KR101447281B1 - Polythiophene Composition and Method for Preparing Organic Solar Cell Including the Same - Google Patents

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손성윤
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Abstract

The present invention provides a thiophene polymer composition comprising: hydrophobic thiophene polymers; fullerene derivatives; and amphiphilic thiophene double block copolymers including hydrophobic thiophene polymer blocks and hydrophilic thiophene polymer blocks. The thiophene polymer composition including amphiphilic thiophene double block according to the present invention is able to increase the crystallization of hole acceptors by generating the packing effects of side chains of thiophene polymers and is able to improve the performance of an organic electronic device by being included in a photoactive layer of the organic electronic device.

Description

싸이오펜 중합체 조성물 및 그를 포함하는 유기태양전지의 제조방법{Polythiophene Composition and Method for Preparing Organic Solar Cell Including the Same}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a thiophene polymer composition and an organic solar cell including the same,

본 발명은 싸이오펜 중합체 조성물 및 그를 포함하는 유기태양전지의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 자기조립화를 유도해 결정화도를 증가시키는 싸이오펜 중합체 조성물 및 그를 포함하는 유기태양전지의 제조방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a thiophene polymer composition and a method for producing an organic solar cell including the same, and more particularly, to a thiophene polymer composition for inducing self-assembly and increasing the degree of crystallization, .

지난 25년여 동안 단분자, 고분자를 이용한 유기반도체 재료들은 비약적인 발전을 거듭하여 왔다. 기존의 무기물을 이용한 반도체 재료들은 우수한 특성과 신뢰성을 확보하고 있지만, 제조공정상 고가의 비용이 드는 단점과 고온 등의 극심한 조건으로 인해 점점 그 역할을 유기 반도체 재료 쪽으로 이양하고 있는 게 사실이다. 유기반도체 재료들은 무기 반도체 재료와 비교하여 제조공정이 단순하고 소자 제작시 저가공정이 가능하며, 유기물의 특성상 간단한 구조의 변경을 통해 보다 우수한 특성을 발현하는 재료의 개발이 용이하다는 데서 그 원인을 찾을 수 있다.Over the past 25 years, organic semiconducting materials using monomolecular and polymeric materials have been making remarkable progress. Semiconductor materials using existing inorganic materials have excellent characteristics and reliability, but they are gradually transferring their role to the organic semiconductor material due to the disadvantage of high cost of the manufacturing process and extreme conditions such as high temperature. Organic semiconductor materials are easier to manufacture than inorganic semiconductor materials because they are simple to manufacture and can be manufactured at low cost in the fabrication of devices. Due to the nature of organic materials, it is easy to develop materials that exhibit superior characteristics through simple structure modification .

위치규칙성 3-헥실싸이오펜 중합체(P3HT, poly(3-hexylthiophene))는 2차원 층상구조로 자기조립이 쉬우며, 유기 전계 효과트랜지스터 (OFET)에서 전하 캐리어 이동도가 최대 0.1 cm2 V-1S-1 측정되는 결과를 나타낸다. 전자-풍부 및 전자-결핍 단위의 다양한 고효율 교대 공중합체의 최근 발견에도 불구하고, 유기태양전지 (OPVs)의 기본 원리와 메커니즘을 연구할 수 있는 가장 인기 있고 매력적인 전도성 고분자 중 하나가 P3HT이다. (3-hexylthiophene) is a two-dimensional layered structure that is easy to self-assemble and has a charge carrier mobility of up to 0.1 cm 2 V - 1 in an organic field effect transistor (OFET) 1 S -1 It shows the measured result. Despite the recent discovery of a variety of high-efficiency alternating copolymers of electron-rich and electron-deficient units, P3HT is one of the most popular and attractive conductive polymers capable of studying the basic principles and mechanisms of organic solar cells (OPVs).

유기태양전지(OPVs)의 벌크 헤테로접합(BHJ) 아키텍쳐는 이중 연속상으로 블렌드된 전자주개-전자받개 시스템으로 구성되어 있고, 플러렌 유도체(A: acceptor)와 P3HT (D: donor)가 나노스케일(nanoscale) 사이즈에서 3차원 매트릭스(3-dimensional percolated matrix)를 형성한다. 벌크 헤테로접합(BHJ)에서, 엑시톤은 P3HT의 광흡수에 의해 생성되고, 제한된 엑시톤 확산 길이(~ 10nm정도)를 갖는 플러렌 유도체(A: acceptor)와 P3HT (D: donor)의 계면으로 확산될 때 전하이동이 발생한다.The bulk heterojunction (BHJ) architecture of organic solar cells (OPVs) consists of an electron donor-electron acceptor system blended in a double continuous phase, and the fullerene derivative (A: acceptor) and P3HT (D: donor) to form a three-dimensional percolated matrix at the nanoscale size. In bulk heterojunction (BHJ), the exciton is produced by the light absorption of P3HT and diffuses to the interface of a fullerene derivative (A: acceptor) with limited exciton diffusion length (~ 10 nm) and P3HT (D: donor) Charge transfer occurs.

엑시톤이 계면에서 전자수용체와 만날 때 확산된 엑시톤은 해리를 시작하고, 전하분리를 주도한다. 분리된 자유 캐리어 (전자와 홀)는 각각의 전극(음극과 양극)으로 이동하고 수집이 일어난다. 이러한 절차는 외부회로와 태양광 장치의 작동을 유도한다.When an exciton meets an electron acceptor at the interface, the diffused excitons begin to dissociate and lead to charge separation. The separated free carriers (electrons and holes) move to the respective electrodes (cathode and anode) and collection occurs. This procedure leads to the operation of external circuitry and solar devices.

그러나, 상기 블렌드 시스템에서 P3HT의 홀 이동성(~10-6cm2 V-1S-1)은 그 자체와 비교해서 훨씬 낮다. 홀 이동성을 향상시키기 위해 벌크 헤테로접합(BHJ) 박막의 활성층의 형태가 최적화되어야 한다. 예를 들면, 열적 어닐링(thermal annealing), 용매 어닐링(solvent annealing), 전기장 하에서 열처리, 마이크로파 어닐링을 예로 들 수 있다. 이러한 방법은 P3HT의 결정화도를 증가시키면서 연속적으로 관통하는 전자주개 매트릭스와 전자받개 도메인을 제공하고, 전하이동 특성의 증가와 전류밀도의 증가를 가져온다.However, the hole mobility (~ 10 -6 cm 2 V -1 S -1 ) of P3HT in the above blend system is much lower compared to itself. The shape of the active layer of the bulk heterojunction (BHJ) thin film must be optimized to improve hole mobility. Examples include thermal annealing, solvent annealing, heat treatment under an electric field, and microwave annealing. This method provides an electron donor matrix and an electron acceptor domain that continuously penetrate while increasing the degree of crystallization of P3HT, resulting in an increase in charge transfer characteristics and an increase in current density.

한국공개특허 10-2010-0062855는 플러렌 유도체 및 이를 포함하는 유기태양전지를 개시하며 유기태양전지의 전자주개 고분자로는 P3HT가 사용되고, 전자받개 물질로는 PCBM이 사용되었으나 상업화를 만족시키는 전자소자 특성을 제공하지 못하였다.Korean Patent Laid-Open No. 10-2010-0062855 discloses a fullerene derivative and an organic solar cell comprising the same. P3HT is used as an electron-donating polymer of an organic solar cell, and PCBM is used as an electron acceptor. However, .

한국공개특허 제10-2010-0062855Korean Patent Publication No. 10-2010-0062855

본 발명은 상기한 과제를 해결하기 위한 것으로서, 전자주개 물질의 결정화도가 증가되어 전하이동 특성이 우수한 싸이오펜 중합체 조성물을 제공할 수 있다.The present invention has been made to solve the above problems, and it is an object of the present invention to provide a thiophene polymer composition having an increased degree of crystallization of an electron donor and having excellent charge transport properties.

본 발명은 전류밀도가 증가되어 전자소자 특성이 향상된 유기전자소자를 제공할 수 있다.INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can provide an organic electronic device in which current density is increased to improve electronic device characteristics.

본 발명의 일 측면에 따르면, 소수성 싸이오펜 중합체; 풀러렌 유도체; 및 소수성 싸이오펜 중합체 블록과 친수성 싸이오펜 중합체 블록을 포함하는 양친성 싸이오펜 이중블록 공중합체;를 포함하는 싸이오펜 중합체 조성물을 제공할 수 있다.According to one aspect of the present invention, a hydrophobic thiophene polymer; Fullerene derivatives; And an amphiphilic thiophene diblock copolymer comprising a hydrophobic thiophene polymer block and a hydrophilic thiophene polymer block.

상기 소수성 싸이오펜 중합체는 하기 구조식 1로 표시되는 반복단위로 이루어질 수 있다.The hydrophobic thiophene polymer may be composed of a repeating unit represented by the following structural formula (1).

[구조식 1][Structural formula 1]

Figure 112013040357221-pat00001
Figure 112013040357221-pat00001

상기 구조식 1에서, R1은 C1 내지 C20 알킬기이다.In the above structural formula 1, R 1 is a C1 to C20 alkyl group.

상기 풀러렌 유도체는 하기 구조식 2로 표시될 수 있다.The fullerene derivative may be represented by the following structural formula (2).

[구조식 2][Structural formula 2]

Figure 112013040357221-pat00002
Figure 112013040357221-pat00002

상기 구조식 2에서, A는 C60, C70, C72, C76, C78, C84, 또는 C90의 풀러렌이고, R2은 수소 원자 또는 C1 내지 C10 알콕시기이고, R3은 수소 원자 또는 C1 내지 C10 알킬기이고, m은 1 내지 5의 정수이고, n은 0 내지 6의 정수이다.In the structural formula 2, A is a C60, C70, C72, C76, C78, C84, or fullerene C90, R 2 is a hydrogen atom or a C1 to C10 alkoxy group, R 3 is a hydrogen atom or a C1 to C10 alkyl group, m is an integer of 1 to 5, and n is an integer of 0 to 6.

상기 양친성 싸이오펜 이중블록 공중합체는 하기 구조식 3으로 표시될 수 있다.The amphiphilic thiophene diblock copolymer can be represented by the following structural formula (3).

[구조식 3] [Structural Formula 3]

B-DB-D

상기 구조식 3에서, B는 하기 구조식 1로 표시되는 반복단위로 이루어진 소수성 싸이오펜 중합체 블록이고,In the above structural formula 3, B is a hydrophobic thiophene polymer block composed of repeating units represented by the following structural formula 1,

[구조식 1][Structural formula 1]

Figure 112013040357221-pat00003
Figure 112013040357221-pat00003

상기 구조식 1에서, R1은 C1 내지 C20 알킬기이고, D는 하기 구조식 4로 표시되는 반복단위로 이루어진 친수성 싸이오펜 중합체 블록이고,Wherein R 1 is a C 1 to C 20 alkyl group and D is a hydrophilic thiophene polymer block comprising a repeating unit represented by the following structural formula 4,

[구조식 4][Structural Formula 4]

Figure 112013040357221-pat00004
Figure 112013040357221-pat00004

상기 구조식 4에서, R4는 수소 원자 또는 C1 내지 C10 알킬기이고, q는 1 내지 8의 정수이고, r은 1 내지 10의 정수이다.R 4 is a hydrogen atom or a C 1 to C 10 alkyl group, q is an integer of 1 to 8, and r is an integer of 1 to 10.

상기 양친성 싸이오펜 이중블록 공중합체는 상기 소수성 싸이오펜 중합체 블록의 반복단위와 친수성 싸이오펜 중합체 블록의 반복단위의 몰비가 1:99 내지 99:1 일 수 있다.The amphiphilic thiophene diblock copolymer may have a molar ratio of the repeating units of the hydrophobic thiophene polymer block to the repeating units of the hydrophilic thiophene polymer block of from 1:99 to 99: 1.

상기 싸이오펜 중합체 조성물은 상기 소수성 싸이오펜 중합체와 상기 풀러렌 유도체의 함량비가 5:95 내지 95:5이고, 상기 양친성 싸이오펜 이중블록 공중합체의 함량은 상기 소수성 싸이오펜 중합체와 상기 풀러렌 유도체의 전체 함량 100중량부를 기준으로 0.1 내지 20 중량부 일 수 있다.Wherein the thiophene polymer composition has a content ratio of the hydrophobic thiophene polymer and the fullerene derivative of 5:95 to 95: 5, and the content of the amphiphilic thiophene diblock copolymer is such that the total amount of the hydrophobic thiophene polymer and the fullerene derivative May be 0.1 to 20 parts by weight based on 100 parts by weight of the composition.

상기 소수성 싸이오펜 중합체는 수평균 분자량이 5,000 내지 500,000 일 수 있다.The hydrophobic thiophene polymer may have a number average molecular weight of from 5,000 to 500,000.

상기 양친성 싸이오펜 이중블록 공중합체는 수평균 분자량이 5,000 내지 1,000,000 일 수 있다.The amphiphilic thiophene diblock copolymer may have a number average molecular weight of from 5,000 to 1,000,000.

상기 양친성 싸이오펜 이중블록 공중합체는 분자량분포가 1 내지 1.5 일 수 있다.The amphiphilic thiophene diblock copolymer may have a molecular weight distribution between 1 and 1.5.

상기 양친성 싸이오펜 이중블록 공중합체는 자기조립(self-assembly)할 수 있다.The amphiphilic thiophene diblock copolymer can be self-assembled.

상기 소수성 싸이오펜 중합체는 자기조립(self-assembly)할 수 있다.The hydrophobic thiophene polymer may be self-assembled.

상기 양친성 싸이오펜 이중블록 공중합체는 상기 소수성 싸이오펜 중합체의 결정화도를 증가시킬 수 있다.The amphiphilic thiophene diblock copolymer can increase the crystallinity of the hydrophobic thiophene polymer.

상기 소수성 싸이오펜 중합체는 3-헥실싸이오펜 중합체(poly(3-hexylthiophene))일 수 있다.The hydrophobic thiophene polymer may be a 3-hexylthiophene (3-hexylthiophene).

상기 풀러렌 유도체는 6,6-페닐-C61-부틸산 메틸에스테르 (PC61BM)일 수 있다.The fullerene derivative may be 6,6-phenyl-C61-butyl acid methyl ester (PC61BM).

상기 양친성 싸이오펜 이중블록 공중합체는 ((3-헥실싸이오펜)-b-(2-(2-{2-[2-(2-메톡시-에톡시)-에톡시]-에톡시}-에틸))싸이오펜) 중합체(poly((3-hexylthiophene)-b-(2-(2-{2-[2-(2-methoxy-ethoxy)-ethoxy]-ethoxy}-ethyl))thiophene))일 수 있다.The amphiphilic thiophene diblock copolymer can be prepared by reacting ((3-hexylthiophene) -b- (2- (2- {2- [2- (2-methoxy-ethoxy) (2-methoxy-ethoxy) -ethoxy] -ethoxy} -ethyl) thiophene) ).

본 발명의 다른 측면에 따르면 상기 싸이오펜 중합체 조성물을 포함하는 유기전자소자가 제공된다.According to another aspect of the present invention, there is provided an organic electronic device comprising the thiophene polymer composition.

상기 유기전자소자는 유기발광소자, 유기태양전지, 유기감광체(OPC), 유기메모리 및 유기트랜지스터로 이루어진 군에서 선택된 1종일 수 있다.The organic electronic device may be one selected from the group consisting of an organic light emitting device, an organic solar cell, an organic photoconductor (OPC), an organic memory, and an organic transistor.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면 제1전극; 제1전극 상에 위치하고, 싸이오펜 중합체 조성물을 포함하는 유기 활성층; 및 상기 유기 활성층 상에 위치하는 제2전극;을 포함하고, 상기 싸이오펜 중합체 조성물은 소수성 싸이오펜 중합체; 플러렌 유도체; 및 소수성 싸이오펜 중합체 블록과 친수성 싸이오펜 중합체 블록을 포함하는 양친성 싸이오펜 이중블록 공중합체;를 포함하는 유기태양전지를 제공한다.According to another aspect of the present invention, An organic active layer located on the first electrode and comprising a thiophene polymer composition; And a second electrode located on the organic active layer, wherein the thiophene polymer composition comprises a hydrophobic thiophene polymer; Fullerene derivatives; And an amphiphilic thiophene diblock copolymer comprising a hydrophobic thiophene polymer block and a hydrophilic thiophene polymer block.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 제1전극을 형성하는 단계; 제1전극 상에 싸이오펜 중합체 조성물을 포함하는 유기 활성층을 형성하는 단계; 및 상기 유기 활성층 상에 제2전극;을 형성하는 단계:를 포함하는 유기태양전지의 제조방법이 제공된다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device, comprising: forming a first electrode; Forming an organic active layer comprising a thiophene polymer composition on the first electrode; And forming a second electrode on the organic active layer.

본 발명에 따른 양친성 싸이오펜 이중블록 공중합체를 포함하는 싸이오펜 중합체 조성물은 싸이오펜 중합체의 사이드체인의 팩킹 효과를 발생시킴으로써, 정공수용체의 결정화도를 증가시킬 수 있다.The thiophene polymer compositions comprising an amphiphilic thiophene diblock copolymer according to the present invention can increase the crystallinity of the hole acceptor by creating the packing effect of the side chain of the thiophene polymer.

본 발명의 싸이오펜 중합체 조성물은 유기전자소자의 광활성층에 포함되어 유기전자소자의 성능을 향상시킬 수 있다.The thiophene polymer composition of the present invention can be included in the photoactive layer of the organic electronic device to improve the performance of the organic electronic device.

도 1은 본 발명의 실시예 3에 따른 조성물의 흡수스펙트럼 분석결과를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 실시예 3에 따른 조성물의 XRD 분석 결과를 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 실시예 3에 따른 조성물의 접촉각을 나타낸 사진이다.
도 4는 본 발명의 실시예 3에 따른 조성물의 AFM측정 사진이다.
도 5는 본 발명의 실시예 3에 따른 조성물의 J-V특성을 분석한 것이다.
Fig. 1 shows the results of absorption spectrum analysis of the composition according to Example 3 of the present invention.
2 shows the XRD analysis results of the composition according to Example 3 of the present invention.
3 is a photograph showing the contact angle of the composition according to Example 3 of the present invention.
4 is a photograph of AFM measurement of the composition according to Example 3 of the present invention.
5 is an analysis of JV characteristics of the composition according to Example 3 of the present invention.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.The invention is capable of various modifications and may have various embodiments, and particular embodiments are exemplified and will be described in detail in the detailed description. It is to be understood, however, that the invention is not to be limited to the specific embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본원에서 사용한 용어는 단지 특정 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, the terms "comprises" or "having" and the like are used to specify that there is a feature, a number, a step, an operation, an element, a component or a combination thereof described in the specification, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.

상기 과제를 이루기 위하여 본 발명의 싸이오펜 중합체 조성물은, 소수성 싸이오펜 중합체; 풀러렌 유도체; 및 소수성 싸이오펜 중합체 블록과 친수성 싸이오펜 중합체 블록을 포함하는 양친성 싸이오펜 이중블록 공중합체;를 포함할 수 있다.In order to accomplish the above object, the present invention provides a thiophene polymer composition comprising: a hydrophobic thiophene polymer; Fullerene derivatives; And an amphiphilic thiophene diblock copolymer comprising a hydrophobic thiophene polymer block and a hydrophilic thiophene polymer block.

상기 소수성 싸이오펜 중합체는 하기 구조식 1로 표시되는 반복단위로 이루어질 수 있다.The hydrophobic thiophene polymer may be composed of a repeating unit represented by the following structural formula (1).

[구조식 1][Structural formula 1]

Figure 112013040357221-pat00005
Figure 112013040357221-pat00005

상기 구조식 1에서, R1은 C1 내지 C20 알킬기이다.In the above structural formula 1, R 1 is a C1 to C20 alkyl group.

상기 플러렌 유도체는 하기 구조식 2로 표시될 수 있다.The fullerene derivative may be represented by the following structural formula (2).

[구조식 2][Structural formula 2]

Figure 112013040357221-pat00006
Figure 112013040357221-pat00006

상기 구조식 2에서, A는 C60, C70, C72, C76, C78, C84, 또는 C90의 풀러렌이고, R2은 수소 원자 또는 C1 내지 C10 알콕시기이고, R3은 수소 원자 또는 C1 내지 C10 알킬기이고, m은 1 내지 5의 정수이고, n은 0 내지 6의 정수이다.In the structural formula 2, A is a C60, C70, C72, C76, C78, C84, or fullerene C90, R 2 is a hydrogen atom or a C1 to C10 alkoxy group, R 3 is a hydrogen atom or a C1 to C10 alkyl group, m is an integer of 1 to 5, and n is an integer of 0 to 6.

상기 양친성 싸이오펜 이중블록 공중합체는 하기 구조식 3으로 표시될 수 있다.The amphiphilic thiophene diblock copolymer can be represented by the following structural formula (3).

[구조식 3] [Structural Formula 3]

B-DB-D

상기 구조식 3에서, B는 하기 구조식 1로 표시되는 반복단위로 이루어진 소수성 싸이오펜 중합체 블록이고,In the above structural formula 3, B is a hydrophobic thiophene polymer block composed of repeating units represented by the following structural formula 1,

[구조식 1][Structural formula 1]

Figure 112013040357221-pat00007
Figure 112013040357221-pat00007

상기 구조식 1에서, R1은 C1 내지 C20 알킬기이고, D는 하기 구조식 4로 표시되는 반복단위로 이루어진 친수성 싸이오펜 중합체 블록이고,Wherein R 1 is a C 1 to C 20 alkyl group and D is a hydrophilic thiophene polymer block comprising a repeating unit represented by the following structural formula 4,

[구조식 4][Structural Formula 4]

Figure 112013040357221-pat00008
Figure 112013040357221-pat00008

상기 구조식 4에서, R4는 수소 원자 또는 C1 내지 C10 알킬기이고, q는 1 내지 8의 정수이고, r은 1 내지 10의 정수이다.R 4 is a hydrogen atom or a C 1 to C 10 alkyl group, q is an integer of 1 to 8, and r is an integer of 1 to 10.

상기 양친성 싸이오펜 이중블록 공중합체는 상기 소수성 싸이오펜 중합체 블록의 반복단위와 친수성 싸이오펜 중합체 블록의 반복단위의 몰비가 1:99 내지 99:1 일 수 있다. 상기 소수성 싸이오펜 중합체 블록의 반복단위와 친수성 싸이오펜 중합체 블록의 반복단위의 몰비는 상기 조성물의 다른 조성 성분의 함량에 따라 전자소자의 특성이 향상될 수 있도록 다양하게 조절할 수 있다.The amphiphilic thiophene diblock copolymer may have a molar ratio of the repeating units of the hydrophobic thiophene polymer block to the repeating units of the hydrophilic thiophene polymer block of from 1:99 to 99: 1. The molar ratio of the repeating unit of the hydrophobic thiophene polymer block to the repeating unit of the hydrophilic thiophene polymer block can be variously adjusted to improve the characteristics of the electronic device according to the content of the other composition components of the composition.

상기 싸이오펜 중합체 조성물은 소수성 싸이오펜 중합체와 상기 풀러렌 유도체의 함량비가 5:95 내지 95:5이고 원하는 전자소자의 특성에 따라 함량비를 다양하게 조절할 수 있다.The thiophene polymer composition may have a content ratio of the hydrophobic thiophene polymer and the fullerene derivative of 5:95 to 95: 5, and the content ratio of the thiophene polymer composition may be varied depending on the characteristics of the desired electronic device.

상기 양친성 싸이오펜 이중블록 공중합체의 함량은 상기 소수성 싸이오펜 중합체(A)와 상기 풀러렌 유도체(B)의 전체 함량(A+B) 100중량부를 기준으로 0.1 내지 20 중량부, 바람직하게는 1 내지 15중량부, 보다 바람직하게는 3 내지 10중량부일 수 있다. 여기서 상기 양친성 싸이오펜 이중블록 공중합체의 함량이 상기 소수성 싸이오펜 중합체(A)와 상기 풀러렌 유도체(B)의 전체 함량(A+B) 100중량부를 기준으로 0.1중량부 미만일 경우에는 상기 소수성 싸이오펜 중합체의 결정화도의 향상이 미미할 수 있고, 20중량부를 초과할 경우에는 전자소자의 특성을 저하시킬 수 있다. The content of the amphiphilic thiophene diblock copolymer is 0.1 to 20 parts by weight, preferably 1 to 20 parts by weight, based on 100 parts by weight of the total content (A + B) of the hydrophobic thiophene polymer (A) and the fullerene derivative (B) To 15 parts by weight, and more preferably from 3 to 10 parts by weight. When the content of the amphiphilic thiophene diblock copolymer is less than 0.1 part by weight based on 100 parts by weight of the total content (A + B) of the hydrophobic thiophene polymer (A) and the fullerene derivative (B) The improvement of the degree of crystallinity of the opene polymer may be insignificant. If it exceeds 20 parts by weight, the characteristics of the electronic device may be deteriorated.

상기 소수성 싸이오펜 중합체는 수평균 분자량이 5,000 내지 500,000, 바람직하게는 10,000 내지 100,000일 수 있다.The hydrophobic thiophene polymer may have a number average molecular weight of 5,000 to 500,000, preferably 10,000 to 100,000.

상기 양친성 싸이오펜 이중블록 공중합체는 수평균 분자량이 5,000 내지 1,000,000, 바람직하게는 10,000 내지 500,000, 보다 바람직하게는 10,000 내지 200,000일 수 있다.The amphiphilic thiophene diblock copolymer may have a number average molecular weight of 5,000 to 1,000,000, preferably 10,000 to 500,000, more preferably 10,000 to 200,000.

상기 양친성 싸이오펜 이중블록 공중합체는 분자량 분포가 1 내지 1.5일 수 있다.The amphiphilic thiophene diblock copolymer may have a molecular weight distribution between 1 and 1.5.

상기 양친성 싸이오펜 이중블록 공중합체는 자기조립(self-assembly)할 수 있다.The amphiphilic thiophene diblock copolymer can be self-assembled.

상기 소수성 싸이오펜 중합체는 자기조립(self-assembly)할 수 있다.The hydrophobic thiophene polymer may be self-assembled.

상기 양친성 싸이오펜 이중블록 공중합체는 상기 싸이오펜 중합체 조성물에서 상기 소수성 싸이오펜 중합체의 결정화도를 증가시킬 수 있다.The amphiphilic thiophene diblock copolymer can increase the crystallinity of the hydrophobic thiophene polymer in the thiophene polymer composition.

상기 소수성 싸이오펜 중합체는 3-헥실싸이오펜 중합체(poly(3-hexylthiophene))일 수 있다.The hydrophobic thiophene polymer may be a 3-hexylthiophene (3-hexylthiophene).

도 1을 참조하면, 위치 규칙성(Regioregular) P3HT는 싸이오펜 단위의 3번 위치에 헥실사이드 체인을 갖고 있고, 상기 헥실 사이드 체인은 자기조립을 유도할 수 있고, 나아가 싸이오펜 단위의 p-p stacking을 유도할 수 있다. 자기조립을 유도하는 헥실 사이드 체인은 소해성적(solvophobically)으로 도입되는 분자간 상호작용에 의해 촉진될 수 있고, 그것은 소수성과 친수성 사슬을 갖는 p-공액 블록 공중합체에 의해 유도될 수 있고, 고체 상태에서 보다 높은 수준의 층상 구조를 형성할 수 있다.Referring to FIG. 1, Regioregular P3HT has a hexyl side chain at position 3 of the thiophen unit, and the hexyl side chain can induce self assembly, and furthermore, the pp stacking of the thiophen unit . The hexyl side chains leading to self-assembly can be promoted by intermolecular interactions introduced solvophobically, which can be induced by p-conjugated block copolymers with hydrophobic and hydrophilic chains, and in the solid state A higher level of the layered structure can be formed.

상기 풀러렌 유도체는 6,6-페닐-C61-부틸산 메틸에스테르 (PC61BM)일 수 있다.The fullerene derivative may be 6,6-phenyl-C61-butyl acid methyl ester (PC61BM).

상기 양친성 싸이오펜 이중블록 공중합체는 ((3-헥실싸이오펜)-b-(2-(2-{2-[2-(2-메톡시-에톡시)-에톡시]-에톡시}-에틸))싸이오펜) 중합체(poly((3-hexylthiophene)-b-(2-(2-{2-[2-(2-methoxy-ethoxy)-ethoxy]-ethoxy}-ethyl))thiophene))일 수 있다.The amphiphilic thiophene diblock copolymer can be prepared by reacting ((3-hexylthiophene) -b- (2- (2- {2- [2- (2-methoxy-ethoxy) (2-methoxy-ethoxy) -ethoxy] -ethoxy} -ethyl) thiophene) ).

본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 싸이오펜 중합체 조성물을 포함하는 유기전자소자가 제공된다.According to another aspect of the present invention, there is provided an organic electronic device comprising the thiophene polymer composition.

상기 유기전자소자는 유기발광소자, 유기태양전지, 유기감광체(OPC), 유기메모리 및 유기트랜지스터로 이루어진 군에서 선택된 1종일 수 있다.The organic electronic device may be one selected from the group consisting of an organic light emitting device, an organic solar cell, an organic photoconductor (OPC), an organic memory, and an organic transistor.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 제1전극; 제1전극 상에 위치하고, 싸이오펜 중합체 조성물을 포함하는 유기 활성층; 및 상기 유기 활성층 상에 위치하는 제2전극;을 포함하고, 상기 싸이오펜 중합체 조성물은 소수성 싸이오펜 중합체; 풀러렌 유도체; 및 소수성 싸이오펜 중합체 블록과 친수성 싸이오펜 중합체 블록을 포함하는 양친성 싸이오펜 이중블록 공중합체;를 포함하는 유기태양전지를 제공한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a plasma display panel comprising: a first electrode; An organic active layer located on the first electrode and comprising a thiophene polymer composition; And a second electrode located on the organic active layer, wherein the thiophen polymer composition comprises a hydrophobic thiophene polymer; Fullerene derivatives; And an amphiphilic thiophene diblock copolymer comprising a hydrophobic thiophene polymer block and a hydrophilic thiophene polymer block.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 제1전극을 형성하는 단계; 제1전극 상에 싸이오펜 중합체 조성물을 포함하는 유기 활성층을 형성하는 단계; 및 상기 유기 활성층 상에 제2전극;을 형성하는 단계:를 포함하는 유기태양전지의 제조방법이 제공된다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device, comprising: forming a first electrode; Forming an organic active layer comprising a thiophene polymer composition on the first electrode; And forming a second electrode on the organic active layer.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 구체적으로 설명한다. 그러나, 이는 예시를 위한 것으로서 이에 의하여 본 발명의 범위가 한정되는 것이 아니다.
Hereinafter, the present invention will be described more specifically by way of examples. However, this is for illustrative purposes only, and thus the scope of the present invention is not limited thereto.

[실시예][Example]

풀러렌 유도체[6,6]-Phenyl -C61 butyric acid methyl ester (PC61BM)는 Nano-C에서 구입했다. The fullerene derivative [6,6] -Phenyl-C 61 butyric acid methyl ester (PC 61 BM) was purchased from Nano-C.

PEDOT:PSS (poly(3,4-ethylene dioxythiophene):poly(styrene sulfonate))는 Bayer AG (Grade: PEDOT P VP AI 4083)에서 구입했다.PEDOT: PSS (poly (3,4-ethylene dioxythiophene): poly (styrene sulfonate)) was purchased from Bayer AG (Grade: PEDOT P VP AI 4083).

다른 반응물 모두 Aldrich Chemical Co.에서 구입하여 정제 없이 사용했다.
All other reagents were purchased from Aldrich Chemical Co. and used without purification.

제조예Manufacturing example 1 :  One : 싸이오펜Thiophene 중합체  polymer P3HTP3HT (( MM ww = 29  = 29 kDakDa )의 제조)

[반응식 1] [Reaction Scheme 1]

Figure 112013040357221-pat00009
Figure 112013040357221-pat00009

반응식 1을 참조하면, 50ml 일구 플라스크에 2-bromo-3-hexyl-5-iodothiophene 2mmol을 넣고 염화리튬(lithium chloride 2mmol)와 무수 테트라히드로퓨란(THF) 20ml를 넣고, 2M의 농도로 THF에 용해된 이소프로필 마그네슘 클로라이드(isopropyl magnesium chloride) 1 mL(2mmol)을 첨가하여 혼합물을 상온에서 교반한다. 1시간 후, Ni(dppp)Cl2(0.01 ~ 0.05mmol) 촉매를 THF(20ml)에 분산시켜 반응 중인 플라스크에 넣고 혼합물을 12시간 동안 교반한다.Referring to Scheme 1, 2 mmol of 2-bromo-3-hexyl-5-iodothiophene was added to a 50 ml single-necked flask and 20 ml of lithium chloride (anhydrous lithium chloride) and anhydrous tetrahydrofuran (THF) 1 mmol (2 mmol) of isopropyl magnesium chloride is added and the mixture is stirred at room temperature. After 1 hour, Ni (dppp) Cl 2 (0.01-0.05 mmol) catalyst is dispersed in THF (20 ml), placed in the flask under reaction, and the mixture is stirred for 12 hours.

모든 절차는 N2 상태의 글러브 박스 안에서 진행한다. 5M의 HCl 수용액을 첨가하여 반응을 종료하고 클로로포름으로 세 번 추출한다. 유기용매층은 황산마그네슘(MgSO4)으로 물을 제거하고 감압증발장치를 사용해 용매를 농축한다. 농축액은 메탄올로 추출하고 여과한다. 반응이 끝난 고분자는 상온의 진공오븐에서 24시간 동안 건조하여 보라색 고체(P3HT)를 얻었다. 수득률 68.9 %.All procedures proceed in glove box with N 2 status. The reaction is terminated by the addition of 5 M aqueous HCl solution and extracted three times with chloroform. Water is removed from the organic solvent layer with magnesium sulfate (MgSO 4 ) and the solvent is concentrated using a vacuum evaporator. The concentrate is extracted with methanol and filtered. After the reaction, the polymer was dried in a vacuum oven at room temperature for 24 hours to obtain a purple solid (P3HT). Yield 68.9%.

1H-NMR (300 MHz, CDCl3, ppm) : δ 6.98 (s, 1H); 2.81 (t, J=7.5 Hz, 2H); 1.71 (br, 2H); 1.36 (br, 6H); 0.91 (t, J=6.6 Hz, 3H). 1 H-NMR (300 MHz, CDCl 3, ppm): δ 6.98 (s, 1H); 2.81 (t, J = 7.5 Hz, 2H); 1.71 (br, 2 H); 1.36 (br, 6 H); 0.91 (t, J = 6.6 Hz, 3 H).

P3HT (Mw = 45 kDa)는 Rieke Metal Inc. (4002-E grade)에서 구입했다. P3HT (M w = 45 kDa) was purchased from Rieke Metal Inc. (4002-E grade).

제조예Manufacturing example 2 :  2 : 양친매성Amphipathic 싸이오펜Thiophene 이중블록 공중합체( Double block copolymer ( BP93BP93 )의 제조)

[반응식 2][Reaction Scheme 2]

Figure 112013040357221-pat00010
Figure 112013040357221-pat00010

반응식 2를 참조하면, 50ml 일구 플라스크에 화합물 1인 2-Bromo-3-hexyl-5-iodothiophene (187 mg, 0.500 mmol), 염화리튬(lithium chloride 21.2 mg, 0.500 mmol), 및 무수 THF(5ml)를 넣고, 2M의 농도로 THF에 용해된 이소프로필 마그네슘 클로라이드(isopropyl magnesium chloride in THF) 0.250mL(0.0500mmol)을 첨가하여 반응물을 상온에서 1시간 동안 교반하여 용액 A를 준비한다. 다른 플라스크에 화합물 4인 2-Bromo-3-(3,6,9,12-tetraoxatridecanyl)thiophene (719mg, 1.50 mmol)와 2 M 농도로 THF에 용해된 isopropyl magnesium chloride 0.750Ml(1.50mmol)를 용액 A와 같은 방법으로 반응시켜 용액 B를 준비한다. 2-Bromo-3-hexyl-5-iodothiophene (187 mg, 0.500 mmol), lithium chloride (21.2 mg, 0.500 mmol) and anhydrous THF (5 ml) were added to a 50 ml single- , 0.250 mL (0.0500 mmol) of isopropyl magnesium chloride in THF dissolved in THF at a concentration of 2 M was added, and the reaction solution was stirred at room temperature for 1 hour to prepare solution A. To another flask was added 2-bromo-3- (3,6,9,12-tetraoxatridecanyl) thiophene (719 mg, 1.50 mmol) and 0.750 Ml (1.50 mmol) of isopropyl magnesium chloride dissolved in THF A, the solution B is prepared.

Ni(dppp)Cl2 촉매(10.8mg, 0.02mmol)를 THF (20mL)에 분산시켜 용액 A에 첨가하고 1시간 동안 교반한다. 반응식 2를 참고하면, 화합물 1과 화합물 4가 75:25 mol%의 비율이 되도록 준비된 용액 A와 용액 B를 시린지를 이용하여 첨가하고 12시간 동안 교반하여 화합물 1과 화합물 4의 몰비가 93:7인 공중합체를 제조하였다.The Ni (dppp) Cl 2 catalyst (10.8mg, 0.02mmol) was dispersed in THF (20mL) was added to solution A and the mixture was stirred for 1 hour. Referring to Reaction Scheme 2, Solution A and Solution B, which were prepared so that the ratio of Compound 1 and Compound 4 was 75:25 mol%, were added using a syringe and stirred for 12 hours to obtain a mixture of Compound 1 and Compound 4 in a molar ratio of 93: Was prepared.

모든 과정은 N2 상태의 글러브박스 안에서 진행한다. 5M의 HCl수용액을 첨가하여 반응을 종료하고 클로로포름으로 세 번 추출한다. 유기용매층은 MgSO4로 물을 제거하고 감압증발장치를 사용해 용매를 농축한다. 농축액은 메탄올과 차가운 헥산으로 추출한다.All processes proceed in glove box with N 2 status. The reaction is terminated by the addition of 5 M aqueous HCl solution and extracted three times with chloroform. The organic solvent layer is washed with MgSO 4 and the solvent is concentrated using a vacuum evaporator. The concentrate is extracted with methanol and cold hexane.

1H-NMR (300 MHz, CDCl3, ppm) : (based on integral of proton at 4-position of P3HT block = 1) δ 7.07 (s, 0.08H); 6.98 (s, 1H); 3.67 (br, 0.86H); 3.54 (br, 0.16H); 3.35 (br, 0.25H); 3.10 (br, 0.09H); 2.81 (t, J=7.5 Hz, 2H); 1.71 (br, 2H); 1.36 (br, 6H); 0.91 (t, J=6.6 Hz, 3H). 1 H-NMR (300 MHz, CDCl 3 , ppm): (based on integral of proton at 4-position of P3HT block = 1)? 7.07 (s, 0.08H); 6.98 (s, 1 H); 3.67 (br, 0.86H); 3.54 (br, 0.16H); 3.35 (br, 0.25H); 3.10 (br, 0.09H); 2.81 (t, J = 7.5 Hz, 2H); 1.71 (br, 2 H); 1.36 (br, 6 H); 0.91 (t, J = 6.6 Hz, 3 H).

제조예Manufacturing example 3 :  3: 양친매성Amphipathic 싸이오펜Thiophene 이중블록 공중합체( Double block copolymer ( BP73BP73 )의 제조)

반응식 2를 참고하면, 화합물 1과 화합물 4가 75:25 mol%의 비율이 되도록 하는 대신에 화합물 1과 화합물 4가 50:50 mol%의 비율이 되도록 용액 A 및 용액 B를 시린지를 이용하여 첨가한 것을 제외하면 제조예 2와 동일한 방법으로 화합물 1과 화합물 4의 몰비가 73:27인 공중합체를 제조하였다.Referring to Reaction Scheme 2, Solution A and Solution B were added using a syringe so that Compound 1 and Compound 4 were in a ratio of 50:50 mol% instead of 75:25 mol% , A copolymer having a molar ratio of Compound 1 to Compound 4 of 73:27 was prepared in the same manner as in Production Example 2. [

1H-NMR (300 MHz, CDCl3, ppm) : (based on integral of proton at 4-position of P3HT block = 1) δ 7.07(s, 0.32H); 6.98 (s, 1H); 3.67 (br, 4.00H); 3.54 (br, 0.83H); 3.35 (br, 1.17H); 3.10 (br, 0.57H); 2.81 (t, J=7.5 Hz, 2H); 1.71 (br, 2H); 1.36 (br, 6H); 0.91 (t, J=6.6 Hz, 3H). 1 H-NMR (300 MHz, CDCl 3 , ppm): (based on integral of proton at 4-position of P3HT block = 1)? 7.07 (s, 0.32H); 6.98 (s, 1 H); 3.67 (br, 4.00H); 3.54 (br, 0.83H); 3.35 (br, 1. 17H); 3.10 (br, 0.57H); 2.81 (t, J = 7.5 Hz, 2H); 1.71 (br, 2 H); 1.36 (br, 6 H); 0.91 (t, J = 6.6 Hz, 3 H).

제조예Manufacturing example 4 :  4 : 양친매성Amphipathic 싸이오펜Thiophene 이중블록 공중합체( Double block copolymer ( BP26BP26 )의 제조)

반응식 2를 참고하면, 화합물 1과 화합물 4가 75:25 mol%의 비율이 되도록 하는 대신에 화합물 1과 화합물 4가 25:75 mol%의 비율이 되도록 준비된 용액 A 및 용액 B를 시린지를 이용하여 첨가한 것을 제외하면 제조예 2와 동일한 방법으로 화합물 1과 화합물 4의 몰비가 26:74인 공중합체를 제조하였다.Referring to Reaction Scheme 2, Solution A and Solution B, which were prepared so that the ratio of Compound 1 and Compound 4 was 25:75 mol%, instead of the ratio of Compound 1 and Compound 4 being 75:25 mol%, were mixed using a syringe A copolymer having a molar ratio of Compound 1 to Compound 4 of 26:74 was prepared in the same manner as in Production Example 2. [

1H-NMR (300 MHz, CDCl3, ppm) : (based on integral of proton at 4-position of P3HT block = 1) δ 7.07 (br, 3.07H); 6.98 (br, 1H); 3.67 (br, 37.96H); 3.54 (br, 7.54H); 3.35 (br, 9.83H); 3.10 (br, 5.687H); 2.81 (t, J=7.5 Hz, 2H); 1.71 (br, 2H); 1.36 (br, 6H); 0.91 (t, J=6.6 Hz, 3H). 1 H-NMR (300 MHz, CDCl 3 , ppm): (based on integral of proton at 4-position of P3HT block = 1)? 7.07 (br, 3.07H); 6.98 (br, 1 H); 3.67 (br, 37.96H); 3.54 (br, 7.54H); 3.35 (br, 9.83H); 3.10 (br, 5.687H); 2.81 (t, J = 7.5 Hz, 2H); 1.71 (br, 2 H); 1.36 (br, 6 H); 0.91 (t, J = 6.6 Hz, 3 H).

실시예Example 1 One

질소 가스가 채워진 글러브 박스에서 P3HT 66중량부, PC61BM 34중량부 및 BP93 5중량부를 o-dichlorobenzene 100중량부에 10시간 용해하여 조성물 용액을 제조하였다.In a glove box filled with nitrogen gas, 66 parts by weight of P3HT, 34 parts by weight of PC61BM and 5 parts by weight of BP93 were dissolved in 100 parts by weight of o-dichlorobenzene for 10 hours to prepare a composition solution.

실시예Example 2  2

질소 가스가 채워진 글러브 박스에서 P3HT 50중량부, PC61BM 50중량부 및 BP93 5중량부를 o-dichlorobenzene 100중량부에 10시간 용해하여 조성물 용액을 제조하였다.In a glove box filled with nitrogen gas, 50 parts by weight of P3HT, 50 parts by weight of PC61BM and 5 parts by weight of BP93 were dissolved in 100 parts by weight of o-dichlorobenzene for 10 hours to prepare a composition solution.

실시예Example 3  3

질소 가스가 채워진 글러브 박스에서 P3HT 34중량부, PC61BM 66중량부 및 BP93 5중량부를 o-dichlorobenzene 100중량부에 10시간 용해하여 조성물 용액을 제조하였다.In a glove box filled with nitrogen gas, 34 parts by weight of P3HT, 66 parts by weight of PC61BM and 5 parts by weight of BP93 were dissolved in 100 parts by weight of o-dichlorobenzene for 10 hours to prepare a composition solution.

실시예Example 4 4

질소 가스가 채워진 글러브 박스에서 P3HT 20중량부, PC61BM 80중량부 및 BP93 5중량부를 o-dichlorobenzene 100중량부에 10시간 용해하여 조성물 용액을 제조하였다.In a glove box filled with nitrogen gas, 20 parts by weight of P3HT, 80 parts by weight of PC61BM and 5 parts by weight of BP93 were dissolved in 100 parts by weight of o-dichlorobenzene for 10 hours to prepare a composition solution.

실시예Example 5 5

BP93 대신에 BP73을 사용한 것을 제외하고는 실시예 2와 동일한 방법으로 조성물 용액을 제조하였다.A composition solution was prepared in the same manner as in Example 2 except that BP73 was used instead of BP93.

실시예Example 6 6

BP93 대신에 BP26을 사용한 것을 제외하고는 실시예 2와 동일한 방법으로 조성물 용액을 제조하였다.A composition solution was prepared in the same manner as in Example 2 except that BP26 was used instead of BP93.

비교예Comparative Example 1 One

질소 가스가 채워진 글러브 박스에서 P3HT 66중량부 및 PC61BM 34중량부를 o-dichlorobenzene 100중량부에 10시간 용해하여 조성물 용액을 제조하였다.In a glove box filled with nitrogen gas, 66 parts by weight of P3HT and 34 parts by weight of PC61BM were dissolved in 100 parts by weight of o-dichlorobenzene for 10 hours to prepare a composition solution.

비교예Comparative Example 2  2

질소 가스가 채워진 글러브 박스에서 P3HT 50중량부 및 PC61BM 50중량부를 o-dichlorobenzene 100중량부에 10시간 용해하여 조성물 용액을 제조하였다.In a glove box filled with nitrogen gas, 50 parts by weight of P3HT and 50 parts by weight of PC61BM were dissolved in 100 parts by weight of o-dichlorobenzene for 10 hours to prepare a composition solution.

비교예Comparative Example 3 3

질소 가스가 채워진 글러브 박스에서 P3HT 34중량부 및 PC61BM 66중량부를 o-dichlorobenzene 100중량부에 10시간 용해하여 조성물 용액을 제조하였다.In a glove box filled with nitrogen gas, 34 parts by weight of P3HT and 66 parts by weight of PC61BM were dissolved in 100 parts by weight of o-dichlorobenzene for 10 hours to prepare a composition solution.

비교예Comparative Example 4 4

질소 가스가 채워진 글러브 박스에서 P3HT 20중량부 및 PC61BM 80중량부를 o-dichlorobenzene 100중량부에 10시간 용해하여 조성물 용액을 제조하였다.In a glove box filled with nitrogen gas, 20 parts by weight of P3HT and 80 parts by weight of PC61BM were dissolved in 100 parts by weight of o-dichlorobenzene for 10 hours to prepare a composition solution.

소자실시예Device Example 1 One

유기 태양 전지는, 음극으로서 알루미늄과 투명양극으로서 PEDOT:PSS (poly(3,4-ethylene dioxythiophene):poly(styrene sulfonate))가 코팅된 Indium Tin Oxide (ITO) glass 기판을 갖는, ITO/PEDOT:PSS/Polymer:PC61BM/Ca/Al 아키텍처를 사용했다. 상업적으로 이용 가능한 패턴화된 ITO는 2-프로판올, 아세톤, 에탄올 순서로 세척한다. ITO기판은 건조를 위해 N2가스를 흘려준다. 다음, 층에 친수성 향상을 위한 UV-오존 처리 후, PEDOT:PSS의 30nm 층이 스핀코팅되었다. 그 다음 상기 소자는 활성층 증착을 위해 N2가 채워진 글로브박스로 이동한다. 실시예 1에서 제조한 조성물 용액을 스핀-코팅하여 ~140 nm의 두께로 활성층을 성막하였다. 상단 전극 (Ca/Al, 3nm/100nm)은 7.0 × 10-7Torr 압력에서 그림자 마스크와 열 증발을 통해 증착되었다.The organic solar cell is composed of an ITO / PEDOT: PEDOT glass substrate having an Indium Tin Oxide (ITO) glass substrate coated with aluminum as a cathode and poly (3,4-ethylene dioxythiophene) PSS / Polymer: PC61BM / Ca / Al architecture was used. Commercially available patterned ITO is washed with 2-propanol, acetone and ethanol. The ITO substrate is flushed with N 2 gas for drying. Next, after the UV-ozone treatment for improving the hydrophilicity of the layer, a 30 nm layer of PEDOT: PSS was spin-coated. The device then moves to a glove box filled with N 2 for active layer deposition. The composition solution prepared in Example 1 was spin-coated to form an active layer having a thickness of ~ 140 nm. The upper electrode (Ca / Al, 3 nm / 100 nm) was deposited by shadow mask and thermal evaporation at 7.0 × 10 -7 Torr.

소자실시예Device Example 2 2

실시예 1에서 제조한 조성물 용액 대신에 실시예 2에서 제조한 조성물 용액을 사용하여 스핀 코팅한 것을 제외하고는 소자실시예 1과 동일한 방법으로 태양전지를 제조하였다.A solar cell was prepared in the same manner as in Example 1 except that the composition solution prepared in Example 2 was used instead of the composition solution prepared in Example 1,

소자실시예Device Example 3 3

실시예 1에서 제조한 조성물 용액 대신에 실시예 3에서 제조한 조성물 용액을 사용하여 스핀 코팅한 것을 제외하고는 소자실시예 1과 동일한 방법으로 태양전지를 제조하였다.A solar cell was prepared in the same manner as in Example 1 except that the composition solution prepared in Example 1 was used instead of the composition solution prepared in Example 1 to spin-coat the same.

소자실시예Device Example 4 4

실시예 1에서 제조한 조성물 용액 대신에 실시예 4에서 제조한 조성물 용액을 사용하여 스핀 코팅한 것을 제외하고는 소자실시예 1과 동일한 방법으로 태양전지를 제조하였다.A solar cell was prepared in the same manner as in Example 1 except that the composition solution prepared in Example 4 was used instead of the composition solution prepared in Example 1,

소자실시예Device Example 5 5

실시예 1에서 제조한 조성물 용액 대신에 실시예 5에서 제조한 조성물 용액을 사용하여 스핀 코팅한 것을 제외하고는 소자실시예 1과 동일한 방법으로 태양전지를 제조하였다.A solar cell was prepared in the same manner as in Example 1 except that the composition solution prepared in Example 5 was used instead of the composition solution prepared in Example 1.

소자실시예Device Example 6 6

실시예 1에서 제조한 조성물 용액 대신에 실시예 6에서 제조한 조성물 용액을 사용하여 스핀 코팅한 것을 제외하고는 소자실시예 1과 동일한 방법으로 태양전지를 제조하였다.A solar cell was prepared in the same manner as in Example 1 except that the composition solution prepared in Example 1 was used instead of the composition solution prepared in Example 1 to spin-coat the same.

소자비교예Device comparison example 1 One

실시예 1에서 제조한 조성물 용액 대신에 비교예 1에서 제조한 조성물 용액을 사용하여 스핀 코팅한 것을 제외하고는 소자실시예 1과 동일한 방법으로 태양전지를 제조하였다.A solar cell was prepared in the same manner as in Example 1 except that the composition solution prepared in Example 1 was used instead of the composition solution prepared in Comparative Example 1 to spin-coat the same.

소자비교예Device comparison example 2 2

실시예 1에서 제조한 조성물 용액 대신에 비교예 2에서 제조한 조성물 용액을 사용하여 스핀 코팅한 것을 제외하고는 소자실시예 1과 동일한 방법으로 태양전지를 제조하였다.A solar cell was prepared in the same manner as in Example 1 except that the composition solution prepared in Example 1 was used instead of the composition solution prepared in Comparative Example 2 to spin-coat the same.

소자비교예Device comparison example 3 3

실시예 1에서 제조한 조성물 용액 대신에 비교예 3에서 제조한 조성물 용액을 사용하여 스핀 코팅한 것을 제외하고는 소자실시예 1과 동일한 방법으로 태양전지를 제조하였다.A solar cell was prepared in the same manner as in Example 1 except that the composition solution prepared in Example 1 was used instead of the composition solution prepared in Comparative Example 3 to spin-coat the same.

소자비교예Device comparison example 4 4

실시예 1에서 제조한 조성물 용액 대신에 비교예 4에서 제조한 조성물 용액을 사용하여 스핀 코팅한 것을 제외하고는 소자실시예 1과 동일한 방법으로 태양전지를 제조하였다.A solar cell was prepared in the same manner as in Example 1 except that the composition solution prepared in Comparative Example 4 was used instead of the composition solution prepared in Example 1.

시험예Test Example

UVUV -- VisVis absorptionabsorption spectraspectra 측정 Measure

상기 조성물의 UV-VIS흡수 스펙트럼은 Mecasys Optizen Pop UV/Vis spectrophotometer 로 측정되었고 BP93의 효과를 조사하기 위해 측정되었다. BP93 의 유무와 P3HT:PC61BM 조성물의 UV-VIS 흡수 스펙트럼은 도 1에 표시하였다. 두개의 명확한 봉우리 중 하나는 335nm의 주위에서 PC61BM에 의한 흡수 피크이다. 다른 하나의 피크는 510nm 및 P3HT에서 기여한 550nm와 600nm의 두 진동 영역의 흡수를 주요 흡수로 구성된 광범위한 피크이다. 550nm의 영역의 피크는 박막에서 P3HT의 확장된 공액의 흡수에 따라 결정되고 600nm의 다른 하나는 P3HT의 체인 사이의 스태킹에서 제공되는 것으로 알려졌다. 전체 absorptions은 매우 유사하지만, 약 600nm 영역은 명확하게 BP93의 첨가로 인해 P3HT의 체인 간 스태킹이 강화되는 것을 보여준다.The UV-VIS absorption spectrum of the composition was measured with a Mecasys Optizen Pop UV / Vis spectrophotometer and measured to investigate the effect of BP93. The presence or absence of BP93 and the UV-VIS absorption spectrum of the P3HT: PC61BM composition are shown in Fig. One of the two distinct peaks is the absorption peak by PC61BM around 335nm. The other peak is a broad peak consisting of absorption at 510 nm and absorption of two vibration regions of 550 nm and 600 nm attributed to P3HT. The peak in the region of 550 nm is determined by the absorption of the extended conjugation of P3HT in the thin film and the other of 600 nm is known to be provided in stacking between chains of P3HT. Overall absorptions are very similar, but the ~ 600nm region clearly shows that the addition of BP93 enhances the interchain stacking of P3HT.

X-선 X-ray 회절diffraction ( ( GIXRDGIXRD )측정)Measure

상기 조성물의 X-선 회절 (GIXRD)은 Rigaku X-ray diffractometer (D/MAX-2500)을 이용해 측정되었고 도 2에 표시하였다. X-ray diffraction (GIXRD) of the composition was measured using a Rigaku X-ray diffractometer (D / MAX-2500) and is shown in FIG.

도 2에 따르면, BP93의 추가 후 혼합물에서 P3HT의 자기 조립화가 향상됨을 x선 회절을 통해 알 수 있다. 헥실 사이드 체인으로 구분된 P3HT 주요 구조의 병렬 스태킹에 의해 형성되는 층간 간격과 층상구조에 해당하는, 2θ= 5.3o 주변에서 강렬한 회절 피크(100)를 보여 준다. 5 wt% BP93이 첨가된 P3HT:PC61BM 혼합물은, 소수성 헥실과 친수성 에틸렌 글리콜 올리고머 사이드 체인의 팩킹 효과를 발생시켜 P3HT의 결정화도를 증가시켜, 강도가 증가되는 결과가 된다. According to Fig. 2, it can be seen from the x-ray diffraction that the self-assembly of P3HT is improved in the mixture after addition of BP93. At around 2θ = 5.3 o , corresponding to the interlaminar spacing and lamellar structure formed by parallel stacking of P3HT main structures separated by hexyl side chains Shows an intense diffraction peak 100. The P3HT: PC61BM mixture with 5 wt% BP93 added packing effect of hydrophobic hexyl and hydrophilic ethylene glycol oligomer side chains, resulting in increased P3HT crystallinity and increased strength.

접촉각Contact angle (( contactcontact angleangle ) 측정) Measure

접촉각은 (DSA-10T, KRUSS GmbH) 각측정법(goniometry method)을 이용해서 측정했다. 표면에너지(γs)는 서로 다른 알려진 용액(탈이온수와 글리세롤)을 사용하여, Owens-Wendt geometric mean으로 접촉각에서 계산할 수 있다. 물과 글리세롤의 접촉각으로부터 측정된 PC61BM의 표면 에너지 (γs)는 43.5 mN/m로 도 3에 나타나 있다. 반면에 BP93의 γs은 P3HT (30.3 mN/m) 보다 약간 큰 33.5 mN/m 이다. 이러한 사실을 BP93의 친수성 블록은 친수성 PC61BM에 더 친화력이 있는 것을 나타내고, 또한 친수성 P3EGT 블록은 P3HT 결정 도메인과 PC61BM 클러스터 사이의 계면에 존재하고, 이 P3HT 결정 도메인과 PC61BM 클러스터 사이의 효과적인 접촉이 이루어짐을 제안한다.The contact angle was measured using a goniometry method (DSA-10T, KRUSS GmbH). The surface energy (γs) can be calculated from the contact angle using Owens-Wendt geometric mean, using different known solutions (deionized water and glycerol). The surface energy (? S) of PC61BM measured from the contact angle of water and glycerol is shown in Fig. 3 at 43.5 mN / m. On the other hand, the γs of BP93 is 33.5 mN / m, slightly larger than P3HT (30.3 mN / m). This fact indicates that the hydrophilic block of BP93 has a more affinity for the hydrophilic PC61BM and the hydrophilic P3EGT block exists at the interface between the P3HT crystal domain and the PC61BM cluster and the effective contact between the P3HT crystal domain and the PC61BM cluster I suggest.

원자현미경(Atomic Force Microscope ( AFMAFM , , AtomicAtomic ForceForce MicroscopeMicroscope ) 이미지 측정) Image measurement

표면 형태는 Nanoscope V (ver. 7.0)을 갖춘 VEECO Dimension 3100의 Atomic Force Microscope으로 스캔했다. 150oC에서 15min 동안 열처리 후, BP93 첨가의 유무에 따른 혼합필름 AFM(Atomic Force Microscope) 높이 이미지는 도 4에 나타냈다. P3HT:PC61BM 조성물 필름에서, 표면은 0.69 nm r.m.s 거칠기로 매우 평평하다. 한편, r.m.s값은 P3HT:PC61BM 혼합물에 BP93의 추가로 인해 표면 거칠기가 1.03nm로 증가했다. r.m.s.의 변화는, BP93이 P3HT 헥실 사이드 체인의 자기 조립을 촉진하고 P3HT:PC61BM 조성물에서 결정 도메인을 증가시킴을 제안한다. The surface morphology was scanned with an Atomic Force Microscope of the VEECO Dimension 3100 with a Nanoscope V (ver. 7.0). The AFM (Atomic Force Microscope) height image with or without addition of BP 93 after heat treatment at 150 ° C for 15 min is shown in FIG. In the P3HT: PC61BM composition film, the surface is very flat with 0.69 nm rms roughness. On the other hand, the rms value increased to 1.03 nm due to the addition of BP93 to the P3HT: PC61BM mixture. The change in rms suggests that BP93 promotes self-assembly of the P3HT hexylside chain and increases the crystal domain in the P3HT: PC61BM composition.

정공 이동도 측정Hole mobility measurement

상기 조성물의 정공이동도(Hole mobility)는 미리 패턴된 ITO기판에서 측정되었다. 2-프로판올, 아세톤, 에탄올과 2-프로판올로 ITO기판을 세척 후, UV-ozone 처리를 10분 동안 적용했다. PEDOT:PSS (PEDOTP VP AI 4083, Bayer AG)은 30 nm 두께의 층에서 수용액 분산 상에 스핀 코팅되었다. 그 다음 코팅 기판은 10분 동안 150℃에서 베이킹 되었다. 베이킹 후, dichlorobenzene의 폴리머의 솔루션은 ~70nm 두께의 PEDOT:PSS층 위에 스핀-주조했고, 샘플은 폐쇠 배양접시에서 30분간 건조된다. Au전극은 10-6 Torr의 진공상태에서 열 증발에 의해 증착된다. space charge-limited current (SCLC) 방법은 재료의 홀 이동성을 얻게 된다. SCLS 이동도는 Mott-Gurney 평방법에 의해 구동된다.Hole mobility of the composition was measured on a pre-patterned ITO substrate. The ITO substrate was washed with 2-propanol, acetone, ethanol and 2-propanol, and UV-ozone treatment was applied for 10 minutes. PEDOT: PSS (PEDOTP VP AI 4083, Bayer AG) was spin-coated on the aqueous dispersion in a 30 nm thick layer. The coated substrate was then baked at < RTI ID = 0.0 > 150 C < / RTI > After baking, a solution of the polymer of dichlorobenzene was spin-cast onto a PEDOT: PSS layer of ~ 70 nm thickness, and the sample was dried in a crushed petri dish for 30 minutes. The Au electrode is deposited by thermal evaporation under a vacuum of 10 -6 Torr. The space charge-limited current (SCLC) method obtains the hole mobility of the material. The SCLS mobility is driven by the Mott-Gurney criterion.

J = 9ε0εrmhV 2/8L3 J = 9 ε 0 ε r m h V 2 / 8L 3

J는 전류 밀도, L은 활성층의 필름 두께이며, mh는 홀 이동성, εr는 수송매질의 상대유전율 상수이고, ε0는 자유공간의 유전율이고, V는 소자의 내부 전압이며, V=Vappl- Vbi이고, Vappl는 소자 인가 전압이며, Vr은 전극에서 직렬 저항과 접촉 저항에 의한 전압 강하이고, Vbi는 두 전극의 상대적 일 함수의 차이에서 유래한 내장 전압이다. Vbi는 오옴 영역과 SCLC 영역 사이의 전환에서 측정될 수 있다. J is the current density, L is the film thickness of the active layer, m h is the hole mobility,? R is the relative permittivity constant of the transport medium,? 0 is the dielectric constant of free space, V is the device internal voltage, V = V appl - V bi , V appl is the applied voltage, V r is the voltage drop due to series resistance and contact resistance at the electrode, and V bi is the built - in voltage resulting from the difference in relative work function of the two electrodes. V bi can be measured at the transition between the ohmic region and the SCLC region .

P3HT:BP93:PC61BM 박막의 홀 이동계산은 1.13 × 10-4 cm2/(Vs)이고, 이것은 P3HT:PC61BM 박막 (μh = 1.49 × 10-5 cm2/(Vs)) 보다 크기가 크다. 증가된 홀 이동성은 P3HT: BP93 재료의 향상된 결정성에 기인하는 것으로 분석된다.P3HT: BP93: hole transport thin film and the calculation of PC61BM was 1.13 × 10 -4 cm 2 / ( Vs), This is larger than the P3HT: PC61BM thin film (μ h = 1.49 × 10 -5 cm 2 / (Vs)). The increased hole mobility is analyzed to be due to the improved crystallinity of the P3HT: BP93 material.

태양전지 성능 측정Solar cell performance measurement

조성물과 디바이스 성능 간의 관계를 확인하기 위하여, 상기 소자실시예 1과 소자비교예 2에 따라 제조된 벌크 이종접합 태양전지의 성능을 측정하였으며, 그 결과를 다음 도 5에 나타내었고, 다음 표에서는 이들의 특성 결과를 요약하였다. 상기 제조예 2에서 제조된 양친성 싸이오펜 이중블록 공중합체를 정공수용체인 P3HT와 전자수용체 PCBM의 조성물에 함량의 유무를 변화시키면서 태양전지를 제조하였다.In order to confirm the relationship between the composition and the device performance, the performance of the bulk heterojunction solar cell manufactured according to the device example 1 and the device comparative example 2 was measured. The results are shown in FIG. 5, The results are summarized as follows. The amorphous thiophene diblock copolymer prepared in Preparation Example 2 was prepared by changing the content of P3HT, which is a hole acceptor, and the electron acceptor PCBM, in the composition.

AM 1.5 solar simulator (Newport, M-91190A, with a 450 W xenon lamp)의 AM 1.5 G solar light 시뮬레이션의 조명 아래에서 컴퓨터에 의해 조절되는 Keithley 2400 digital source meter를 사용하여 OPVs의 태양 전지 측정이 수행되었다. 전력은 조정되는 광(Simulated light)과 AM 1.5 G 사이의 350-750 nm의 영역에서 불일치를 4% 이하로 줄이기 위해 색상 일치 필터 (KG-3, SCHOTT)로 장착된 레퍼런스 Si 포토 다이오드를 사용하여 AM 1.5 G solar standard로 규제되었다.The AM 1.5 solar simulator (Newport, M-91190A, with a 450 W xenon lamp) under the illumination of the AM 1.5 G solar light simulation. A solar cell measurement of OPVs was performed using a computer-controlled Keithley 2400 digital source meter . Power was reduced by using a reference Si photodiode mounted with a color matching filter (KG-3, SCHOTT) to reduce discrepancies to less than 4% in the region of 350-750 nm between the simulated light and the AM 1.5 G AM 1.5 G solar standard.

구분division 조성물Composition P3HT
(중량부)
P3HT
(Parts by weight)
PC61BM
(중량부)
PC61BM
(Parts by weight)
공중합체Copolymer V oc
[V]
V oc
[V]
J sc [mA/cm2] J sc [mA / cm 2 ] FFFF PCE
[%]
PCE
[%]
종류Kinds 중량부Weight portion 소자실시예 1Device Embodiment 1 실시예 1Example 1 6666 3434 BP93BP93 55 0.650.65 10.110.1 0.540.54 3.53.5 소자실시예 2Device Example 2 실시예 2Example 2 5050 5050 BP93BP93 55 0.630.63 11.111.1 0.570.57 3.93.9 소자실시예 3Device Embodiment 3 실시예 3Example 3 3434 6666 BP93BP93 55 0.610.61 8.58.5 0.560.56 2.92.9 소자실시예 4Device Example 4 실시예 4Example 4 2020 8080 BP93BP93 55 0.610.61 7.17.1 0.560.56 2.42.4 소자실시예 5Element Embodiment 5 실시예 5Example 5 5050 5050 BP73BP73 55 0.610.61 7.97.9 0.550.55 2.62.6 소자실시예 6Device Example 6 실시예 6Example 6 5050 5050 BP26BP26 55 0.620.62 7.87.8 0.420.42 2.02.0 소자비교예 1Device Comparative Example 1 비교예 1Comparative Example 1 6666 3434 -- -- 0.620.62 8.48.4 0.480.48 2.52.5 소자비교예 2Device Comparative Example 2 비교예 2Comparative Example 2 5050 5050 -- -- 0.630.63 8.38.3 0.580.58 3.13.1 소자비교예 3Device Comparative Example 3 비교예 3Comparative Example 3 3434 6666 -- -- 0.620.62 7.97.9 0.470.47 2.32.3 소자비교예 4Device Comparative Example 4 비교예 4Comparative Example 4 2020 8080 -- -- 0.620.62 7.87.8 0.420.42 2.02.0

상기 표의 결과에서와 같이 소자실시예 2에서 P3HT:PC61BM(+BP93)로 구성된 벌크 이종 접합 디바이스의 J sc 값이 11.1 mA/cm2 , 전력변환효율(power conversion efficiency, PCE) 값이 3.9%으로 높아지는 것으로 확인할 수 있다.As in the above table results, the J sc of a bulk heterojunction device composed of P3HT: PC61BM (+ BP93) in Device Example 2 Value of 11.1 mA / cm < 2 > , And the power conversion efficiency (PCE) value is increased to 3.9%.

성능이 우수한 P3HT:PC61BM(+BP93)의 경우, P3HT:PC61BM에 대하여 BP93를 1:1:0.05으로 혼합한 경우에 최적의 값을 나타냈다.In the case of P3HT: PC61BM (+ BP93) with excellent performance, the optimum value was obtained when P3HT: PC61BM was mixed with BP93 at 1: 1: 0.05.

벌크 이중 접합 구조의 디바이스들은 수용체로서 P3HT:PC61BM 대신에 P3HT:PC61BM(+BP93)으로 대체함으로써 더 개선된 결과를 얻을 수 있는데, 이는 약 600nm의 영역에서 BP93의 첨가에 의해 P3HT의 인터체인 스태킹의 강화로 기인한 것으로 분석된다. Devices with bulk double junction structures can be further improved by replacing P3HT: PC61BM (+ BP93) instead of P3HT: PC61BM as a receptor, which results in improved interchain stacking of P3HT by addition of BP93 in the region of about 600 nm As well as the increase in demand.

Claims (19)

소수성 싸이오펜 중합체;
풀러렌 유도체; 및
소수성 싸이오펜 중합체 블록과 친수성 싸이오펜 중합체 블록을 포함하는 양친성 싸이오펜 이중블록 공중합체;를 포함하고,
상기 소수성 싸이오펜 중합체는 하기 구조식 1로 표시되는 반복단위로 이루어지고,
상기 풀러렌 유도체는 하기 구조식 2로 표시되고,
상기 양친성 싸이오펜 이중블록 공중합체는 하기 구조식 3으로 표시되는 싸이오펜 중합체 조성물.
[구조식 1]
Figure 112014079283828-pat00020

상기 구조식 1에서,
R1은 C1 내지 C20 알킬기이고,
[구조식 2]
Figure 112014079283828-pat00021

상기 구조식 2에서,
A는 C60, C70, C72, C76, C78, C84, 또는 C90의 플러렌이고,
R2은 수소 원자 또는 C1 내지 C10 알콕시기이고,
R3은 수소 원자 또는 C1 내지 C10 알킬기이고,
m은 1 내지 5의 정수이고,
n은 0 내지 6의 정수이고,
[구조식 3]
B-D
상기 구조식 3에서,
B는 상기 구조식 1로 표시되는 반복단위로 이루어진 소수성 싸이오펜 중합체 블록이고,
D는 하기 구조식 4로 표시되는 반복단위로 이루어진 친수성 싸이오펜 중합체 블록이고,
[구조식 4]
Figure 112014079283828-pat00022

상기 구조식 4에서,
R4는 수소 원자 또는 C1 내지 C10 알킬기이고,
q는 1 내지 8의 정수이고,
r은 1 내지 10의 정수이다.
Hydrophobic thiophene polymers;
Fullerene derivatives; And
An amphiphilic thiophene diblock copolymer comprising a hydrophobic thiophene polymer block and a hydrophilic thiophene polymer block,
Wherein the hydrophobic thiophene polymer comprises a repeating unit represented by the following structural formula 1,
The fullerene derivative is represented by the following structural formula 2,
Wherein the amphiphilic thiophene diblock copolymer is represented by the following structural formula (3).
[Structural formula 1]
Figure 112014079283828-pat00020

In the above formula 1,
R 1 is a C1 to C20 alkyl group,
[Structural formula 2]
Figure 112014079283828-pat00021

In the above formula 2,
A is fullerene of C60, C70, C72, C76, C78, C84, or C90,
R 2 is a hydrogen atom or a C 1 to C 10 alkoxy group,
R 3 is a hydrogen atom or a C1 to C10 alkyl group,
m is an integer of 1 to 5,
n is an integer of 0 to 6,
[Structural Formula 3]
BD
In the above formula 3,
B is a hydrophobic thiophene polymer block composed of the repeating units represented by the structural formula 1,
D is a hydrophilic thiophene polymer block composed of a repeating unit represented by the following structural formula 4,
[Structural Formula 4]
Figure 112014079283828-pat00022

In the above formula 4,
R 4 is a hydrogen atom or a C1 to C10 alkyl group,
q is an integer of 1 to 8,
r is an integer of 1 to 10;
삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 양친성 싸이오펜 이중블록 공중합체는 상기 소수성 싸이오펜 중합체 블록의 반복단위와 친수성 싸이오펜 중합체 블록의 반복단위의 몰비가 1:99 내지 99:1인 것을 특징으로 하는 싸이오펜 중합체 조성물.
The method according to claim 1,
Wherein the amphiphilic thiophene diblock copolymer has a molar ratio of the repeating units of the hydrophobic thiophene polymer block to the repeating units of the hydrophilic thiophene polymer block of from 1:99 to 99: 1.
제1항에 있어서,
상기 싸이오펜 중합체 조성물은
상기 소수성 싸이오펜 중합체와 상기 플러렌 유도체의 함량비가 5:95 내지 95:5이고,
상기 양친성 싸이오펜 이중블록 공중합체의 함량은 상기 소수성 싸이오펜 중합체와 상기 플러렌 유도체의 전체 함량 100중량부를 기준으로 0.1 내지 20중량부인 것을 특징으로 하는 싸이오펜 중합체 조성물.
The method according to claim 1,
The thiophene polymer composition comprises
Wherein the content of the hydrophobic thiophene polymer and the fullerene derivative is 5: 95 to 95: 5,
Wherein the amount of the amphiphilic thiophene diblock copolymer is 0.1 to 20 parts by weight based on 100 parts by weight of the total amount of the hydrophobic thiophene polymer and the fullerene derivative.
제1항에 있어서,
상기 소수성 싸이오펜 중합체는 수평균 분자량이 5,000 내지 500,000인 것을 특징으로 하는 싸이오펜 중합체 조성물.
The method according to claim 1,
Wherein the hydrophobic thiophene polymer has a number average molecular weight of from 5,000 to 500,000.
제1항에 있어서,
상기 양친성 싸이오펜 이중블록 공중합체는 수평균 분자량이 5,000 내지 1,000,000인 것을 특징으로 하는 싸이오펜 중합체 조성물.
The method according to claim 1,
Wherein the amphiphilic thiophene diblock copolymer has a number average molecular weight of from 5,000 to 1,000,000.
제1항에 있어서,
상기 양친성 싸이오펜 이중블록 공중합체는 분자량분포가 1 내지 1.5인 것을 특징으로 하는 싸이오펜 중합체 조성물.
The method according to claim 1,
Wherein the amphiphilic thiophene diblock copolymer has a molecular weight distribution of from 1 to 1.5.
제1항에 있어서,
상기 양친성 싸이오펜 이중블록 공중합체는 자기조립(self-assembly)하는 것을 특징으로 하는 싸이오펜 중합체 조성물.
The method according to claim 1,
Wherein said amphiphilic thiophene diblock copolymer is self-assembled. ≪ RTI ID = 0.0 > 21. < / RTI >
제10항에 있어서,
상기 소수성 싸이오펜 중합체는 자기조립(self-assembly)하는 것을 특징으로 하는 싸이오펜 중합체 조성물.
11. The method of claim 10,
Wherein the hydrophobic thiophene polymer is self-assembled.
제11항에 있어서,
상기 양친성 싸이오펜 이중블록 공중합체는 상기 소수성 싸이오펜 중합체의 결정화도를 증가시키는 것을 특징으로 하는 싸이오펜 중합체 조성물.
12. The method of claim 11,
Wherein the amphiphilic thiophene diblock copolymer increases the crystallinity of the hydrophobic thiophene polymer.
제1항에 있어서,
상기 소수성 싸이오펜 중합체는 3-헥실싸이오펜 중합체(poly(3-hexylthiophene))인 것을 특징으로 하는 싸이오펜 중합체 조성물.
The method according to claim 1,
Wherein the hydrophobic thiophene polymer is a 3-hexylthiophene.
제1항에 있어서,
상기 플러렌 유도체는 6,6-페닐-C61-부틸산 메틸에스테르 (PC61BM)인 것을 특징으로 하는 싸이오펜 중합체 조성물.
The method according to claim 1,
Wherein the fullerene derivative is 6,6-phenyl-C61-butyl acid methyl ester (PC61BM).
제1항에 있어서,
상기 양친성 싸이오펜 이중블록 공중합체는 ((3-헥실싸이오펜)-b-(2-(2-{2-[2-(2-메톡시-에톡시)-에톡시]-에톡시}-에틸))싸이오펜) 중합체(poly((3-hexylthiophene)-b-(2-(2-{2-[2-(2-methoxy-ethoxy)-ethoxy]-ethoxy}-ethyl))thiophene)) 인 것을 특징으로 하는 싸이오펜 중합체 조성물.
The method according to claim 1,
The amphiphilic thiophene diblock copolymer can be prepared by reacting ((3-hexylthiophene) -b- (2- (2- {2- [2- (2-methoxy-ethoxy) (2-methoxy-ethoxy) -ethoxy] -ethoxy} -ethyl) thiophene) ). ≪ / RTI >
제1항에 따른 싸이오펜 중합체 조성물을 포함하는 유기전자소자.An organic electronic device comprising the thiophene polymer composition according to claim 1. 제16항에 있어서,
상기 유기전자소자는 유기발광소자, 유기태양전지, 유기감광체(OPC), 유기메모리 및 유기트랜지스터로 이루어진 군에서 선택된 1종인 것을 특징으로 하는 유기전자소자.
17. The method of claim 16,
Wherein the organic electronic device is one selected from the group consisting of an organic light emitting device, an organic solar cell, an organic photoconductor (OPC), an organic memory, and an organic transistor.
제1전극;
제1전극 상에 위치하고, 제1항에 따른 싸이오펜 중합체 조성물을 포함하는 유기 활성층; 및
상기 유기 활성층 상에 위치하는 제2전극;을
포함하는 유기태양전지.
A first electrode;
An organic active layer located on the first electrode and comprising a thiophene polymer composition according to claim 1; And
A second electrode located on the organic active layer;
Including organic solar cells.
제1전극을 형성하는 단계;
제1전극 상에 제1항에 따른 싸이오펜 중합체 조성물을 포함하는 유기 활성층을 형성하는 단계; 및
상기 유기 활성층 상에 제2전극;을 형성하는 단계:를
포함하는 유기태양전지의 제조방법.
Forming a first electrode;
Forming an organic active layer comprising a thiophene polymer composition according to claim 1 on a first electrode; And
Forming a second electrode on the organic active layer;
Wherein the organic photovoltaic cell is a photovoltaic cell.
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