 내지 90℃의 반응온도에서 24시간 환류시키며 교반하였다. 상기 반응용액을 감압 농축한 뒤 컬럼크로마토그래피를 이용하여 [5,6]-중간체와 미반응 C70를 분리한 후, [5,6]-중간 체를 1,2-다이클로로벤젠에 녹인 용액에 400W 소듐 램프를 이용하여 2시간 동안 조사하였다. 반응용액을 감압 농축시켜 생성된 결정을 메탄올로 2∼3차례 씻어주고 80℃ 진공에서 8시간 동안 건조하여, 갈색 고체 상태의 [6,6]-페닐 C71-부티릭산 프로필 에스테르(C70-PCBP) 0.76g (36%)을 얻었다.
갈색 고체상; 1H NMR (CDCl3) 7.20-7.93 (m, phenyl; 5H), 4.00 (t, J = 7.4 Hz, 2H), 2.49 (m, 4H), 2.08 (m, 2H), 1.65 (m, 2H), 0.90 (t, J = 7.4 Hz, 3H), MALDI/TOF/MS 1059.1380.
<실시예 2> [6,6]-페닐 C 71 -부티릭산 펜틸에스테르(C 70 -PCBF)의 제조
단계 1: 펜틸-4-벤조부티릭산 에스테르 파라-토실하이드라존의 제조
펜틸-4-벤조부티릭산 에스테르 14.07g (53.65 mmol)와 파라-톨루엔설포닐하이드라자이드 10.99g (59.02 mmol)을 메탄올에 용해시켜 제조된 반응용액을 80℃에서 12시간 동안 교반하였다. 반응 혼합물을 상온에서 식히고 다시 -15℃에서 밤새 교반없이 식힌다. 이때, 생성된 흰색 고체를 여과한 후 메탄올로 세척하고 진공에서 5시간 동안 건조하여 고체 상태의 펜틸-4-벤조부티릭산 에스테르 파라-토실하이드라존 21.51 g (93%)을 얻었다.
흰색 고체상; 1H NMR (in aceton-d6) 0.87-0.92 (m, 3H), 1.28-1.38 (m, 4H), 1.58-1.79 (m, 4H),2.32-2.42 (s and m, 3H+2H), 2.74-2.82 (m, 2H), 4.09 (t, 2H, J=6.7 Hz), 7.34-7.42 (m, 5H), 7.74-7.78 (m, 2H), 7.86 (d, 2H, J=8.2 Hz), 9.57 (br, 1H).
단계 2: [6,6]-페닐 C 71 -부티릭산 펜틸에스테르(C 70 -PCBF)의 제조
펜틸-4-벤조부티릭산 에스테르 파라-토실하이드라존 955.6mg (2.22 mmol)을 피리딘 30㎖에 녹였다. 상기 용액에 소듐 메톡사이드 118.8mg (2.20 mmol)을 첨가하고 25분간 상온에서 교반하였다. 여기에, C70 1.68g (2.00 mmol)을 1,2-다이클로로벤젠 150㎖에 용해시켜 제조된 용액을 상기 교반 중인 용액에 첨가하고 75℃ 내지 90℃의 반응온도에서 24시간 환류시키며 교반하였다. 상기 반응용액을 감압 농축한 후, 컬럼크로마토그래피를 이용하여 [5,6]-중간체와 미반응 C70를 분리한 후 [5,6]-중간체를 1,2-다이클로로벤젠에 녹인 용액에 400W 소듐 램프를 이용하여 2시간 동안 조사하였다. 이때, 반응용액을 감압 농축시켜 생성된 결정을 메탄올로 2∼3차례 씻어주고 80℃ 진공에서 8시간 동안 건조하여 고체 상태의 [6,6]-페닐 C71-부티릭산 펜틸에스테르(C70-PCBP)를 0.89g (41%)을 얻었다.
갈색 고체상; 1H NMR (CDCl3) 7.43∼7.93 (m, phenyl; 5H), 4.04 (m, 2H), 2.50 (m, 4H), 2.21 (m, 2H), 1.67 (m, 2H), 1.32 (m, 4H), 0.89 (m, 3H), MALDI/TOF/MS 1087.1693.
<실시예 3> [6,6]-페닐 C 71 -부티릭산 프로필 에스테르(C 70 -PCBP)를 포함하는 유기 광기전력 장치의 제조
폴리(3-헥실티오펜)(이하, "P3HT"이라 한다)와 상기 실시예 1에서 제조된 C70-PCBP를 1:0.7 중량비로 혼합하여 제조된 광전변환층 재료를 클로로벤젠 용매에 1.5%의 중량비로 함유되도록 용해시킨 후, 아르곤 분위기 하에서 PEDOT층이 도입된 ITO 유리 기판에 스핀 코팅하여 100∼120nm 두께의 광전변환층을 도입하였다.
이어서 10-7 torr 이하의 진공도를 가진 진공 챔버에서 LiF 0.6 nm와 알루미늄 100∼200 ㎚을 순차적으로 열증착하여 광기전력 장치를 제조하였다. 제작된 광기전력 장치를 아르곤 분위기에서 150℃의 열판에서 30분 동안 열처리하여, 유기 광기전력 장치를 제조하였다.
<실시예 4> [6,6]-페닐 C 71 -부티릭산 펜틸 에스테르(C 70 -PCBF)를 포함하는 유기 광기전력 장치의 제조
P3HT와 상기 실시예 2에서 제조된 C70-PCBF를 1:0.7 중량비로 혼합하여 제조된 광전변환층 재료를 사용한 것을 제외하고는, 상기 실시예 3과 동일한 방법으로 수행하여, 유기 광기전력 장치를 제조하였다.
<비교예 1> [6,6]-페닐 C 71 -부티릭산 메틸 에스테르(C 70 -PCBM)를 포함하는 유기 광기전력 장치의 제조
광전변환층 재료로서, P3HT와 [6,6]-페닐 C71-부티릭산 메틸 에스테르(이하, "C70-PCBM"이라 한다)을 1:0.7의 중량비로 혼합하여 제조된 광전변환층 재료를 사용한 것을 제외하고는, 상기 실시예 3과 동일한 방법으로 수행하여, 유기 광기전력 장치 를 제조하였다.
<실험예 1>
상기 실시예 1 및 실시예 2에서 각각 제조된 C70-PCBP와 C70-PCBF를 P3HT와의 혼합비율을 1:1 중량비로 혼합하여 클로로벤젠에 녹여 용해시킨 용액을 스핀코팅하여 필름을 제조하고, 상기 필름을 자외선 분광 광도계(UV-Vis)를 이용하여 분석을 실시하였다.
상기 분석결과, 150℃에서 10분간 열처리하기 전후 모두 비교예 1에서 제조된 광전변환층 재료[P3HT:C70-PCBM=1:1]는 결정화된 폴리(3-헥실티오펜) 자체에 의하여 600 nm 부근에서 흡광도가 떨어지는 결과를 확인한 반면에, 실시예 1 및 2에서 제조된 신규한 C70 플러렌인 C70-PCBP 또는 C70-PCBF를 이용하여 제조된 광전변환층 재료는 폴리(3-헥실티오펜)(P3HT)과의 혼화성이 뛰어남을 확인하였다[도 2].
<실험예 2>
상기 실시예 3, 4 및 비교예 1에서 제조된 유기 광기전력 장치에 대하여, 전류, 광개방 전압, 필 팩터, 에너지 변환 효율 등의 전기 광학적 특성을 측정하여 표 1에 나타내고, 전류밀도-전압(J-V) 특성을 측정한 결과를 도 3에 도시하였다.
Figure 112008025367151-pat00006
Figure 112008025367151-pat00007
(상기에서, Vmp는 최대전력점에서 전압값이고, Imp는 전류밀도이고, Voc는 광개방전압이고, Isc는 광단락전류이다.)
Figure 112008025367151-pat00008
(상기에서, Isc는 광단락전류이고, Voc는 광개방전압이다.)
상기 표 1과 전류밀도-전압(J-V) 특성을 측정한 도 3의 결과로부터, 실시예 1에서 제조된 C70-PCBP 또는 실시예 2에서 제조된 C70-PCBF을 전자수용체 물질로 사용하여 제조된 각각 실시예 3 및 실시예 4에서 제조된 유기 광기전력 장치는 비교예 1에서 C70-PCBM을 전자수용체 물질로 사용한 경우보다 전류밀도가 높음을 확인하였다.
이러한 결과로부터, 이는 실시예 1에서 제조된 C70-PCBP 또는 실시예 2에서 제조된 C70-PCBF가 폴리(3-헥실티오펜) 고분자와의 혼화성이 향상되어 계면 면적이 넓어지기 때문이다. 따라서 향후 새로 개발되는 낮은 밴드갭의 전도성 고분자 물질, 특히 전자수용체와의 혼화성이 떨어지는 전도성 고분자에 있어서 보다 혼화성이 뛰어난 C70-PCBP와 C70-PCBF이 전자수용체 물질로 사용될 경우 향상된 에너지 전환 효율이 기대된다.
상기에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은
첫째, 플러렌 분자에 페닐 알킬 산의 알킬 에스테르기를 작용기로 도입하여, 플러렌의 용해도를 높일 뿐만 아니라 반도체 고분자와 혼화성이 향상된 신규한 C70 플러렌 유도체를 제공하였다.
둘째, 본 발명에 따라 제조된 신규한 C70 플러렌 유도체는 플러렌의 용해도를 높일 뿐만 아니라 반도체 고분자와 혼화성이 향상된 특성으로 인하여, 촉매재료, 생체 재료, 의약품, 비선형 광학재료 또는 유기전자 재료의 다양한 분야에 유용하게 활용될 수 있다.
셋째, 본 발명에 따라 제조된 신규한 C70 플러렌 유도체는 유기 광기전력 장치에 전자수용체로 사용되는 광전변환재료로 활용될 수 있다.
넷째, 유기 광기전력 장치에 적용시, 본 발명에 따라 제조된 신규한 C70 플러렌 유 도체를 혼화성이 낮은 전도성 전자공여체 고분자와 혼합하여 사용할 경우 에너지 전환 효율을 향상시키는 효과가 있다.
이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 제조된 유기 광기전력 장치의 개략적인 단면도이다.
도 2는 폴리(3-헥실티오펜)과 C70 플러렌 유도체의 1:1 중합비에서의 필름상태의 자외선 분광광도(Ultraviolet-Visible Spectroscopy)를 분석한 그래프이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 제조된 유기 광기전력 장치의 전류밀도-전압 측정 결과를 나타낸 그래프이다.

Claims (9)

  1. 하기 화학식 1로 표시되는 [6,6]-페닐 C71-알킬 산 알킬 에스테르인 것을 특징으로 하는 C70 플러렌 유도체.
    화학식 1
    Figure 112008025367151-pat00009
    (상기에서, 3≤m+n≤6이고, m과 n은 1∼5의 정수이다.)
  2. 제1항에 있어서, 상기 C70 플러렌 유도체가 m+n=4일 때, [6,6]-페닐 C71-부티릭산 프로필에스테르(C70-PCBP)인 것을 특징으로 하는 상기 C70 플러렌 유도체.
  3. 제1항에 있어서, 상기 C70 플러렌 유도체가 m+n=6일 때, [6,6]-페닐 C71-부티릭산 펜틸에스테르(C70-PCBF)인 것을 특징으로 하는 상기 C70 플러렌 유도체.
  4. 제1항의 화학식 1로 표시되는 C70 플러렌 유도체가 유기 광기전력 장치에 전자수용체로 사용되는 것을 특징으로 하는 광전변환재료.
  5. 기판; 제1전극; 버퍼층: 광전변환층 및 제2전극으로 이루어진 유기 광기전력 장치에 있어서,
    상기 광전변환층이 전도성 고분자 및 제1항의 화학식 1로 표시되는 C70 플러렌 유도체가 배합된 광전변환 물질로 형성된 것을 특징으로 하는 유기 광기전력 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 광전변환 물질이 전도성 고분자 및 제1항의 C70 플러렌 유도체가 1:0.5 ∼ 1:4 중량비로 배합되는 것을 특징으로 하는 상기 유기 광기전력 장치.
  7. 제5항에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 C70 플러렌 유도체가 m+n=4일 때, [6,6]-페닐 C71-부티릭산 프로필에스테르(C70-PCBP)인 것을 특징으로 하는 상기 유기 광기전력 장치.
  8. 제5항에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 C70 플러렌 유도체가 m+n=6일 때, [6,6]-페닐 C71-부티릭산 펜틸에스테르(C70-PCBF)인 것을 특징으로 하는 상기 유기 광기전력 장치.
  9. 제5항에 있어서, 상기 전도성 고분자가 폴리티오펜인 것을 특징으로 하는 상기 유기 광기전력 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013512985A (ja) * 2009-12-03 2013-04-18 コリア リサーチ インスティテュート オブ ケミカル テクノロジー ピレン化合物の導入された伝導性高分子及びそれを用いた有機太陽電池
WO2016032274A1 (ko) * 2014-08-29 2016-03-03 타코마테크놀러지 주식회사 플러렌 유도체 및 이를 함유하는 유기태양전지
CN114409549A (zh) * 2022-01-25 2022-04-29 华能新能源股份有限公司 富勒烯衍生物材料及其制备方法及钙钛矿太阳能电池

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1996009275A1 (de) 1994-09-19 1996-03-28 Hoechst Aktiengesellschaft Fullerenderivate als synthesebausteine, verfahren zu ihrer herstellung sowie deren verwendung
WO2005058002A2 (en) * 2003-12-15 2005-06-30 Nano-C, Inc. High efficiency fullerene-based radical scavengers
KR20060037087A (ko) * 2004-10-27 2006-05-03 삼성전자주식회사 박막 트랜지스터의 제조 방법
KR20060090483A (ko) * 2005-02-07 2006-08-11 삼성코닝 주식회사 풀러렌을 포함하는 저유전 박막 형성용 조성물, 이를이용한 저유전 박막 및 저유전 박막의 제조방법

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1996009275A1 (de) 1994-09-19 1996-03-28 Hoechst Aktiengesellschaft Fullerenderivate als synthesebausteine, verfahren zu ihrer herstellung sowie deren verwendung
WO2005058002A2 (en) * 2003-12-15 2005-06-30 Nano-C, Inc. High efficiency fullerene-based radical scavengers
KR20060037087A (ko) * 2004-10-27 2006-05-03 삼성전자주식회사 박막 트랜지스터의 제조 방법
KR20060090483A (ko) * 2005-02-07 2006-08-11 삼성코닝 주식회사 풀러렌을 포함하는 저유전 박막 형성용 조성물, 이를이용한 저유전 박막 및 저유전 박막의 제조방법

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