KR101732220B1 - Heterocyclic compound and organic solar cell comprising the same - Google Patents

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Abstract

본 명세서는 헤테로환 화합물 및 이를 포함하는 유기 태양 전지를 제공한다.The present invention provides heterocyclic compounds and organic solar cells containing the same.

Description

헤테로환 화합물 및 이를 포함하는 유기 태양 전지 {HETEROCYCLIC COMPOUND AND ORGANIC SOLAR CELL COMPRISING THE SAME}HETEROCYCLIC COMPOUND AND ORGANIC SOLAR CELL COMPRISING THE SAME [0002]

본 명세서는 헤테로환 화합물 및 이를 포함하는 유기 태양 전지에 관한 것이다.The present invention relates to heterocyclic compounds and organic solar cells comprising the same.

유기 태양전지는 광기전력효과(photovoltaic effect)를 응용함으로써 태양에너지를 직접 전기에너지로 변환할 수 있는 소자이다. 태양전지는 박막을 구성하는 물질에 따라 무기 태양전지와 유기 태양전지로 나뉠 수 있다. 전형적인 태양전지는 무기 반도체인 결정성 실리콘(Si)을 도핑(doping)하여 p-n 접합으로 만든 것이다. 빛을 흡수하여 생기는 전자와 정공은 p-n 접합점까지 확산되고 그 전계에 의하여 가속되어 전극으로 이동한다. 이 과정의 전력변환 효율은 외부 회로에 주어지는 전력과 태양전지에 들어간 태양전력의 비로 정의되며, 현재 표준화된 가상 태양 조사 조건으로 측정 시 24%정도까지 달성되었다. 그러나 종래 무기 태양전지는 이미 경제성과 재료상의 수급에서 한계를 보이고 있기 때문에, 가공이 쉬우며 저렴하고 다양한 기능성을 가지는 유기물 반도체 태양전지가 장기적인 대체 에너지원으로 각광받고 있다.Organic solar cells are devices that can convert solar energy directly into electric energy by applying photovoltaic effect. Solar cells can be divided into inorganic solar cells and organic solar cells depending on the material constituting the thin film. A typical solar cell is made of p-n junction by doping crystalline silicon (Si), which is an inorganic semiconductor. Electrons and holes generated by absorption of light are diffused to the p-n junction, accelerated by the electric field, and moved to the electrode. The power conversion efficiency of this process is defined as the ratio of the power given to the external circuit to the solar power entering the solar cell, and is achieved up to 24% when measured under the current standardized virtual solar irradiation conditions. However, since conventional inorganic solar cells have already been limited in economic efficiency and supply / demand of materials, organic semiconductor solar cells, which are easy to process, have various functions and are inexpensive, are seen as long-term alternative energy sources.

태양전지는 태양 에너지로부터 가능한 많은 전기 에너지를 출력할 수 있도록 효율을 높이는 것이 중요하다. 이러한 태양전지의 효율을 높이기 위해서는 반도체 내부에서 가능한 많은 엑시톤을 생성하는 것도 중요하지만 생성된 전하를 손실됨 없이 외부로 끌어내는 것 또한 중요하다. 전하가 손실되는 원인 중의 하나가 생성된 전자 및 정공이 재결합(recombination)에 의해 소멸하는 것이다. 생성된 전자나 정공이 손실되지 않고 전극에 전달되기 위한 방법으로 다양한 방법이 제시되고 있으나, 대부분 추가 공정이 요구되고 이에 따라 제조 비용이 상승할 수 있다.Solar cells are important to increase efficiency so that they can output as much electrical energy as possible from solar energy. In order to increase the efficiency of such a solar cell, it is also important to generate as much excitons as possible in the semiconductor, but it is also important to draw out generated charges without loss. One of the causes of loss of charge is that the generated electrons and holes are destroyed by recombination. Various methods have been proposed as methods for transferring generated electrons and holes to electrodes without loss, but most of them require additional processing, which may increase the manufacturing cost.

Thomas S. van der Poll , John A. Love , Thuc-Quyen Nguyen, and Guillermo C. Bazan, Adv. Mater. 24, 2012, 3646-3649Thomas S. van der Poll, John A. Love, Thuc-Quyen Nguyen, and Guillermo C. Bazan, Adv. Mater. 24, 2012, 3646-3649 Gregory C. Welch1, Louis A. Perez1,4, Corey V. Hoven1, Yuan Zhang1, Xuan-Dung Dang1,Alexander Sharenko1, Michael F. Toney6, Edward J. Kramer4,5, Thuc-Quyen Nguyen 1,2,3, and Guillermo C. Bazan, J. Mater.Chem. 21, 2011, 12700-12709Gregory C. Welch1, Louis A. Perez1,4, Corey V. Hoven1, Yuan Zhang1, Xuan-Dung Dang1, Alexander Sharenko1, Michael F. Toney6, Edward J. Kramer4,5, Thuc-Quyen Nguyen 1,2,3, and Guillermo C. Bazan, J. Mater. Chem. 21, 2011, 12700-12709 Jiaoyan Zhou ,Xiangjian Wan , Yongsheng Liu , Guankui Long , Fei Wang , Zhi Li , Yi Zuo ,Chenxi Li , and Yongsheng Chen, Chem. Mater. 23, 2011, 4666-4668Jiaoyan Zhou, Xiangjian Wan, Yongsheng Liu, Guankui Long, Fei Wang, Zhi Li, Yi Zuo, Chenxi Li, and Yongsheng Chen, Chem. Mater. 23, 2011, 4666-4668

본 명세서는 헤테로환 화합물 및 이를 포함하는 유기 태양 전지를 제공하는 것을 목적으로 한다.It is an object of the present invention to provide a heterocyclic compound and an organic solar cell containing the heterocyclic compound.

본 명세서는 하기 화학식 1로 표시되는 A 단위; 및 The present invention relates to a composition comprising an A unit represented by the following formula (1): And

전자 수용체로 작용하는 적어도 하나의 B 단위를 포함하는 헤테로환 화합물을 제공한다. A heterocyclic compound comprising at least one B unit acting as an electron acceptor.

[화학식 1][Chemical Formula 1]

Figure 112014030880176-pat00001
Figure 112014030880176-pat00001

화학식 1에 있어서, In formula (1)

R1 내지 R4는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 니트릴기; 니트로기; 이미드기; 아미드기; 히드록시기; 에스터기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 알콕시기; 치환 또는 비치환된 아릴옥시기; 치환 또는 비치환된 알킬티옥시기; 치환 또는 비치환된 아릴티옥시기; 치환 또는 비치환된 알킬술폭시기; 치환 또는 비치환된 아릴술폭시기; 치환 또는 비치환된 알케닐기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 붕소기; 치환 또는 비치환된 알킬아민기; 치환 또는 비치환된 아랄킬아민기; 치환 또는 비치환된 아릴아민기; 치환 또는 비치환된 헤테로아릴아민기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 및 N, O 및 S 원자 중 1개 이상을 포함하는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기로 이루어진 군으로부터 선택된다.R1 to R4 are the same or different from each other, and each independently hydrogen; heavy hydrogen; A halogen group; A nitrile group; A nitro group; Imide; Amide group; A hydroxy group; Ester group; A substituted or unsubstituted alkyl group; A substituted or unsubstituted cycloalkyl group; A substituted or unsubstituted alkoxy group; A substituted or unsubstituted aryloxy group; A substituted or unsubstituted alkylthio group; A substituted or unsubstituted arylthio group; A substituted or unsubstituted alkylsulfoxy group; A substituted or unsubstituted arylsulfoxy group; A substituted or unsubstituted alkenyl group; A substituted or unsubstituted silyl group; A substituted or unsubstituted boron group; A substituted or unsubstituted alkylamine group; A substituted or unsubstituted aralkylamine group; A substituted or unsubstituted arylamine group; A substituted or unsubstituted heteroarylamine group; A substituted or unsubstituted aryl group; And a substituted or unsubstituted heterocyclic group containing at least one of N, O and S atoms.

또한, 본 명세서는 제1 전극; 상기 제1 전극과 대향하여 구비되는 제2 전극; 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 구비되고, 광활성층을 포함하는 1층 이상의 유기물층을 포함하고, Also, the present specification discloses a plasma display panel comprising a first electrode; A second electrode facing the first electrode; And at least one organic layer disposed between the first electrode and the second electrode and including a photoactive layer,

상기 유기물층 중 1층 이상은 전술한 헤테로환 화합물을 포함하는 것인 유기 태양 전지를 제공한다. Wherein at least one of the organic material layers comprises the above-described heterocyclic compound.

본 명세서의 헤테로환 화합물은 유기 태양 전지 유기물층의 재료로서 사용될 수 있고, 이를 포함하는 유기 태양 전지는 개방 전압과 단락 전류의 상승 및/또는 효율 증가 등에서 우수한 특성을 나타낼 수 있다.The heterocyclic compound of the present invention can be used as a material for an organic solar cell organic material layer, and an organic solar cell including the heterocyclic compound can exhibit excellent characteristics in terms of increase in open circuit voltage and short circuit current and / or increase in efficiency.

본 명세서의 일 실시상태에 따른 헤테로환 화합물은 깊은 HOMO 준위, 작은 밴드갭, 높은 전하 이동도를 가져 우수한 특성을 나타낼 수 있다. 본 명세서의 일 실시상태에 따른 중합체는 유기 태양 전지에서 단독 또는 다른 물질과 혼합하여 사용이 가능하고, 효율을 향상시키고, 화합물의 열적 안정성에 의하여 소자의 수명 특성을 향상시킬 수 있다.Heterocyclic compounds according to one embodiment of the present disclosure may exhibit excellent properties due to their deep HOMO level, small band gap, and high charge mobility. The polymer according to one embodiment of the present invention can be used alone or in combination with other materials in an organic solar cell, and can improve the efficiency and improve the lifetime characteristics of the device by the thermal stability of the compound.

도 1 은 실시예 1 에 의해 제조된 화합물 A의 질량 스펙트럼을 나타낸 것이다.
도 2 는 실시예 1 에 의해 제조된 화합물 A의 NMR 스펙트럼을 나타낸 것이다.
도 3 은 실시예 2 에 의해 제조된 화합물 B의 NMR 스펙트럼은 나타낸 것이다.
도 4 는 실시예 3 에 의해 제조된 화학식 1-1-1의 화합물의 질량 스펙트럼을 나타낸 것이다.
도 5 는 실시예 3 에 의해 제조된 화학식 1-1-1의 화합물의 NMR 스펙트럼을 나타낸 것이다.
도 6 은 실시예 3 에 의해 제조된 화학식 1-1-1의 화합물의 용액과 필름상 UV 흡광 스펙트럼을 나타낸 것이다.
도 7 은 실시예 3 에 의해 제조된 화학식 1-1-1의 화합물의 전기 화학 측정결과(cyclic voltametry)를 나타낸 것이다.
도 8 은 실시예 4 에 의해 제조된 화합물 C의 질량 스펙트럼을 나타낸 것이다.
도 9 는 실시예 5 에 의해 제조된 화학식 1-1-2의 화합물의 질량 스펙트럼을 나타낸 것이다.
도 10 은 실시예 5 에 의해 제조된 화학식 1-1-2의 화합물의 NMR 스펙트럼을 나타낸 것이다.
도 11 은 실시예 6 에 의해 제조된 화합물 D의 질량 스펙트럼을 나타낸 것이다.
도 12 는 실시예 7 에 의해 제조된 화학식 1-1-3 의 질량 스펙트럼을 나타낸 것이다.
도 13 은 실시예 8 에 의해 제조된 화학식 1-1-4의 질량 스펙트럼을 나타낸 것이다.
도 14는 본 명세서의 일 실시상태에 따른 유기 태양 전지를 나타낸 도이다.
Fig. 1 shows the mass spectrum of the compound A prepared in Example 1. Fig.
Fig. 2 shows the NMR spectrum of the compound A prepared in Example 1. Fig.
Fig. 3 shows the NMR spectrum of the compound B prepared in Example 2. Fig.
4 shows the mass spectrum of the compound of the formula 1-1-1 produced by Example 3. Fig.
5 shows the NMR spectrum of the compound of formula (1-1-1) prepared in example 3.
6 shows a solution of the compound of the formula 1-1-1 prepared in Example 3 and a UV absorption spectrum on a film.
FIG. 7 shows the cyclic voltammetry of the compound of Formula 1-1-1 prepared in Example 3. FIG.
Fig. 8 shows the mass spectrum of the compound C prepared in Example 4. Fig.
9 shows the mass spectrum of the compound of the formula 1-1-2 prepared in Example 5. Fig.
10 shows the NMR spectrum of the compound of Formula 1-1-2 prepared in Example 5. Fig.
Fig. 11 shows the mass spectrum of the compound D prepared in Example 6. Fig.
Fig. 12 shows the mass spectrum of the formula 1-1-3 prepared in Example 7. Fig.
Fig. 13 shows the mass spectrum of the formula 1-1-4 prepared in Example 8. Fig.
14 is a view showing an organic solar cell according to an embodiment of the present invention.

이하 본 명세서에 대하여 상세히 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 명세서에 있어서 '단위'란 헤테로환 화합물 내에 포함되는 구조로서, 단량체가 중합에 의하여 헤테로환 화합물 내에 결합된 구조를 의미한다.As used herein, the term "unit" means a structure contained in a heterocyclic compound, wherein a monomer is bonded to a heterocyclic compound by polymerization.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 헤테로환 화합물은 상기 화학식 1로 표시되는 A 단위 및 전자수용체로 작용하는 적어도 하나의 B 단위를 포함한다.In one embodiment of the present invention, the heterocyclic compound includes an A unit represented by the formula (1) and at least one B unit serving as an electron acceptor.

B 단위가 2 이상인 경우, 상기 B 단위는 서로 동일하거나 상이하다. When the B unit is 2 or more, the B units are the same or different from each other.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 헤테로환 화합물은 하기 화학식 2로 표시되는 구조를 말단으로 포함한다. In one embodiment of the present invention, the heterocyclic compound includes a structure represented by the following formula (2) as a terminal.

[화학식 2](2)

Figure 112014030880176-pat00002
Figure 112014030880176-pat00002

화학식 2에 있어서, In formula (2)

a는 1 내지 5의 정수이고, a is an integer of 1 to 5,

X은 CRR', NR, O, SiRR', PR, S, GeRR', Se 또는 Te이며, X is CRR ', NR, O, SiRR', PR, S, GeRR ', Se or Te,

R, R' 및 R5 내지 R7은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 니트릴기; 니트로기; 이미드기; 아미드기; 히드록시기; 알데하이드기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 알콕시기; 치환 또는 비치환된 아릴옥시기; 치환 또는 비치환된 알킬티옥시기; 치환 또는 비치환된 아릴티옥시기; 치환 또는 비치환된 알킬술폭시기; 치환 또는 비치환된 아릴술폭시기; 치환 또는 비치환된 알케닐기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 붕소기; 치환 또는 비치환된 알킬아민기; 치환 또는 비치환된 아랄킬아민기; 치환 또는 비치환된 아릴아민기; 치환 또는 비치환된 헤테로아릴아민기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 및 N, O 및 S 원자 중 1개 이상을 포함하는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기로 이루어진 군으로부터 선택된다.R, R 'and R5 to R7 are the same or different from each other, and each independently hydrogen; heavy hydrogen; A halogen group; A nitrile group; A nitro group; Imide; Amide group; A hydroxy group; Aldehyde group; A substituted or unsubstituted alkyl group; A substituted or unsubstituted cycloalkyl group; A substituted or unsubstituted alkoxy group; A substituted or unsubstituted aryloxy group; A substituted or unsubstituted alkylthio group; A substituted or unsubstituted arylthio group; A substituted or unsubstituted alkylsulfoxy group; A substituted or unsubstituted arylsulfoxy group; A substituted or unsubstituted alkenyl group; A substituted or unsubstituted silyl group; A substituted or unsubstituted boron group; A substituted or unsubstituted alkylamine group; A substituted or unsubstituted aralkylamine group; A substituted or unsubstituted arylamine group; A substituted or unsubstituted heteroarylamine group; A substituted or unsubstituted aryl group; And a substituted or unsubstituted heterocyclic group containing at least one of N, O and S atoms.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 B 단위는 N, O 및 S 원자 중 1개 이상을 포함하는 단환 또는 다환의 치환 또는 비치환된 2가의 헤테로고리기; 단환 또는 다환의 치환 또는 비치환된 2가의 방향족 고리기; 및 N, O 및 S 원자 중 1개 이상을 포함하는 단환 또는 다환의 헤테로고리기와 단환 또는 다환의 방향족 고리가 축합된 2가의 치환 또는 비치환된 축합고리기로 이루어진 군에서 1 또는 2 이상을 포함한다. In one embodiment of the present specification, the B unit is a monocyclic or polycyclic substituted or unsubstituted divalent heterocyclic group containing at least one of N, O and S atoms; A monocyclic or polycyclic substituted or unsubstituted divalent aromatic ring group; And a divalent substituted or unsubstituted condensed ring group in which a monocyclic or polycyclic heterocyclic group containing at least one of N, O and S atoms is condensed with a monocyclic or polycyclic aromatic ring, .

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 B 단위의 B 단위의 HOMO (highest occupied molecular orbital)에너지의 절대값은 A 단위의 HOMO 에너지의 절대값보다 크다. In one embodiment of the present invention, the absolute value of the highest occupied molecular orbital (HOMO) energy of B units is greater than the absolute value of HOMO energy of A units.

이 경우, 상기 B 단위는 헤테로환 화합물 내에서 전자 수용체로 작용하고, 상기 화학식 1로 표시되는 A 단위는 전자공여체로 작용할 수 있다. 헤테로환 화합물 내에 전자 수용체 및 전자 공여체를 포함하여, 전자 전달 능력을 높일 수 있다. HOMO 값의 차이는 필요에 따라서 조절할 수 있다.In this case, the B unit functions as an electron acceptor in the heterocyclic compound, and the A unit represented by the formula (1) can serve as an electron donor. An electron acceptor and an electron donor may be contained in the heterocyclic compound to increase the electron transfer capability. The difference in HOMO values can be adjusted as needed.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 B 단위는 1 개의 고리를 포함한다. In one embodiment of the present specification, the B unit includes one ring.

또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 헤테로환 화합물은 상기 B 단위를 2 이상 포함하고, 상기 2 이상의 B 단위는 서로 직접 연결되지 않는다. 예컨대, 2 개의 B 단위는 서로 직접연결되지 않고, A 단위를 통하여 연결된다. In another embodiment, the heterocyclic compound includes two or more B units, and the two or more B units are not directly connected to each other. For example, two B units are not directly connected to each other but are connected through A units.

본 명세서에서, 상기 B 단위는 2가의 고리기이며, 상기 B 단위는 1 개의 고리로 이루어진다. In the present specification, the B unit is a bivalent ring group, and the B unit is composed of one ring.

본 명세서에서 "1 개 고리"의 의미는 환으로 형성된 구조를 의미하고, 환과 환이 연결된 예컨대, 바이페닐기와 같은 구조는 포함하지 않는다. 상기 B 단위가 1 개의 고리로 이루어진다면, 상기 고리는 단환고리, 또는 다환고리일 수 있으며, 탄화수소고리, 헤테로고리기 또는 탄화수소고리와 헤테로고리가 축합된 고리일 수 있으며, 이를 한정하지 않는다. In the present specification, "one ring" means a structure formed by a ring, and does not include structures such as a biphenyl group in which rings and rings are connected. When the B unit is composed of one ring, the ring may be a monocyclic ring or a polycyclic ring, and may be a ring condensed with a hydrocarbon ring, a heterocyclic group or a hydrocarbon ring and a heterocyclic ring, but is not limited thereto.

A 단위가 전자공여체로 작용하고, B 단위가 1 개의 고리를 포함하는 경우, 헤테로환 화합물의 밴드갭이 낮아져, 흡수율이 우수할 수 있다. When the A unit acts as an electron donor and the B unit contains one ring, the band gap of the heterocyclic compound is lowered and the absorption rate can be excellent.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 B 단위는 하기 구조 중 어느 하나를 포함한다. In one embodiment of the present specification, the B unit includes any one of the following structures.

Figure 112014030880176-pat00003
Figure 112014030880176-pat00003

Figure 112014030880176-pat00004
Figure 112014030880176-pat00004

Figure 112014030880176-pat00005
Figure 112014030880176-pat00005

Figure 112014030880176-pat00006
Figure 112014030880176-pat00006

상기 구조에 있어서, In the above structure,

X1 내지 X12는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 CRaRb, NRa, O, SiRaRb, PRa, S, GeRaRb, Se 또는 Te이고, NRa, O, SiRaRb, PRa, S, GeRaRb, Se or Te, and X1 to X12 are the same or different from each other,

Y1 내지 Y21은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 CRc, N, SiRc, P 또는 GeRc이이며,Y1 to Y21 are the same or different from each other and each independently represents CRc, N, SiRc, P or GeRc,

R10 내지 R26, Ra, Rb 및 Rc는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 니트릴기; 니트로기; 이미드기; 아미드기; 히드록시기; 에스터기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 알콕시기; 치환 또는 비치환된 아릴옥시기; 치환 또는 비치환된 알킬티옥시기; 치환 또는 비치환된 아릴티옥시기; 치환 또는 비치환된 알킬술폭시기; 치환 또는 비치환된 아릴술폭시기; 치환 또는 비치환된 알케닐기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 붕소기; 치환 또는 비치환된 알킬아민기; 치환 또는 비치환된 아랄킬아민기; 치환 또는 비치환된 아릴아민기; 치환 또는 비치환된 헤테로아릴아민기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 및 N, O 및 S 원자 중 1개 이상을 포함하는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기로 이루어진 군으로부터 선택된다.R10 to R26, Ra, Rb and Rc are the same or different from each other, and each independently hydrogen; heavy hydrogen; A halogen group; A nitrile group; A nitro group; Imide; Amide group; A hydroxy group; Ester group; A substituted or unsubstituted alkyl group; A substituted or unsubstituted cycloalkyl group; A substituted or unsubstituted alkoxy group; A substituted or unsubstituted aryloxy group; A substituted or unsubstituted alkylthio group; A substituted or unsubstituted arylthio group; A substituted or unsubstituted alkylsulfoxy group; A substituted or unsubstituted arylsulfoxy group; A substituted or unsubstituted alkenyl group; A substituted or unsubstituted silyl group; A substituted or unsubstituted boron group; A substituted or unsubstituted alkylamine group; A substituted or unsubstituted aralkylamine group; A substituted or unsubstituted arylamine group; A substituted or unsubstituted heteroarylamine group; A substituted or unsubstituted aryl group; And a substituted or unsubstituted heterocyclic group containing at least one of N, O and S atoms.

상기 치환기의 예시들은 아래에서 설명하나, 이에 한정되는 것은 아니다. Examples of such substituents are described below, but are not limited thereto.

본 명세서에 있어서,

Figure 112014030880176-pat00007
는 다른 치환기 또는 헤테로환 화합물 내의 단위와의 연결되는 부위를 의미한다.In the present specification,
Figure 112014030880176-pat00007
Quot; refers to a moiety that is linked to a unit in another substituent or heterocyclic compound.

본 명세서에서 "치환 또는 비치환된" 이라는 용어는 중수소; 할로겐기; 알킬기; 알케닐기; 알콕시기; 시클로알킬기; 실릴기; 아릴알케닐기; 아릴옥시기; 알킬티옥시기; 알킬술폭시기; 아릴술폭시기; 붕소기; 알킬아민기; 아랄킬아민기; 아릴아민기; 헤테로아릴기; 아릴아민기; 아릴기; 니트릴기; 니트로기; 히드록시기 및 N, O 및 S 원자 중 1개 이상을 포함하는 헤테로 고리기로 이루어진 군에서 선택된 1개 이상의 치환기로 치환되었거나 또는 어떠한 치환기도 갖지 않는 것을 의미하며, 상기 치환기는 추가로 치환될 수 있다. As used herein, the term " substituted or unsubstituted " A halogen group; An alkyl group; An alkenyl group; An alkoxy group; A cycloalkyl group; Silyl group; An arylalkenyl group; An aryloxy group; An alkyloxy group; An alkylsulfoxy group; Arylsulfoxy group; Boron group; An alkylamine group; An aralkylamine group; An arylamine group; A heteroaryl group; An arylamine group; An aryl group; A nitrile group; A nitro group; Means a group substituted with at least one substituent selected from the group consisting of a hydroxyl group and a heterocyclic group containing at least one of N, O and S atoms, or has no substituent, and the substituent may be further substituted.

본 명세서에 있어서, 할로겐기는 불소, 염소, 브롬 또는 요오드가 될 수 있다.In the present specification, the halogen group may be fluorine, chlorine, bromine or iodine.

본 명세서에 있어서, 이미드기의 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 1 내지 25인 것이 바람직하다. 구체적으로 하기와 같은 구조의 화합물이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.In the present specification, the number of carbon atoms of the imide group is not particularly limited, but is preferably 1 to 25 carbon atoms. Specifically, it may be a compound having the following structure, but is not limited thereto.

Figure 112014030880176-pat00008
Figure 112014030880176-pat00008

본 명세서에 있어서, 아미드기는 아미드기의 질소가 수소, 탄소수 1 내지 25의 직쇄, 분지쇄 또는 고리쇄 알킬기 또는 탄소수 6 내지 25의 아릴기로 1 또는 2 치환될 수 있다. 구체적으로, 하기 구조식의 화합물이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.In the present specification, the amide group may be mono- or di-substituted by nitrogen of the amide group with hydrogen, a straight-chain, branched-chain or cyclic alkyl group having 1 to 25 carbon atoms or an aryl group having 6 to 25 carbon atoms. Specifically, it may be a compound of the following structural formula, but is not limited thereto.

Figure 112014030880176-pat00009
Figure 112014030880176-pat00009

본 명세서에 있어서, 상기 알킬기는 직쇄 또는 분지쇄일 수 있고, 탄소수는 특별히 한정되지 않으나 1 내지 50인 것이 바람직하다. 구체적인 예로는 메틸, 에틸, 프로필, n-프로필, 이소프로필, 부틸, n-부틸, 이소부틸, tert-부틸, sec-부틸, 1-메틸-부틸, 1-에틸-부틸, 펜틸, n-펜틸, 이소펜틸, 네오펜틸, tert-펜틸, 헥실, n-헥실, 1-메틸펜틸, 2-메틸펜틸, 4-메틸-2-펜틸, 3,3-디메틸부틸, 2-에틸부틸, 헵틸, n-헵틸, 1-메틸헥실, 시클로펜틸메틸, 시클로헥틸메틸, 옥틸, n-옥틸, tert-옥틸, 1-메틸헵틸, 2-에틸헥실, 2-프로필펜틸, n-노닐, 2,2-디메틸헵틸, 1-에틸-프로필, 1,1-디메틸-프로필, 이소헥실, 2-메틸펜틸, 4-메틸헥실, 5-메틸헥실 등이 있으나, 이들에 한정되지 않는다.In the present specification, the alkyl group may be linear or branched, and the number of carbon atoms is not particularly limited, but is preferably 1 to 50. Specific examples include methyl, ethyl, propyl, n-propyl, isopropyl, butyl, n-butyl, isobutyl, tert-butyl, sec- N-pentyl, 3-dimethylbutyl, 2-ethylbutyl, heptyl, n-hexyl, N-octyl, 2-ethylhexyl, 2-propylpentyl, n-nonyl, 2,2-dimethyl Heptyl, 1-ethyl-propyl, 1,1-dimethyl-propyl, isohexyl, 2-methylpentyl, 4-methylhexyl, 5-methylhexyl and the like.

본 명세서에 있어서, 시클로알킬기는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 3 내지 60인 것이 바람직하며, 구체적으로 시클로프로필, 시클로부틸, 시클로펜틸, 3-메틸시클로펜틸, 2,3-디메틸시클로펜틸, 시클로헥실, 3-메틸시클로헥실, 4-메틸시클로헥실, 2,3-디메틸시클로헥실, 3,4,5-트리메틸시클로헥실, 4-tert-부틸시클로헥실, 시클로헵틸, 시클로옥틸 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다. In the present specification, the cycloalkyl group is not particularly limited, but preferably has 3 to 60 carbon atoms, and specifically includes cyclopropyl, cyclobutyl, cyclopentyl, 3-methylcyclopentyl, 2,3-dimethylcyclopentyl, cyclohexyl, But are not limited to, 3-methylcyclohexyl, 4-methylcyclohexyl, 2,3-dimethylcyclohexyl, 3,4,5-trimethylcyclohexyl, 4-tert- butylcyclohexyl, cycloheptyl, Do not.

본 명세서에 있어서, 상기 알콕시기는 직쇄, 분지쇄 또는 고리쇄일 수 있다. 알콕시기의 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 1 내지 20인 것이 바람직하다. 구체적으로, 메톡시, 에톡시, n-프로폭시, 이소프로폭시, i-프로필옥시, n-부톡시, 이소부톡시, tert-부톡시, sec-부톡시, n-펜틸옥시, 네오펜틸옥시, 이소펜틸옥시, n-헥실옥시, 3,3-디메틸부틸옥시, 2-에틸부틸옥시, n-옥틸옥시, n-노닐옥시, n-데실옥시, 벤질옥시, p-메틸벤질옥시 등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.In the present specification, the alkoxy group may be linear, branched or cyclic. The number of carbon atoms of the alkoxy group is not particularly limited, but is preferably 1 to 20 carbon atoms. Specific examples include methoxy, ethoxy, n-propoxy, isopropoxy, i-propyloxy, n-butoxy, isobutoxy, tert-butoxy, sec-butoxy, n-pentyloxy, neopentyloxy, N-hexyloxy, n-hexyloxy, 3,3-dimethylbutyloxy, 2-ethylbutyloxy, n-octyloxy, n-nonyloxy, n-decyloxy, benzyloxy, But is not limited thereto.

본 명세서에 있어서, 상기 알케닐기는 직쇄 또는 분지쇄일 수 있고, 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 2 내지 40인 것이 바람직하다. 구체적인 예로는 비닐, 1-프로페닐, 이소프로페닐, 1-부테닐, 2-부테닐, 3-부테닐, 1-펜테닐, 2-펜테닐, 3-펜테닐, 3-메틸-1-부테닐, 1,3-부타디에닐, 알릴, 1-페닐비닐-1-일, 2-페닐비닐-1-일, 2,2-디페닐비닐-1-일, 2-페닐-2-(나프틸-1-일)비닐-1-일, 2,2-비스(디페닐-1-일)비닐-1-일, 스틸베닐기, 스티레닐기 등이 있으나 이들에 한정되지 않는다.In the present specification, the alkenyl group may be straight-chain or branched, and the number of carbon atoms is not particularly limited, but is preferably 2 to 40. Specific examples include vinyl, 1-propenyl, isopropenyl, 1-butenyl, 2-butenyl, 3-butenyl, 1-pentenyl, Butenyl, allyl, 1-phenylvinyl-1-yl, 2-phenylvinyl-1-yl, (Diphenyl-1-yl) vinyl-1-yl, stilbenyl, stilenyl, and the like.

본 명세서에 있어서, 아릴기는 단환식 아릴기 또는 다환식 아릴기일 수 있으며, 탄소수는 한정하지 않으나, 6 내지 50 일 수 있다. 상기 아릴기가 단환식 아릴기인 경우 페닐기, 바이페닐기, 터페닐기 등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 아릴기가 다환식 아릴기인 경우, 구체적으로 나프틸기, 안트라세닐기, 페난트릴기, 파이레닐기, 페릴레닐기, 크라이세닐기, 플루오레닐기 등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.In the present specification, the aryl group may be a monocyclic aryl group or a polycyclic aryl group, and the number of carbon atoms is not limited, but may be 6 to 50. [ When the aryl group is a monocyclic aryl group, it may be a phenyl group, a biphenyl group, a terphenyl group, or the like, but is not limited thereto. When the aryl group is a polycyclic aryl group, it may specifically be a naphthyl group, an anthracenyl group, a phenanthryl group, a pyrenyl group, a perylenyl group, a klycenyl group, a fluorenyl group, and the like, but is not limited thereto.

본 명세서에서 아릴기는 방향족 고리를 의미할 수 있다. An aryl group as used herein may mean an aromatic ring.

본 명세서에 있어서, 플루오레닐기는 2개의 고리 유기화합물이 1개의 원자를 통하여 연결된 구조이다.In the present specification, a fluorenyl group is a structure in which two cyclic organic compounds are connected through one atom.

상기 플루오레닐기는 열린 플루오레닐기의 구조를 포함하며, 여기서 열린 플루오레닐기는 2개의 고리 유기화합물이 1개의 원자를 통하여 연결된 구조에서 한쪽 고리 화합물의 연결이 끊어진 상태의 구조이다.The fluorenyl group includes a structure of an open fluorenyl group, wherein the open fluorenyl group is a structure in which one ring compound is disconnected in a structure in which two ring organic compounds are connected via one atom.

상기 플루오레닐기가 치환되는 경우,

Figure 112014030880176-pat00010
,
Figure 112014030880176-pat00011
,
Figure 112014030880176-pat00012
Figure 112014030880176-pat00013
등이 될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.When the fluorenyl group is substituted,
Figure 112014030880176-pat00010
,
Figure 112014030880176-pat00011
,
Figure 112014030880176-pat00012
And
Figure 112014030880176-pat00013
And the like. However, the present invention is not limited thereto.

본 명세서에 있어서, 실릴기는 구체적으로 트리메틸실릴기, 트리에틸실릴기, t-부틸디메틸실릴기, 비닐디메틸실릴기, 프로필디메틸실릴기, 트리페닐실릴기, 디페닐실릴기, 페닐실릴기 등이 있으나 이에 한정되지 않는다.In the present specification, the silyl group specifically includes a trimethylsilyl group, a triethylsilyl group, a t-butyldimethylsilyl group, a vinyldimethylsilyl group, a propyldimethylsilyl group, a triphenylsilyl group, a diphenylsilyl group, But are not limited thereto.

본 명세서에 있어서, 헤테로 고리기는 이종 원소로 O, N 및 S 중 1개 이상을 포함하는 헤테로 고리기로서, 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 2 내지 60인 것이 바람직하다. 헤테로 고리기의 예로는 싸이오펜기, 퓨란기, 피롤기, 이미다졸기, 티아졸기, 옥사졸기, 옥사디아졸기, 트리아졸기, 피리딜기, 비피리딜기, 피리미딜기, 트리아진기, 트리아졸기, 아크리딜기, 피리다진기, 피라지닐기, 퀴놀리닐기, 퀴나졸린기, 퀴녹살리닐기, 프탈라지닐기, 피리도 피리미디닐기, 피리도 피라지닐기, 피라지노 피라지닐기, 이소퀴놀린기, 인돌기, 카바졸기, 벤조옥사졸기, 벤조이미다졸기, 벤조티아졸기, 벤조카바졸기, 벤조싸이오펜기, 디벤조싸이오펜기, 벤조퓨라닐기, 페난쓰롤린기(phenanthroline), 티아졸릴기, 이소옥사졸릴기, 옥사디아졸릴기, 티아디아졸릴기, 벤조티아졸릴기, 페노티아지닐기 및 디벤조퓨라닐기 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.In the present specification, the heterocyclic group is a heterocyclic group containing at least one of O, N and S as a heteroatom. The number of carbon atoms is not particularly limited, but is preferably 2 to 60 carbon atoms. Examples of the heterocyclic group include a thiophene group, a furane group, a furyl group, an imidazole group, a thiazole group, an oxazole group, an oxadiazole group, a triazole group, a pyridyl group, a bipyridyl group, a pyrimidyl group, A pyridazinyl group, a pyrazinopyrazinyl group, an isoquinoline group, an isoquinolinyl group, an isoquinolinyl group, an isoquinolinyl group, an isoquinolinyl group, an isoquinolyl group, A benzothiazole group, a benzothiazole group, a benzothiophene group, a dibenzothiophene group, a benzofuranyl group, a phenanthroline group, a thiazolyl group, a thiazolyl group, An isoxazolyl group, an oxadiazolyl group, a thiadiazolyl group, a benzothiazolyl group, a phenothiazinyl group, and a dibenzofuranyl group, but is not limited thereto.

본 명세서에 있어서, 아릴아민기의 예로는 치환 또는 비치환된 모노아릴아민기, 치환 또는 비치환된 디아릴아민기, 또는 치환 또는 비치환된 트리아릴아민기가 있다. 상기 아릴아민기 중의 아릴기는 단환식 아릴기일 수 있고, 다환식 아릴기일 수 있다. 상기 아릴기가 2 이상을 포함하는 아릴아민기는 단환식 아릴기, 다환식 아릴기, 또는 단환식아릴기와 다환식 아릴기를 동시에 포함할 수 있다. In the present specification, examples of the arylamine group include a substituted or unsubstituted monoarylamine group, a substituted or unsubstituted diarylamine group, or a substituted or unsubstituted triarylamine group. The aryl group in the arylamine group may be a monocyclic aryl group or a polycyclic aryl group. The arylamine group having at least two aryl groups may contain a monocyclic aryl group, a polycyclic aryl group, or a monocyclic aryl group and a polycyclic aryl group at the same time.

아릴 아민기의 구체적인 예로는 페닐아민, 나프틸아민, 비페닐아민, 안트라세닐아민, 3-메틸-페닐아민, 4-메틸-나프틸아민, 2-메틸-비페닐아민, 9-메틸-안트라세닐아민, 디페닐 아민기, 페닐 나프틸 아민기, 디톨릴 아민기, 페닐 톨릴 아민기, 트리페닐 아민기 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.Specific examples of the arylamine group include phenylamine, naphthylamine, biphenylamine, anthracenylamine, 3-methylphenylamine, 4-methyl-naphthylamine, 2-methyl- But are not limited to, cenylamine, diphenylamine, phenylnaphthylamine, ditolylamine, phenyltolylamine and triphenylamine groups.

본 명세서에 있어서, 아릴옥시기, 아릴티옥시기, 아릴술폭시기 및 아랄킬아민기 중의 아릴기는 전술한 아릴기의 예시와 같다. 구체적으로 아릴옥시기로는 페녹시, p-토릴옥시, m-토릴옥시, 3,5-디메틸-페녹시, 2,4,6-트리메틸페녹시, p-tert-부틸페녹시, 3-비페닐옥시, 4-비페닐옥시, 1-나프틸옥시, 2-나프틸옥시, 4-메틸-1-나프틸옥시, 5-메틸-2-나프틸옥시, 1-안트릴옥시, 2-안트릴옥시, 9-안트릴옥시, 1-페난트릴옥시, 3-페난트릴옥시, 9-페난트릴옥시 등이 있고, 아릴티옥시기로는 페닐티옥시기, 2-메틸페닐티옥시기, 4-tert-부틸페닐티옥시기 등이 있으며, 아릴술폭시기로는 벤젠술폭시기, p-톨루엔술폭시기 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.In the present specification, the aryl group in the aryloxy group, arylthioxy group, arylsulfoxy group and aralkylamine group is the same as the aforementioned aryl group. Specific examples of the aryloxy group include phenoxy, p-tolyloxy, m-tolyloxy, 3,5-dimethyl-phenoxy, 2,4,6-trimethylphenoxy, Naphthyloxy, 4-methyl-1-naphthyloxy, 5-methyl-2-naphthyloxy, 1-anthryloxy, 2-anthryl Phenanthryloxy, 9-phenanthryloxy and the like. Examples of the arylthioxy group include phenylthio group, 2-methylphenylthio group, 4-tert-butylphenyl And the like. Examples of the aryl sulfoxy group include a benzene sulfoxy group and a p-toluenesulfoxy group, but the present invention is not limited thereto.

본 명세서에 있어서, 헤테로아릴아민기 중의 헤테로 아릴기는 전술한 헤테로고리기의 예시 중에서 선택될 수 있다.In the present specification, the heteroaryl group in the heteroarylamine group can be selected from the examples of the above-mentioned heterocyclic group.

본 명세서에 있어서, 알킬티옥시기, 알킬술폭시기 중의 알킬기는 전술한 알킬기의 예시와 같다. 구체적으로 알킬티옥시기로는 메틸티옥시기, 에틸티옥시기, tert-부틸티옥시기, 헥실티옥시기, 옥틸티옥시기 등이 있고, 알킬술폭시기로는 메실, 에틸술폭시기, 프로필술폭시기, 부틸술폭시기 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.In the present specification, the alkyl group in the alkylthio group and the alkylsulfoxy group is the same as the alkyl group described above. Specific examples of the alkyloxy group include a methylthio group, an ethylthio group, a tert-butylthio group, a hexylthio group and an octylthio group. Examples of the alkylsulfoxy group include a mesyl group, an ethylsulfoxy group, a propylsulfoxy group, But are not limited thereto.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R1 및 R2는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 30의 치환 또는 비치환된 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기이다. 상기 범위의 탄소수의 알킬기를 포함하는 헤테로환 화합물은 용해도가 적절하여, 소자를 제조할 때, 용이할 수 있다. 또한, 알킬기의 직쇄 또는 분지쇄, 알킬기의 탄소수를 조절하여 모폴로지를 적절하게 조절할 수 있다. In one embodiment of the present invention, R 1 and R 2 are the same or different from each other, and each independently is a substituted or unsubstituted, linear or branched alkyl group having 1 to 30 carbon atoms. Heterocyclic compounds containing an alkyl group of the above-mentioned carbon number within the above range are suitable in solubility, so that it is easy to manufacture the device. In addition, the morphology can be appropriately controlled by controlling the straight or branched chain of the alkyl group and the carbon number of the alkyl group.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R1은 치환 또는 비치환된 알킬기이다. In one embodiment of the present invention, R 1 is a substituted or unsubstituted alkyl group.

하나의 실시상태에 있어서, 상기 R1은 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기이다. In one embodiment, R < 1 > is a linear or branched alkyl group.

또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 R1은 2-에틸헥실기이다. In another embodiment, R1 is a 2-ethylhexyl group.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R2는 치환 또는 비치환된 알킬기이다. In one embodiment of the present invention, R 2 is a substituted or unsubstituted alkyl group.

하나의 실시상태에 있어서, 상기 R2는 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기이다. In one embodiment, R 2 is a linear or branched alkyl group.

또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 R2는 2-에틸헥실기이다.In another embodiment, R 2 is a 2-ethylhexyl group.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 B 단위는

Figure 112014030880176-pat00014
이다. In one embodiment of the present disclosure, the B unit is
Figure 112014030880176-pat00014
to be.

또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 B 단위는

Figure 112014030880176-pat00015
이다. In another embodiment, the B unit is
Figure 112014030880176-pat00015
to be.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 헤테로환 화합물은 하기 화학식 3 또는 4로 표시되는 단위를 포함한다. In one embodiment of the present invention, the heterocyclic compound includes a unit represented by the following formula (3) or (4).

[화학식 3](3)

Figure 112014030880176-pat00016
Figure 112014030880176-pat00016

[화학식 4][Chemical Formula 4]

Figure 112014030880176-pat00017
Figure 112014030880176-pat00017

화학식 3 및 4에 있어서, In formulas (3) and (4)

b는 1 내지 3의 정수이고, b is an integer of 1 to 3,

R1 내지 R4는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 니트릴기; 니트로기; 이미드기; 아미드기; 히드록시기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 알콕시기; 치환 또는 비치환된 아릴옥시기; 치환 또는 비치환된 알킬티옥시기; 치환 또는 비치환된 아릴티옥시기; 치환 또는 비치환된 알킬술폭시기; 치환 또는 비치환된 아릴술폭시기; 치환 또는 비치환된 알케닐기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 붕소기; 치환 또는 비치환된 알킬아민기; 치환 또는 비치환된 아랄킬아민기; 치환 또는 비치환된 아릴아민기; 치환 또는 비치환된 헤테로아릴아민기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 및 N, O 및 S 원자 중 1개 이상을 포함하는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기로 이루어진 군으로부터 선택되며, R1 to R4 are the same or different from each other, and each independently hydrogen; heavy hydrogen; A halogen group; A nitrile group; A nitro group; Imide; Amide group; A hydroxy group; A substituted or unsubstituted alkyl group; A substituted or unsubstituted cycloalkyl group; A substituted or unsubstituted alkoxy group; A substituted or unsubstituted aryloxy group; A substituted or unsubstituted alkylthio group; A substituted or unsubstituted arylthio group; A substituted or unsubstituted alkylsulfoxy group; A substituted or unsubstituted arylsulfoxy group; A substituted or unsubstituted alkenyl group; A substituted or unsubstituted silyl group; A substituted or unsubstituted boron group; A substituted or unsubstituted alkylamine group; A substituted or unsubstituted aralkylamine group; A substituted or unsubstituted arylamine group; A substituted or unsubstituted heteroarylamine group; A substituted or unsubstituted aryl group; And a substituted or unsubstituted heterocyclic group containing at least one of N, O and S atoms,

X5, X5', X7 및 X7'는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 CRaRb, NRa, O, SiRaRb, PRa, S, GeRaRb, Se 또는 Te이고, NRa, O, SiRaRb, PRa, S, GeRaRb, Se, or Te, wherein each of X5, X5 ', X7 and X7' is the same or different,

Y4 내지 Y7 및 Y4' 내지 Y7'는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 CRc, N, SiRc, P 또는 GeRc이며,Y4 to Y7 and Y4 'to Y7' are the same or different from each other and each independently CRc, N, SiRc, P or GeRc,

R21, R22, R21', R22', Ra, Rb 및 Rc는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 니트릴기; 니트로기; 이미드기; 아미드기; 히드록시기; 에스터기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 알콕시기; 치환 또는 비치환된 아릴옥시기; 치환 또는 비치환된 알킬티옥시기; 치환 또는 비치환된 아릴티옥시기; 치환 또는 비치환된 알킬술폭시기; 치환 또는 비치환된 아릴술폭시기; 치환 또는 비치환된 알케닐기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 붕소기; 치환 또는 비치환된 알킬아민기; 치환 또는 비치환된 아랄킬아민기; 치환 또는 비치환된 아릴아민기; 치환 또는 비치환된 헤테로아릴아민기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 및 N, O 및 S 원자 중 1개 이상을 포함하는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기로 이루어진 군으로부터 선택된다.R21, R22, R21 ', R22', Ra, Rb and Rc are the same or different from each other and each independently hydrogen; heavy hydrogen; A halogen group; A nitrile group; A nitro group; Imide; Amide group; A hydroxy group; Ester group; A substituted or unsubstituted alkyl group; A substituted or unsubstituted cycloalkyl group; A substituted or unsubstituted alkoxy group; A substituted or unsubstituted aryloxy group; A substituted or unsubstituted alkylthio group; A substituted or unsubstituted arylthio group; A substituted or unsubstituted alkylsulfoxy group; A substituted or unsubstituted arylsulfoxy group; A substituted or unsubstituted alkenyl group; A substituted or unsubstituted silyl group; A substituted or unsubstituted boron group; A substituted or unsubstituted alkylamine group; A substituted or unsubstituted aralkylamine group; A substituted or unsubstituted arylamine group; A substituted or unsubstituted heteroarylamine group; A substituted or unsubstituted aryl group; And a substituted or unsubstituted heterocyclic group containing at least one of N, O and S atoms.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 X5는 S이다. In one embodiment of the present disclosure, X5 is S.

또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 Y4는 N이다. In another embodiment, Y4 is N.

또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 Y5는 N이다. In another embodiment, Y5 is N.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Y6는 CRc이다. In one embodiment of the present disclosure, Y6 is CRc.

또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 Y6는 N이다. In another embodiment, Y6 is N.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Y7은 CRc이다. In one embodiment of the present disclosure, Y7 is CRc.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Y7은 N이다. In one embodiment of the present disclosure, Y7 is N.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 X5'는 S이다. In one embodiment of the present disclosure, X5 'is S.

또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 Y4'는 N이다. In another embodiment, Y4 'is N.

또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 Y5'는 N이다. In another embodiment, Y5 'is N.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Y6'는 CRc이다. In one embodiment of the present disclosure, Y6 'is CRc.

또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 Y6'는 N이다. In another embodiment, Y6 'is N.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Y7'은 CRc이다. In one embodiment of the present disclosure, Y7 'is CRc.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Y7'은 N이다. In one embodiment of the present disclosure, Y7 'is N.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 X는 S이다. In one embodiment of the present disclosure, X is S.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 X7은 S이다. In one embodiment of the present disclosure, X7 is S.

또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 X7'는 S이다. In another embodiment, X7 'is S.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 헤테로환 화합물은 하기 화학식 1-1 내지 1-4 중 어느 하나로 표시된다. In one embodiment of the present invention, the heterocyclic compound is represented by any one of the following formulas (1-1) to (1-4).

[화학식 1-1][Formula 1-1]

Figure 112014030880176-pat00018
Figure 112014030880176-pat00018

[화학식 1-2][Formula 1-2]

Figure 112014030880176-pat00019
Figure 112014030880176-pat00019

[화학식 1-3][Formula 1-3]

Figure 112014030880176-pat00020
Figure 112014030880176-pat00020

[화학식 1-4][Formula 1-4]

Figure 112014030880176-pat00021
Figure 112014030880176-pat00021

화학식 1-1 내지 1-4에 있어서, In Formulas 1-1 to 1-4,

a 및 a'는 각각 1 내지 5의 정수이고, a and a 'are each an integer of 1 to 5,

b는 1 내지 3의 정수이고, b is an integer of 1 to 3,

R1 내지 R4, R21 내지 R26, R21' 및 R22' 는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 니트릴기; 니트로기; 이미드기; 아미드기; 히드록시기; 에스터기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 알콕시기; 치환 또는 비치환된 아릴옥시기; 치환 또는 비치환된 알킬티옥시기; 치환 또는 비치환된 아릴티옥시기; 치환 또는 비치환된 알킬술폭시기; 치환 또는 비치환된 아릴술폭시기; 치환 또는 비치환된 알케닐기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 붕소기; 치환 또는 비치환된 알킬아민기; 치환 또는 비치환된 아랄킬아민기; 치환 또는 비치환된 아릴아민기; 치환 또는 비치환된 헤테로아릴아민기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 및 N, O 및 S 원자 중 1개 이상을 포함하는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기로 이루어진 군으로부터 선택되며, R1 to R4, R21 to R26, R21 'and R22' are the same or different from each other, and each independently hydrogen; heavy hydrogen; A halogen group; A nitrile group; A nitro group; Imide; Amide group; A hydroxy group; Ester group; A substituted or unsubstituted alkyl group; A substituted or unsubstituted cycloalkyl group; A substituted or unsubstituted alkoxy group; A substituted or unsubstituted aryloxy group; A substituted or unsubstituted alkylthio group; A substituted or unsubstituted arylthio group; A substituted or unsubstituted alkylsulfoxy group; A substituted or unsubstituted arylsulfoxy group; A substituted or unsubstituted alkenyl group; A substituted or unsubstituted silyl group; A substituted or unsubstituted boron group; A substituted or unsubstituted alkylamine group; A substituted or unsubstituted aralkylamine group; A substituted or unsubstituted arylamine group; A substituted or unsubstituted heteroarylamine group; A substituted or unsubstituted aryl group; And a substituted or unsubstituted heterocyclic group containing at least one of N, O and S atoms,

R5 내지 R7 및 R5' 내지 R7'은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 니트릴기; 니트로기; 이미드기; 아미드기; 히드록시기; 알데하이드기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 알콕시기; 치환 또는 비치환된 아릴옥시기; 치환 또는 비치환된 알킬티옥시기; 치환 또는 비치환된 아릴티옥시기; 치환 또는 비치환된 알킬술폭시기; 치환 또는 비치환된 아릴술폭시기; 치환 또는 비치환된 알케닐기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 붕소기; 치환 또는 비치환된 알킬아민기; 치환 또는 비치환된 아랄킬아민기; 치환 또는 비치환된 아릴아민기; 치환 또는 비치환된 헤테로아릴아민기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 및 N, O 및 S 원자 중 1개 이상을 포함하는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기로 이루어진 군으로부터 선택된다.R5 to R7 and R5 'to R7' are the same or different from each other, and each independently hydrogen; heavy hydrogen; A halogen group; A nitrile group; A nitro group; Imide; Amide group; A hydroxy group; Aldehyde group; A substituted or unsubstituted alkyl group; A substituted or unsubstituted cycloalkyl group; A substituted or unsubstituted alkoxy group; A substituted or unsubstituted aryloxy group; A substituted or unsubstituted alkylthio group; A substituted or unsubstituted arylthio group; A substituted or unsubstituted alkylsulfoxy group; A substituted or unsubstituted arylsulfoxy group; A substituted or unsubstituted alkenyl group; A substituted or unsubstituted silyl group; A substituted or unsubstituted boron group; A substituted or unsubstituted alkylamine group; A substituted or unsubstituted aralkylamine group; A substituted or unsubstituted arylamine group; A substituted or unsubstituted heteroarylamine group; A substituted or unsubstituted aryl group; And a substituted or unsubstituted heterocyclic group containing at least one of N, O and S atoms.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R5는 수소이다. In one embodiment of the present disclosure, R5 is hydrogen.

또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 R5는 치환 또는 비치환된 알킬기이다. In another embodiment, R5 is a substituted or unsubstituted alkyl group.

또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 R5는 옥틸기이다. In another embodiment, R5 is an octyl group.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R6는 수소이다. In one embodiment of the present disclosure, R6 is hydrogen.

또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 R6는 치환 또는 비치환된 알킬기이다. In another embodiment, R6 is a substituted or unsubstituted alkyl group.

또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 R6는 옥틸기이다. In another embodiment, R6 is an octyl group.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R21은 수소이다. In one embodiment of the present disclosure, R21 is hydrogen.

또 하나의 실시상태에 있어서, R21은 치환 또는 비치환된 알킬기이다. In another embodiment, R21 is a substituted or unsubstituted alkyl group.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R21은 옥틸기이다. In one embodiment of the present specification, R21 is an octyl group.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R22는 수소이다. In one embodiment of the present disclosure, R22 is hydrogen.

또 하나의 실시상태에 있어서, R22는 치환 또는 비치환된 알킬기이다. In another embodiment, R22 is a substituted or unsubstituted alkyl group.

또 하나의 실시상태에 있어서, R22는 옥틸기이다. In another embodiment, R22 is an octyl group.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R21'는 수소이다. In one embodiment of the present disclosure, R21 'is hydrogen.

또 하나의 실시상태에 있어서, R21'는 치환 또는 비치환된 알킬기이다. In another embodiment, R21 'is a substituted or unsubstituted alkyl group.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R21'는 옥틸기이다. In one embodiment of the present specification, R21 'is an octyl group.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R22'는 수소이다. In one embodiment of the present disclosure, R22 'is hydrogen.

또 하나의 실시상태에 있어서, R22'는 치환 또는 비치환된 알킬기이다. In another embodiment, R22 'is a substituted or unsubstituted alkyl group.

또 하나의 실시상태에 있어서, R22'는 옥틸기이다. In another embodiment, R22 'is an octyl group.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R23은 수소이다. In one embodiment of the present specification, R23 is hydrogen.

또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 R23은 할로겐기이다. In another embodiment, R23 is a halogen group.

또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 R23은 불소이다. In another embodiment, R23 is fluorine.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R24는 수소이다. In one embodiment of the present disclosure, R24 is hydrogen.

또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 R24는 할로겐기이다. In another embodiment, R24 is a halogen group.

또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 R24는 불소이다. In another embodiment, R24 is fluorine.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R25는 수소이다. In one embodiment of the present specification, R25 is hydrogen.

또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 R25는 할로겐기이다. In another embodiment, R25 is a halogen group.

또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 R25는 불소이다. In another embodiment, R25 is fluorine.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R26은 수소이다. In one embodiment of the present specification, R 26 is hydrogen.

또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 R26은 할로겐기이다. In another embodiment, R26 is a halogen group.

또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 R26은 불소이다. In another embodiment, R < 26 > is fluorine.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, b는 1이다. In one embodiment of the present disclosure, b is one.

또 하나의 실시상태에 있어서, c는 1이다. In another implementation, c is one.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, d는 1이다. In one embodiment of the present disclosure, d is one.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, a는 2이다. In one embodiment of the present disclosure, a is 2.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, a는 3이다. In one embodiment of the present disclosure, a is 3.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, a가 2 이상인 경우, ( ) 내의 구조는 동일하거나 상이하다. In one embodiment of the present specification, when a is 2 or more, the structures in parentheses are the same or different.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, a'는 2이다. In one embodiment of the present disclosure, a 'is 2.

또 하나의 실시상태에 있어서, a'는 3이다. In another embodiment, a 'is 3.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, a'가 2 이상인 경우, ( ) 내의 구조는 동일하거나 상이하다. In one embodiment of the present specification, when a 'is 2 or more, the structures in () are the same or different.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R7은 치환 또는 비치환된 알킬기; 또는 치환 또는 비치환된 알케닐기이다. In one embodiment of the present specification, R7 is a substituted or unsubstituted alkyl group; Or a substituted or unsubstituted alkenyl group.

하나의 실시상태에 있어서, 상기 R7는 치환 또는 비치환된 알킬기이다. In one embodiment, R7 is a substituted or unsubstituted alkyl group.

또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 R7은 헥실기이다. In another embodiment, R7 is a hexyl group.

본 명세서의 하나의 실시상태에 있어서, 상기 R7은 치환 또는 비치환된 알케닐기이다. In one embodiment of the present specification, R7 is a substituted or unsubstituted alkenyl group.

하나의 실시상태에 있어서, 상기 R7은 헤테로고리기로 치환된 알케닐기이다. In one embodiment, R7 is an alkenyl group substituted with a heterocyclic group.

다른 실시상태에 있어서, 상기 R7은 치환 또는 비치환된 로다닌기로 치환된 알케닐기이다. In another embodiment, R7 is an alkenyl group substituted with a substituted or unsubstituted rhodanine group.

또 하나의 실시상태에 있어서, R7은 3-에틸로다닌로 치환된 알케닐기이다. In another embodiment, R7 is an alkenyl group substituted with 3-ethylundanine.

또 하나의 실시상태에 있어서, R7은 3-에틸-5-메틸렌-2-티옥소티아졸리딘-4-온기이다. In another embodiment, R7 is 3-ethyl-5-methylene-2-thioxothiazolidin-4-one.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 헤테로환 화합물은 하기 화학식 1-1-1 내지 1-1-5 중 어느 하나로 표시된다. In one embodiment of the present invention, the heterocyclic compound is represented by any one of the following formulas 1-1-1 to 1-1-5.

[화학식 1-1-1][Formula 1-1-1]

Figure 112014030880176-pat00022
Figure 112014030880176-pat00022

[화학식 1-1-2][Formula 1-1-2]

Figure 112014030880176-pat00023
Figure 112014030880176-pat00023

[화학식 1-1-3][Formula 1-1-3]

Figure 112014030880176-pat00024
Figure 112014030880176-pat00024

[화학식 1-1-4][Formula 1-1-4]

Figure 112014030880176-pat00025
Figure 112014030880176-pat00025

[화학식 1-1-5][Formula 1-1-5]

Figure 112014030880176-pat00026
Figure 112014030880176-pat00026

상기 헤테로환 화합물은 후술하는 제조예를 기초로 제조될 수 있다. The above heterocyclic compound can be produced based on the following production example.

본 명세서에 있어서, 화학식 1로 표시되는 사이클로펜타다이싸이오펜기에 R1 내지 R4를 치환하고, 스테닐기를 치환시킨다. 스테닐기가 치환된 사이클로펜타다이싸이오펜기에 할로겐기로 치환된 B 단위를 결합시킨 후, 말단기를 결합시켜 본 명세서의 일 실시상태에 따른 헤테로환 화합물을 제조할 수 있다. In the present specification, R1 to R4 are substituted in the cyclopentadithiophene group represented by the formula (1), and the stannyl group is substituted. A B unit substituted with a halogen group may be bonded to a cyclopentadithiophene group substituted with a stilyl group, and then a terminal group may be bonded to prepare a heterocyclic compound according to one embodiment of the present invention.

또는 본 명세서에 있어서, 화학식 1로 표시되는 사이클로펜타다이싸이오펜기에 R1 내지 R4를 치환하고, 스테닐기를 치환시킨다. 스테닐기가 치환된 사이클로펜타다이싸이오펜기에 말단기 및 할로겐기를 치환시킨 B 단위를 결합시켜 본 명세서의 일 실시상태에 따른 헤테로환 화합물을 제조할 수 있다. In the present specification, R1 to R4 are substituted in the cyclopentadithiophene group represented by the formula (1), and the stannyl group is substituted. A heterocyclic compound according to one embodiment of the present specification can be prepared by bonding a B unit substituted with a terminal group and a halogen group to a cyclopentadithiophene group substituted with a stannyl group.

본 명세서에 따른 헤테로환 화합물은 다단계 화학반응으로 제조할 수 있다. 알킬화 반응, 그리냐르(Grignard) 반응, 스즈끼(Suzuki) 커플링 반응 및 스틸(Stille) 커플링 반응 등을 통하여 모노머들을 제조한 후, 스틸 커플링 반응 등의 탄소-탄소 커플링 반응을 통하여 최종 헤테로환 화합물들을 제조할 수 있다. 도입하고자 하는 치환기가 보론산(boronic acid) 또는 보론산 에스터(boronic ester) 화합물인 경우에는 스즈키 커플링 반응을 통해 제조할 수 있고, 도입하고자 하는 치환기가 트리부틸틴(tributyltin) 화합물인 경우에는 스틸 커플링 반응을 통해 제조할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The heterocyclic compounds according to the present disclosure can be prepared by a multistage chemical reaction. After the monomers are prepared through alkylation, Grignard reaction, Suzuki coupling reaction, and Stille coupling reaction, the monomers are reacted through a carbon-carbon coupling reaction such as a steel coupling reaction, Can be prepared. When the substituent to be introduced is a boronic acid or a boronic ester compound, it can be prepared through a Suzuki coupling reaction. When the substituent to be introduced is a tributyltin compound, But it is not limited thereto.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 제1 전극; 상기 제1 전극과 대향하여 구비되는 제2 전극; 및 상기 제1 전극과 제2 전극 사이에 구비되고, 광활성층을 포함하는 1층 이상의 유기물층을 포함하고, 상기 유기물층 중 1층 이상은 상기 헤테로환 화합물을 포함하는 것인 유기 태양 전지를 제공한다. In one embodiment of the present disclosure, the first electrode; A second electrode facing the first electrode; And at least one organic compound layer including a photoactive layer disposed between the first electrode and the second electrode, wherein at least one of the organic compound layers includes the heterocyclic compound.

본 명세서의 일 실시예에 따른 유기 태양 전지는 제1 전극, 광활성층 및 제2 전극을 포함한다. 상기 유기 태양 전지는 기판, 정공수송층 및/또는 전자수송층이 더 포함될 수 있다. An organic solar cell according to an embodiment of the present invention includes a first electrode, a photoactive layer, and a second electrode. The organic solar cell may further include a substrate, a hole transporting layer, and / or an electron transporting layer.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기 태양 전지가 외부 광원으로부터 광자를 받으면 전자 주개와 전자 받개 사이에서 전자와 정공이 발생한다. 발생된 정공은 전자 도너층을 통하여 양극으로 수송된다. In one embodiment of the present invention, when the organic solar cell receives photons from an external light source, electrons and holes are generated between the electron beams and the electron acceptors. The generated holes are transported to the anode through the electron donor layer.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 정공 수송층, 정공 주입층 또는 정공 수송과 정공 주입을 동시에 하는 층을 포함하고, 상기 정공 수송층, 정공 주입층 또는 정공 수송과 정공 주입을 동시에 하는 층은 상기 헤테로환 화합물을 포함한다. In one embodiment of the present invention, the organic material layer includes a hole transport layer, a hole injection layer, or a layer that simultaneously transports holes and holes, and the hole transport layer, the hole injection layer, And the above heterocyclic compound.

또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 전자주입층, 전자 수송층 또는 전자 주입과 전자 수송을 동시에 하는 층을 포함하고, 상기 전자주입층, 전자 수송층 또는 전자 주입과 전자 수송을 동시에 하는 층은 상기 헤테로환 화합물을 포함한다. In another embodiment, the organic material layer may include an electron injection layer, an electron transport layer, or a layer that simultaneously performs electron injection and electron transport, and the electron injection layer, the electron transport layer, And the above heterocyclic compound.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기 태양 전지가 외부 광원으로부터 광자를 받으면 전자 주개와 전자 받개 사이에서 전자와 정공이 발생한다. 발생된 정공은 전자 도너층을 통하여 양극으로 수송된다. In one embodiment of the present invention, when the organic solar cell receives photons from an external light source, electrons and holes are generated between the electron beams and the electron acceptors. The generated holes are transported to the anode through the electron donor layer.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기 태양 전지는 정공주입층, 정공수송층, 정공차단층, 전하발생층, 전자차단층, 전자주입층 및 전자수송층으로 이루어진 군에서 선택되는 1 또는 2 이상의 유기물층을 더 포함할 수 있다. In one embodiment of the present invention, the organic solar cell includes one or more organic layers selected from the group consisting of a hole injecting layer, a hole transporting layer, a hole blocking layer, a charge generating layer, an electron blocking layer, As shown in FIG.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기 태양 전지는 부가적인 유기물층을 더 포함할 수 있다. 상기 유기 태양 전지는 여러 기능을 동시에 갖는 유기물을 사용하여 유기물층의 수를 감소시킬 수 있다.In one embodiment of the present disclosure, the organic solar cell may further include an additional organic layer. The organic solar cell can reduce the number of organic layers by using organic materials having various functions at the same time.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 유기 태양 전지는 캐소드, 광활성층 및 애노드 순으로 배열될 수도 있고, 애노드, 광활성층 및 캐소드 순으로 배열될 수도 있으나, 이에 한정되지 않는다. In one embodiment of the present disclosure, the organic solar cell may be arranged in the order of the cathode, the photoactive layer, and the anode, and may be arranged in the order of the anode, the photoactive layer, and the cathode, but is not limited thereto.

또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 유기 태양 전지는 애노드, 정공수송층, 광활성층, 전자수송층 및 캐소드 순으로 배열될 수도 있고, 캐소드, 전자수송층, 광활성층, 정공수송층 및 애노드 순으로 배열될 수도 있으나, 이에 한정되지 않는다.In another embodiment, the organic solar cell may be arranged in the order of an anode, a hole transporting layer, a photoactive layer, an electron transporting layer and a cathode, and may be arranged in the order of a cathode, an electron transporting layer, a photoactive layer, a hole transporting layer, , But is not limited thereto.

또 하나의 실시상태에 있어서, 버퍼층이 광활성층과 정공수송층 사이 또는 광활성층과 전자수송층 사이에 구비될 수 있다. 이때, 정공 주입층이 애노드와 정공수송층사이에 더 구비될 수 있다. 또한, 전자주입층이 캐소드와 전자수송층 사이에 더 구비될 수 있다. In another embodiment, a buffer layer may be provided between the photoactive layer and the hole transporting layer or between the photoactive layer and the electron transporting layer. At this time, a hole injection layer may be further provided between the anode and the hole transport layer. Further, an electron injecting layer may be further provided between the cathode and the electron transporting layer.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 광활성층은 전자 주개 및 받개로 이루어진 군에서 선택되는 1 또는 2 이상을 포함하고, 상기 전자 주개는 상기 헤테로환 화합물을 포함한다. In one embodiment of the present invention, the photoactive layer includes one or two or more selected from the group consisting of an electron donor and a donor, and the electron donor includes the heterocyclic compound.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 전자 받개 물질은 플러렌, 플러렌 유도체, 바소쿠프로인, 반도체성 원소, 반도체성 화합물 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택될 수 있다. 구체적으로 PC61BM(phenyl C61-butyric acid methyl ester) 또는 PC71BM(phenyl C71-butyric acid methyl ester)가 될 수 있다.In one embodiment of the present disclosure, the electron acceptor material may be selected from the group consisting of fullerene, fullerene derivatives, vicoprofoins, semiconducting elements, semiconducting compounds, and combinations thereof. Specifically, there can be a PC 61 BM (phenyl C 61 -butyric acid methyl ester) or PC 71 BM (phenyl C 71 -butyric acid methyl ester).

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 전자 주개 및 전자 받개는 벌크 헤테로 정션(BHJ)을 구성한다. 전자 주개 물질 및 전자 받개 물질은 1:10 내지 10:1의 비율(w/w)로 혼합된다.In one embodiment of the present disclosure, the electron donor and the electron acceptor constitute a bulk heterojunction (BHJ). The electron donor material and the electron acceptor material are mixed in a ratio (w / w) of 1:10 to 10: 1.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 광활성층은 n 형 유기물층 및 p 형 유기물층을 포함하는 이층 박막(bilayer) 구조이며, 상기 p형 유기물층은 상기 헤테로환 화합물을 포함한다. In one embodiment of the present invention, the photoactive layer is a bilayer structure including an n-type organic layer and a p-type organic layer, and the p-type organic layer includes the heterocyclic compound.

본 명세서에서 상기 기판은 투명성, 표면평활성, 취급용이성 및 방수성이 우수한 유리기판 또는 투명 플라스틱 기판이 될 수 있으나, 이에 한정되지 않으며, 유기 태양 전지에 통상적으로 사용되는 기판이면 제한되지 않는다. 구체적으로 유리 또는 PET(polyethylene terephthalate), PEN(polyethylene naphthalate), PP(polypropylene), PI(polyimide), TAC(triacetyl cellulose) 등이 있으나. 이에 한정되는 것은 아니다. In this specification, the substrate may be a glass substrate or a transparent plastic substrate having excellent transparency, surface smoothness, ease of handling, and waterproofness, but is not limited thereto, and is not limited as long as it is a substrate commonly used in organic solar cells. Specific examples include glass or polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate (PEN), polypropylene (PP), polyimide (PI), and triacetyl cellulose (TAC) But is not limited thereto.

상기 애노드 전극은 투명하고 전도성이 우수한 물질이 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 바나듐, 크롬, 구리, 아연, 금과 같은 금속 또는 이들의 합금; 아연 산화물, 인듐 산화물, 인듐주석 산화물(ITO), 인듐아연 산화물(IZO)과 같은 금속 산화물; ZnO:Al 또는 SNO2 : Sb와 같은 금속과 산화물의 조합; 폴리(3-메틸싸이오펜), 폴리[3,4-(에틸렌-1,2-디옥시)싸이오펜](PEDOT), 폴리피롤 및 폴리아닐린과 같은 전도성 고분자 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.The anode electrode may be a transparent material having excellent conductivity, but is not limited thereto. Metals such as vanadium, chromium, copper, zinc, and gold, or alloys thereof; Metal oxides such as zinc oxide, indium oxide, indium tin oxide (ITO), and indium zinc oxide (IZO); ZnO: Al or SNO 2: a combination of a metal and an oxide such as Sb; Conductive polymers such as poly (3-methylthiophene), poly [3,4- (ethylene-1,2-dioxy) thiophene] (PEDOT), polypyrrole and polyaniline.

상기 애노드 전극의 형성 방법은 특별히 한정되지 않으나, 예컨대 스퍼터링, E-빔, 열증착, 스핀코팅, 스크린 프린팅, 잉크젯 프린팅, 닥터 블레이드 또는 그라비아 프린팅법을 사용하여 기판의 일면에 도포되거나 필름형태로 코팅됨으로써 형성될 수 있다.The method of forming the anode electrode is not particularly limited and may be applied to one surface of the substrate or may be coated in a film form using, for example, sputtering, E-beam, thermal evaporation, spin coating, screen printing, inkjet printing, doctor blade or gravure printing . ≪ / RTI >

상기 애노드 전극을 기판 상에 형성하는 경우, 이는 세정, 수분제거 및 친수성 개질 과정을 거칠 수 있다. When the anode electrode is formed on a substrate, it may undergo cleaning, moisture removal and hydrophilic reforming processes.

예컨대, 패터닝된 ITO 기판을 세정제, 아세톤, 이소프로필 알코올(IPA)로 순차적으로 세정한 다음, 수분 제거를 위해 가열판에서 100~150℃에서 1~30분간, 바람직하게는 120℃에서 10분간 건조하고, 기판이 완전히 세정되면 기판 표면을 친수성으로 개질한다.For example, the patterned ITO substrate is sequentially washed with a cleaning agent, acetone, and isopropyl alcohol (IPA), and then dried on a heating plate at 100 to 150 ° C for 1 to 30 minutes, preferably 120 ° C for 10 minutes , And the substrate surface is hydrophilically reformed when the substrate is completely cleaned.

상기와 같은 표면 개질을 통해 접합 표면 전위를 광활성층의 표면 전위에 적합한 수준으로 유지할 수 있다. 또한, 개질 시 애노드 전극 위에 고분자 박막의 형성이 용이해지고, 박막의 품질이 향상될 수도 있다. Through such surface modification, the junction surface potential can be maintained at a level suitable for the surface potential of the photoactive layer. Further, in the modification, the formation of the polymer thin film on the anode electrode is facilitated, and the quality of the thin film may be improved.

애노드 전극의 위한 전 처리 기술로는 a) 평행 평판형 방전을 이용한 표면 산화법, b) 진공상태에서 UV 자외선을 이용하여 생성된 오존을 통해 표면을 산화하는 방법, 및 c) 플라즈마에 의해 생성된 산소 라디칼을 이용하여 산화하는 방법 등이 있다.The pretreatment techniques for the anode electrode include a) surface oxidation using a parallel plate discharge, b) a method of oxidizing the surface through ozone generated using UV ultraviolet radiation in vacuum, and c) oxygen generated by the plasma And a method of oxidizing using a radical.

애노드 전극 또는 기판의 상태에 따라 상기 방법 중 한가지를 선택할 수 있다. 다만, 어느 방법을 이용하든지 공통적으로 애노드 전극 또는 기판 표면의 산소이탈을 방지하고 수분 및 유기물의 잔류를 최대한 억제하는 것이 바람직하다. 이 때, 전 처리의 실질적인 효과를 극대화할 수 있다. One of the above methods can be selected depending on the state of the anode electrode or the substrate. However, whichever method is used, it is preferable to prevent oxygen from escaping from the surface of the anode electrode or the substrate and to suppress the residual of moisture and organic matter as much as possible. At this time, the substantial effect of the preprocessing can be maximized.

구체적인 예로서, UV를 이용하여 생성된 오존을 통해 표면을 산화하는 방법을 사용할 수 있다. 이 때, 초음파 세정 후 패터닝된 ITO 기판을 가열판(hot plate)에서 베이킹(baking)하여 잘 건조시킨 다음, 챔버에 투입하고, UV 램프를 작용시켜 산소 가스가 UV 광과 반응하여 발생하는 오존에 의하여 패터닝된 ITO 기판을 세정할 수 있다. As a specific example, a method of oxidizing the surface through ozone generated using UV can be used. At this time, the ITO substrate patterned after the ultrasonic cleaning is dried by baking on a hot plate, and then put into a chamber. Then, by the action of a UV lamp, ozone generated by reaction of oxygen gas with UV light The patterned ITO substrate can be cleaned.

그러나, 본 명세서에 있어서의 패터닝된 ITO 기판의 표면 개질 방법은 특별히 한정시킬 필요는 없으며, 기판을 산화시키는 방법이라면 어떠한 방법도 무방하다.However, the method of modifying the surface of the patterned ITO substrate in the present specification is not particularly limited, and any method may be used as long as it is a method of oxidizing the substrate.

상기 캐소드 전극은 일함수가 작은 금속이 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 구체적으로 마그네슘, 칼슘, 나트륨, 칼륨, 티타늄, 인듐, 이트륨, 리튬, 가돌리늄, 알루미늄, 은, 주석 및 납과 같은 금속 또는 이들의 합금; LiF/Al, LiO2/Al, LiF/Fe, Al:Li, Al:BaF2, Al:BaF2:Ba와 같은 다층 구조의 물질이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. The cathode electrode may be a metal having a small work function, but is not limited thereto. Specifically, metals such as magnesium, calcium, sodium, potassium, titanium, indium, yttrium, lithium, gadolinium, aluminum, silver, tin and lead or alloys thereof; Layer structure such as LiF / Al, LiO 2 / Al, LiF / Fe, Al: Li, Al: BaF 2 and Al: BaF 2 : Ba.

상기 캐소드 전극은 5x10-7torr 이하의 진공도를 보이는 열증착기 내부에서 증착되어 형성될 수 있으나, 이 방법에만 한정되는 것은 아니다.The cathode electrode may be formed by depositing in a thermal evaporator having a degree of vacuum of 5 x 10 < -7 > torr or less, but the method is not limited thereto.

상기 정공수송층 및/또는 전자수송층 물질은 광활성층에서 분리된 전자와 정공을 전극으로 효율적으로 전달시키는 역할을 담당하며, 물질을 특별히 제한하지는 않는다. The hole transporting layer and / or the electron transporting layer material efficiently transfer electrons and holes separated from the photoactive layer to the electrode, and the material is not particularly limited.

상기 정공수송층 물질은 PEDOT:PSS(Poly(3,4-ethylenediocythiophene) doped with poly(styrenesulfonic acid)), 몰리브데늄 산화물(MoOx); 바나듐 산화물(V2O5); 니켈 산화물(NiO); 및 텅스텐 산화물(WOx) 등이 될 수 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다. The hole transport layer material may include poly (3,4-ethylenediocythiophene) doped with poly (styrenesulfonic acid) (PEDOT: PSS), molybdenum oxide (MoO x ); Vanadium oxide (V 2 O 5 ); Nickel oxide (NiO); And tungsten oxide (WO x ), but the present invention is not limited thereto.

상기 전자수송층 물질은 전자추출금속 산화물(electron-extracting metal oxides)이 될 수 있으며, 구체적으로 8-히드록시퀴놀린의 금속착물; Alq3를 포함한 착물; Liq를 포함한 금속착물; LiF; Ca; 티타늄 산화물(TiOx); 아연 산화물(ZnO); 및 세슘 카보네이트(Cs2CO3) 등이 될 수 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.The electron transport layer material may be electron-extracting metal oxides, specifically a metal complex of 8-hydroxyquinoline; Complexes containing Alq 3 ; Metal complexes including Liq; LiF; Ca; Titanium oxide (TiO x ); Zinc oxide (ZnO); And cesium carbonate (Cs 2 CO 3 ), but the present invention is not limited thereto.

광활성층은 전자공여체 및/또는 전자수용체와 같은 광활성 물질을 유기용매에 용해시킨 후 용액을 스핀 코팅, 딥코팅, 스크린 프린팅, 스프레이 코팅, 닥터 블레이드, 브러쉬 페인팅 등의 방법으로 형성할 수 있으나, 이들 방법에만 한정되는 것은 아니다.The photoactive layer can be formed by dissolving a photoactive material such as an electron donor and / or an electron acceptor in an organic solvent, and then applying the solution by spin coating, dip coating, screen printing, spray coating, doctor blade, brush painting, But is not limited to the method.

상기 헤테로환 화합물의 제조 방법 및 이를 포함하는 유기 태양 전지의 제조는 이하 제조예 및 실시예에서 구체적으로 설명한다. 그러나, 하기 실시예는 본 명세서를 예시하기 위한 것이며, 본 명세서의 범위가 이들에 의하여 한정되는 것은 아니다.The production method of the heterocyclic compound and the production of the organic solar cell including the heterocyclic compound will be described in detail in the following Production Examples and Examples. However, the following examples are intended to illustrate the present specification, and the scope of the present specification is not limited thereto.

실시예Example 1. 화합물 A의 합성  1. Synthesis of Compound A

[화합물 A] [Compound A]

Figure 112014030880176-pat00027
Figure 112014030880176-pat00027

4H-사이클로펜타[2,1-b:3,4-b']다이싸이오펜 (4H-Cyclopenta[2,1-b:3,4-B']dithiophene, 1.5g, 8.14mmol)을 테트라하이드로퓨란 (tetrahydrofuran, 25ml)에 녹이고 소듐-터트부톡사이드(sodium tert-butoxide, 1.78g, 18.5mmol)과 이황화탄소(CS2) (1.41g, 18.5mmol)을 천천히 넣었다. 10 분 후 2-에틸헥실브로마이드(2-ethylhexylbromide, 3.90g, 20.2mmol)을 넣고 24 시간 동안 교반하였다. NH4OH 를 넣어 반응을 종결시키고 물을 200ml 넣은 뒤 다이클로로메탄 (dichloromethane)으로 3 번 추출하고 물로 3 번 씻어주었다. 컬럼크로마토그래피로 정제하여 빨간 오일을 얻었다. (yield : 72%)Cyclopenta [2,1-b: 3,4-b '] dithiophene (1.5 g, 8.14 mmol) was dissolved in tetrahydrofuran was dissolved in THF (tetrahydrofuran, 25ml), sodium-tert-butoxide were added to (sodium tert-butoxide, 1.78g, 18.5mmol) and carbon disulfide (CS 2) (1.41g, 18.5mmol ) slowly. After 10 minutes, 2-ethylhexyl bromide (2.90 g, 20.2 mmol) was added thereto and stirred for 24 hours. NH 4 OH was added to terminate the reaction, 200 ml of water was added, and the mixture was extracted three times with dichloromethane and washed three times with water. Purification by column chromatography gave a red oil. (yield: 72%)

도 1 은 실시예 1 에 의해 제조된 화합물 A 의 질량 스펙트럼을 나타낸 것이다.Fig. 1 shows the mass spectrum of the compound A prepared in Example 1. Fig.

도 2 는 실시예 1 에 의해 제조된 화합물 A 의 NMR 스펙트럼을 나타낸 것이다.Fig. 2 shows the NMR spectrum of the compound A prepared in Example 1. Fig.

실시예Example 2. 화합물 B의 합성 2. Synthesis of Compound B

[화합물 B] [Compound B]

Figure 112014030880176-pat00028
Figure 112014030880176-pat00028

테트라하이드로퓨란 (tetrahydrofuran, 200ml)에 화합물 A (6g, 12.5 mmol)을 넣고 녹인 뒤 -78℃까지 온도를 낮추었다. 이 온도에서 헥산(hexane)에 녹아있는 2.5M n-BuLi (2.5M n-Butyllithium in hexane, 13.5ml, 33.6mmol)을 천천히 넣고, 1 시간 동안 교반하였다. 이 후, 테트라하이드로퓨란 (tetrahydrofuran)에 녹아있는 1M 트라이메틸틴클로라이드 (1M Trimethyltinchloride in THF, 37.5ml, 37.5 mmol)을 한 번에 넣고 상온으로 온도를 높인 후 12 시간 동안 교반하였다. 이 용액을 얼음에 부어 넣고, 다이에틸 에테르 (diethyl ether)로 3 번 추출한 뒤, 물로 3 번 씻어주고, 황산마그네슘(MgSO4)(magnesium sulfate)로 잔여 물을 제거하였다. 남은 용액을 감압하에 용매를 제거하여 빨간 액체를 얻었다. (yield : 95%)Compound A (6 g, 12.5 mmol) was dissolved in tetrahydrofuran (200 ml), and the temperature was lowered to -78 ° C. At this temperature, 2.5 M n-BuLi (2.5 M n-Butyllithium in hexane, 13.5 ml, 33.6 mmol) dissolved in hexane was slowly added and stirred for 1 hour. After that, 1M trimethyltinchloride in THF (37.5 ml, 37.5 mmol) dissolved in tetrahydrofuran was added in one portion, the temperature was raised to room temperature, and the mixture was stirred for 12 hours. The solution was poured into ice, extracted three times with diethyl ether, washed three times with water, and the residue was removed with magnesium sulfate (MgSO 4 ). The remaining solution was removed under reduced pressure to obtain a red liquid. (yield: 95%)

도 3 은 실시예 2 에 의해 제조된 화합물 B의 NMR 스펙트럼을 나타낸 것이다. Fig. 3 shows the NMR spectrum of the compound B prepared in Example 2. Fig.

실시예Example 3. 화학식 1-1-1의 합성 3. Synthesis of Formula 1-1-1

Figure 112014030880176-pat00029
Figure 112014030880176-pat00029

[화학식 1-1-1][Formula 1-1-1]

Figure 112014030880176-pat00030
Figure 112014030880176-pat00030

본 명세서에서 4-브로모-5-플루오로-7-(5'-헥실-[2,2'-바이싸이오펜]-5-일)벤조[c][1,2,5]싸이아다이아졸 (4-Bromo-5-fluoro-7-(5'-hexyl-[2,2'-bithiophene]-5-yl)benzo[c][1,2,5]thiadiazole)은 이전의 문헌을 참고하여 제조하였다. (Thomas S. van der Poll , John A. Love , Thuc-Quyen Nguyen ,and Guillermo C. Bazan, Adv. Mater. 24, 2012, 3646-3649) (5'-hexyl- [2,2'-bithiophen] -5-yl) benzo [c] [1,2,5] thiadiazole 5-fluoro-7- (5'-hexyl- [2,2'-bithiophene] -5-yl) benzo [c] [1,2,5] thiadiazole) . (Thomas S. van der Poll, John A. Love, Thuc-Quyen Nguyen, and Guillermo C. Bazan, Adv. Mater. 24, 2012, 3646-3649)

마이크로 웨이브 리엑터 바이알(Microwave reactor vial)에 클로로벤젠(Chlorobenzene) 18 ml, 화합물 B (2.56 g, 3.18 mmol), 4-브로모-5-플루오로-7-(5'-헥실-[2,2'-바이싸이오펜]-5-일)벤조[c][1,2,5]싸이아다이아졸 (4-Bromo-5-fluoro-7-(5'-hexyl-[2,2'-bithiophene]-5-yl)benzo[c][1,2,5]thiadiazole, 3.37 g, 6.91 mmol), 테트라키스트라이페닐포스핀팔라듐(0) (tetrakis(triphenylphosophine)palladium(0), 0.110g)을 넣고 130 ℃ 조건 하에 1 시간 동안 반응 시켰다. 혼합물을 실온까지 냉각하여 메탄올에 부은 후 고체를 걸러 컬럼 크로마토그래피와 재결정으로 정제하여 파란 고체을 얻었다. (yield: 32%)To a Microwave reactor vial were added 18 ml of chlorobenzene, 2.56 g (3.18 mmol) of compound B, 4-bromo-5-fluoro-7- (5'- -Bisthiophen-5-yl) benzo [c] [1,2,5] thiadiazole (4-Bromo-5-fluoro-7- (5'-hexyl- [2,2'-bithiophene ] -5-yl) benzo [c] [1,2,5] thiadiazole, 3.37 g, 6.91 mmol) and tetrakis (triphenylphosophine) palladium (0) And allowed to react for 1 hour at 130 ° C. The mixture was cooled to room temperature and poured into methanol. The solid was filtered and purified by column chromatography and recrystallization to obtain a blue solid. (yield: 32%)

도 4 는 실시예 3 에 의해 제조된 화학식 1-1-1의 화합물의 질량 스펙트럼을 나타낸 것이다.4 shows the mass spectrum of the compound of the formula 1-1-1 produced by Example 3. Fig.

도 5 는 실시예 3 에 의해 제조된 화학식 1-1-1의 화합물의 NMR 스펙트럼을 나타낸 것이다.5 shows the NMR spectrum of the compound of formula (1-1-1) prepared in example 3.

도 6 은 실시예 3 에 의해 제조된 화학식 1-1-1의 화합물의 용액과 필름상 UV 흡광 스펙트럼을 나타낸 것이다. 6 shows a solution of the compound of the formula 1-1-1 prepared in Example 3 and a UV absorption spectrum on a film.

도 6 의 필름상 UV 흡광 스펙트럼은 화학식 1-1-1의 화합물을 클로로벤젠에 1wt%의 농도로 녹여 이 용액을 유리기판 위에 떨어뜨린 후 1000 rpm 에서 60 초 동안 스핀코팅한 샘플을 UV-Vis spectrometer 를 이용하여 분석하였다. 도 6 의 용액상 UV 흡광 스펙트럼은 화학식 1-1-1의 화합물을 톨루엔에 0.01wt 로 녹여 UV-Vis spectrometer 를 이용하여 분석하였다.The film-based UV absorption spectrum of the film in FIG. 6 was obtained by dissolving the compound of formula (1-1-1) in chlorobenzene at a concentration of 1 wt%, dropping the solution on a glass substrate, spin-coating it at 1000 rpm for 60 seconds, spectrometer. The solution-state UV absorption spectrum of FIG. 6 was obtained by dissolving the compound of formula (1-1-1) in toluene at a concentration of 0.01 wt% and analyzing it by using a UV-Vis spectrometer.

도 7 은 실시예 3 에 의해 제조된 화학식 1-1-1의 화합물의 전기 화학 측정결과(cyclic voltametry)를 나타낸 것이다.FIG. 7 shows the cyclic voltammetry of the compound of Formula 1-1-1 prepared in Example 3. FIG.

도 7 의 순환 전압전류법(Cyclic voltametry)의 측정은 Bu4NBF4 를 아세토나이트릴에 0.1 M 로 녹인 전해질 용액에 글래시 카본 활성(glassy carbonworking) 전극과 Ag/Agcl 기준(reference) 전극, 그리고 Pt 전극을 담아 삼전극법으로 분석하였다. 화학식 1-1-1의 화합물을 활성(working) 전극에 드롭 캐스팅(drop casting) 방법으로 코팅되었다.The cyclic voltametry of FIG. 7 was performed by using a glassy carbonworking electrode and an Ag / Agcl reference electrode in an electrolyte solution prepared by dissolving Bu 4 NBF 4 in acetonitrile at 0.1 M, Pt electrodes were loaded and analyzed by three electrode method. The compound of Formula 1-1-1 was coated on a working electrode by a drop casting method.

실시예Example 4. 화합물  4. Compound C 의Of C 합성 synthesis

Figure 112014030880176-pat00031
Figure 112014030880176-pat00031

[화합물 C][Compound C]

Figure 112014030880176-pat00032
Figure 112014030880176-pat00032

본 명세서에서 4,7-다이브로모-5-플로오로벤조[c][1,2,5]싸이아다이아졸 (4,7-dibromo-5-fluorobenzo[c][1,2,5]thiadiazole)은 이전의 문헌을 참고하여 제조하였다. (Thomas S. van der Poll , John A. Love , Thuc-Quyen Nguyen, and Guillermo C. Bazan, Adv. Mater. 24, 2012, 3646-3649)In the present specification, 4,7-dibromo-5-fluorobenzo [c] [1,2,5] thiadiazole (4,7-dibromo-5-fluorobenzo [c] ) Were prepared by referring to the prior literature. (Thomas S. van der Poll, John A. Love, Thuc-Quyen Nguyen, and Guillermo C. Bazan, Adv. Mater. 24, 2012, 3646-3649)

마이크로 웨이브 리엑터 바이알(Microwave reactor vial)에 클로로벤젠(Chlorobenzene) 15 ml, 화합물 B (2.3g, 2.86 mmol), 4,7-다이브로모-5-플로오로벤조[c][1,2,5]싸이아다이아졸 (4,7-dibromo-5-fluorobenzo[c][1,2,5]thiadiazole, 1.87 g, 6.00 mmol), 테트라키스트라이페닐포스핀팔라듐(0) (tetrakis(triphenylphosophine)palladium(0), 0.100g)을 넣고 130 ℃ 조건 하에 1 시간 동안 반응 시켰다. 혼합물을 실온까지 냉각하여 메탄올에 부은 후 고체를 걸러 컬럼 크로마토그래피와 재결정으로 정제하여 보라색 고체을 얻었다. (yield: 46%)To a microwave reactor vial were added 15 ml of chlorobenzene, 2.3 g of compound B (2.86 mmol), 4,7-dibromo-5-fluorobenzo [c] (4,7-dibromo-5-fluorobenzo [c] [1,2,5] thiadiazole, 1.87 g, 6.00 mmol), tetrakis (triphenylphosophine) palladium 0), 0.100 g), and the reaction was carried out at 130 캜 for 1 hour. The mixture was cooled to room temperature and poured into methanol. The solid was filtered and purified by column chromatography and recrystallization to obtain a purple solid. (yield: 46%)

도 8 은 실시예 4 에 의해 제조된 화합물 C의 질량 스펙트럼을 나타낸 것이다.Fig. 8 shows the mass spectrum of the compound C prepared in Example 4. Fig.

실시예Example 5. 화학식 1-1- 5. A compound of the formula 1-1- 2 의2 of 합성 synthesis

Figure 112014030880176-pat00033
Figure 112014030880176-pat00033

[화학식 1-1-2][Formula 1-1-2]

Figure 112014030880176-pat00034
Figure 112014030880176-pat00034

마이크로 웨이브 리엑터 바이알(Microwave reactor vial)에 클로로벤젠(Chlorobenzene) 18 ml, 화합물 C (1.49g, 1.58mmol), 5'-헥실-2,2'-바이싸이오펜-5-트라이메틸스텐(5'-hexyl-2,2'-bithiophene-5-trimethylstannane, 2.14g, 3.96mmol), Pd(PPh3)4 (tetrakis(triphenylphosphine)palladium (0), 54 mg)을 넣고 130 ℃ 조건 하에 1 시간 동안 반응 시켰다. 혼합물을 실온까지 냉각하여 메탄올에 부은 후 고체를 걸러 컬럼 크로마토그래피와 재결정으로 정제하여 보라색 고체을 얻었다. (yield:28%)A microwave reactor vial was charged with 18 ml of chlorobenzene, 1.49 g (1.58 mmol) of C, 5'-hexyl-2,2'-bithiophene-5-trimethylstyrene (5 '-hexyl-2,2'-bithiophene-5- trimethylstannane, 2.14g, 3.96mmol), Pd (PPh 3) 4 (tetrakis (triphenylphosphine) palladium (0), 54 mg) and the mixture reacted for one hour at 130 ℃ conditions . The mixture was cooled to room temperature and poured into methanol. The solid was filtered and purified by column chromatography and recrystallization to obtain a purple solid. (yield: 28%)

도 9 는 실시예 5 에 의해 제조된 화학식 1-1-2의 화합물의 질량 스펙트럼을 나타낸 것이다.9 shows the mass spectrum of the compound of the formula 1-1-2 prepared in Example 5. Fig.

도 10 은 실시예 5 에 의해 제조된 화학식 1-1-2의 화합물의 NMR 스펙트럼을 나타낸 것이다.10 shows the NMR spectrum of the compound of Formula 1-1-2 prepared in Example 5. Fig.

실시예Example 6. 화합물  6. Compound D 의Of D 합성 synthesis

Figure 112014030880176-pat00035
Figure 112014030880176-pat00035

[화합물 D][Compound D]

Figure 112014030880176-pat00036
Figure 112014030880176-pat00036

마이크로 웨이브 리엑터 바이알(Microwave reactor vial)에 클로로벤젠(Chlorobenzene) 5 ml, 화합물 B (0.9482g, 1.18mmol), 4,7-다이브로모-[1,2,5]싸이아다이아졸[3,4-c]피리딘 (4,7-dibromo-[1,2,5]thiadiazolo[3,4-c]pyridine, 0.869g, 2.94mmol), Pd(PPh3)4 (tetrakis(triphenylphosphine)palladium (0), 40 mg)을 넣고 130 ℃ 조건 하에 1 시간 동안 반응 시켰다. 혼합물을 실온까지 냉각하여 메탄올에 부은 후 고체를 걸러 컬럼 크로마토그래피와 재결정으로 정제하여 보라색 고체을 얻었다. (yield: 38%)A microwave reactor vial was charged with 5 ml of chlorobenzene, compound B (0.9482 g, 1.18 mmol), 4,7-dibromo [1,2,5] thiadiazole [ -c] pyridine (4,7-dibromo- [1,2,5] thiadiazolo [3,4-c] pyridine, 0.869g, 2.94mmol), Pd (PPh 3) 4 (tetrakis (triphenylphosphine) palladium (0) , 40 mg), and the mixture was reacted at 130 캜 for 1 hour. The mixture was cooled to room temperature and poured into methanol. The solid was filtered and purified by column chromatography and recrystallization to obtain a purple solid. (yield: 38%)

도 11 은 실시예 6 에 의해 제조된 화합물 D의 질량 스펙트럼을 나타낸 것이다.Fig. 11 shows the mass spectrum of the compound D prepared in Example 6. Fig.

실시예Example 7. 화학식 1-1- 7. A compound of the formula 1-1- 3 의3 of 합성 synthesis

Figure 112014030880176-pat00037
Figure 112014030880176-pat00037

[화학식 1-1-3][Formula 1-1-3]

Figure 112014030880176-pat00038
Figure 112014030880176-pat00038

마이크로 웨이브 리엑터 바이알(Microwave reactor vial)에 클로로벤젠(Chlorobenzene) 10 ml, 화합물 D (1.31g, 1.44mmol), 5'-헥실-2,2'-바이싸이오펜-5-트라이메틸스텐(5'-hexyl-2,2'-bithiophene-5-trimethylstannane, 1.95g, 3.61mmol), Pd(PPh3)4 (tetrakis(triphenylphosphine)palladium (0), 50 mg)을 넣고 130 ℃ 조건 하에 1 시간 동안 반응 시켰다. 혼합물을 실온까지 냉각하여 메탄올에 부은 후 고체를 걸러 컬럼 크로마토그래피와 재결정으로 정제하여 청록색 고체을 얻었다. (yield:62%)A microwave reactor vial was charged with 10 ml of chlorobenzene, compound D (1.31 g, 1.44 mmol), 5'-hexyl-2,2'-bithiophene-5-trimethylstyrene (5 ' Pd (PPh 3 ) 4 (tetrakis (triphenylphosphine) palladium (0), 50 mg) was added to the reaction mixture and the reaction was carried out at 130 ° C. for 1 hour . The mixture was cooled to room temperature and poured into methanol. The solid was filtered and purified by column chromatography and recrystallization to obtain a bluish green solid. (yield: 62%)

도 12 는 실시예 7 에 의해 제조된 화학식 1-1-3의 화합물의 질량 스펙트럼을 나타낸 것이다.Fig. 12 shows the mass spectrum of the compound of formula 1-1-3 prepared in Example 7. Fig.

실시예Example 8. 화학식 1-1-4의 합성 8. Synthesis of Formula 1-1-4

Figure 112014030880176-pat00039
Figure 112014030880176-pat00039

[화학식 1-1-4][Formula 1-1-4]

Figure 112014030880176-pat00040
Figure 112014030880176-pat00040

본 명세서에서 7-브로모-4-(5-(5-헥실싸이오펜-2-일)싸이오펜-2-일)-[1,2,5]싸이아다이아졸로[3,4-c]피리딘 (7-bromo-4-(5-(5-hexylthiophen-2-yl)thiophen-2-yl)-[1,2,5]thiadiazolo[3,4-c]pyridine)은 이전의 문헌을 참고하여 제조하였다. (Gregory C. Welch1, Louis A. Perez1,4, Corey V. Hoven1, Yuan Zhang1, Xuan-Dung Dang1,Alexander Sharenko1, Michael F. Toney6, Edward J. Kramer4,5, Thuc-Quyen Nguyen 1,2,3, and Guillermo C. Bazan, J. Mater.Chem. 21, 2011, 12700-12709)(5-hexylthiophen-2-yl) thiophen-2-yl) - [1,2,5] thiadiazolo [3,4- c] 2-yl) - [l, 2,5] thiadiazolo [3,4-c] pyridine) . (Gregory C. Welch1, Louis A. Perez1,4, Corey V. Hoven1, Yuan Zhang1, Xuan-Dung Dang1, Alexander Sharenko1, Michael F. Toney6, Edward J. Kramer4,5, Thuc-Quyen Nguyen 1,2,3 , and Guillermo C. Bazan, J. Mater. Chem. 21, 2011, 12700-12709)

마이크로 웨이브 리엑터 바이알(Microwave reactor vial)에 클로로벤젠(Chlorobenzene) 15 ml, 화합물 B (2g, 2.49mmol), 5'-헥실-2,2'-바이싸이오펜-5-트라이메틸스텐(5'-hexyl-2,2'-bithiophene-5-trimethylstannane, 2.89g, 6.22mmol), Pd(PPh3)4 (tetrakis(triphenylphosphine)palladium (0), 100mg)을 넣고 130 ℃ 조건 하에 1 시간 동안 반응 시켰다. 혼합물을 실온까지 냉각하여 메탄올에 부은 후 고체를 걸러 컬럼 크로마토그래피와 재결정으로 정제하여 청록색 고체를 얻었다. (yield: 60%)To a microwave reactor vial were added 15 ml of chlorobenzene, 2 g of compound B (2.49 mmol), 5'-hexyl-2,2'-bithiophene-5-trimethylstyrene (5'- hexyl-2,2'-bithiophene-5- trimethylstannane, 2.89g, 6.22mmol), Pd (PPh 3) 4 (tetrakis (triphenylphosphine) into a palladium (0), 100mg) and the reaction was carried out for one hour at 130 ℃ conditions. The mixture was cooled to room temperature and poured into methanol. The solid was filtered and purified by column chromatography and recrystallization to obtain a bluish green solid. (yield: 60%)

도 13 은 실시예 8 에 의해 제조된 화학식 1-1-4의 화합물의 질량 스펙트럼을 나타낸 것이다.13 shows the mass spectrum of the compound of Formula 1-1-4 prepared in Example 8. Fig.

실시예Example 9. 화합물  9. Compound E 의Of E 합성 synthesis

Figure 112014030880176-pat00041
Figure 112014030880176-pat00041

[화합물 E][Compound E]

Figure 112014030880176-pat00042
Figure 112014030880176-pat00042

본 명세서에서 5-브로모-3,3-다이옥틸-[2,2:5,2-터싸이오펜]-5-카바알데하이드 (5-bromo-3,3-dioctyl-[2,2:5,2-terthiophene]-5-carbaldehyde)는 이전의 문헌을 참고하여 제조하였다. (Jiaoyan Zhou ,Xiangjian Wan , Yongsheng Liu , Guankui Long , Fei Wang , Zhi Li , Yi Zuo ,Chenxi Li , and Yongsheng Chen, Chem. Mater. 23, 2011, 4666-4668)5-bromo-3,3-dioctyl- [2,2: 5] thiophene-5-carboxaldehyde , 2-terthiophene] -5-carbaldehyde) was prepared by referring to the previous literatures. (Jiaoyan Zhou, Xiangjian Wan, Yongsheng Liu, Guankui Long, Fei Wang, Zhi Li, Yi Zuo, Chenxi Li, and Yongsheng Chen, Chem. 23, 2011, 4666-4668)

마이크로 웨이브 리엑터 바이알(Microwave reactor vial)에 클로로벤젠(Chlorobenzene) 15 ml, 화합물 B (2g, 2.49mmol), 5-브로모-3,3-다이옥틸-[2,2:5,2-터싸이오펜]-5-카바알데하이드 (5-bromo-3,3-dioctyl-[2,2:5,2-terthiophene]-5-carbaldehyde, 3.60g, 6.22mmol), Pd(PPh3)4 (tetrakis(triphenylphosphine)palladium (0), 100 mg)을 넣고 130 ℃ 조건 하에 1 시간 동안 반응 시켰다. 혼합물을 실온까지 냉각하여 메탄올에 부은 후 고체를 걸러 컬럼 크로마토그래피와 재결정으로 정제하여 고체를 얻었다. (yield: 72%)A microwave reactor vial was charged with 15 ml of chlorobenzene, compound B (2 g, 2.49 mmol), 5-bromo-3,3-dioctyl- [2,2: thiophene] -5-carbazol aldehyde (5-bromo-3,3-dioctyl- [2,2: 5,2-terthiophene] -5-carbaldehyde, 3.60g, 6.22mmol), Pd (PPh 3) 4 (tetrakis ( triphenylphosphine) palladium (0), 100 mg), and the reaction was carried out at 130 ° C for 1 hour. The mixture was cooled to room temperature and poured into methanol. The solid was filtered and purified by column chromatography and recrystallization to obtain a solid. (yield: 72%)

실시예Example 10. 화학식 1-1-5 10. The compound of formula 1-1-5

Figure 112014030880176-pat00043
Figure 112014030880176-pat00043

[화학식 1-1-5][Formula 1-1-5]

Figure 112014030880176-pat00044
Figure 112014030880176-pat00044

20ml의 무수 클로로폼(anhydrous chloroform)에 화합물 E(1g, 0.677mmol), 두 방울의 피페리딘(piperidine) 그리고 3-에틸로다닌(3-ethylrhodanine, 1.09g, 6.77mmol) 을 넣고, 12시간 동안 질소 분위기에서 환류하였다. 반응 혼합물을 다이클로로메탄(dichloromethane)으로 3번 추출하고, 물로 3번 씻어준 뒤, 황산 마그네슘(MgSO4)로 남은 물을 제거한 뒤, 용매를 제거하고, 컬럼크로마토그래피로 정제하였다. (yield: 54%)Compound E (1 g, 0.677 mmol), two drops of piperidine and 3-ethylrhodanine (1.09 g, 6.77 mmol) were added to 20 ml of anhydrous chloroform, Was refluxed in a nitrogen atmosphere. The reaction mixture was extracted three times with dichloromethane, washed three times with water, and the remaining water was removed with magnesium sulfate (MgSO 4 ), the solvent was removed, and the residue was purified by column chromatography. (yield: 54%)

유기 태양 전지의 제조 및 특성 측정Preparation and characterization of organic solar cell

실험예Experimental Example 1. 유기 태양전지의 제조-1 1. Manufacture of organic solar cell -1

상기 실시예 3 에서 제조한 화학식 1-1-1의 헤테로환 화합물과 PC71BM 을 1:1 로 클로로벤젠(Chlorobenzene, CB)에 녹여 복합 용액(composit solution)을 제조하였다. 이때, 농도는 4.0 wt%로 조절하였으며, 유기 태양전지는 ITO/PEDOT:PSS/광활성층/Al 의 구조로 하였다. ITO 가 코팅된 유리 기판은 증류수, 아세톤, 2-프로판올을 이용하여 초음파 세척하고, ITO 표면을 10 분 동안 오존 처리한 후 45 nm 두께로 PEDOT:PSS(baytrom P)를 스핀코팅하여 120 ℃에서 10 분 동안 열처리하였다. 광활성층의 코팅을 위해서는 화학식 1-1-1의 화합물-PC71BM 복합용액을 0.45 μm PP 주사기 필터(syringe filter)로 여과한 다음 스핀코팅하여, 3x10-8 torr 진공 하에서 열 증발기(thermal evaporator)를 이용하여 200 nm 두께로 Al 을 증착하여 유기 태양전지를 제조하였다.The heterocyclic compound of Formula 1-1-1 prepared in Example 3 and PC71BM were dissolved in chlorobenzene (CB) at a ratio of 1: 1 to prepare a composite solution. At this time, the concentration was adjusted to 4.0 wt%, and the organic solar cell had the structure of ITO / PEDOT: PSS / photoactive layer / Al. The glass substrate coated with ITO was ultrasonically cleaned using distilled water, acetone, and 2-propanol, and the ITO surface was ozone-treated for 10 minutes and spin coated with PEDOT: PSS (baytrom P) Min. For the coating of the photoactive layer, the compound-PC71BM complex solution of Formula 1-1-1 was filtered with a 0.45 μm PP syringe filter, then spin-coated, and dried using a thermal evaporator under a vacuum of 3 × 10 -8 torr And Al was deposited to a thickness of 200 nm to produce an organic solar cell.

실험예Experimental Example 2. 유기 태양전지의 제조-2 2. Manufacture of organic solar cell -2

상기 실시예 5 에서 제조한 화학식 1-1-2의 헤테로환 화합물과 PC71BM 을 1:1 로 클로로벤젠(Chlorobenzene, CB)에 녹여 복합 용액(composit solution)을 제조하였다. 이때, 농도는 4.0 wt%로 조절하였으며, 유기 태양전지는 ITO/PEDOT:PSS/광활성층/Al 의 구조로 하였다. ITO 가 코팅된 유리 기판은 증류수, 아세톤, 2-프로판올을 이용하여 초음파 세척하고, ITO 표면을 10 분 동안 오존 처리한 후 45 nm 두께로 PEDOT:PSS(baytrom P)를 스핀코팅하여 120 ℃에서 10 분 동안 열처리하였다. 광활성층의 코팅을 위해서는 화학식 1-1-2의 화합물-PC71BM 복합용액을 0.45 μm PP 주사기 필터(syringe filter)로 여과한 다음 스핀코팅하여, 3x10-8 torr 진공 하에서 열 증발기(thermal evaporator)를 이용하여 200 nm 두께로 Al 을 증착하여 유기 태양전지를 제조하였다.The heterocyclic compound of Formula 1-1-2 prepared in Example 5 and PC71BM were dissolved in chlorobenzene (CB) at a ratio of 1: 1 to prepare a composite solution. At this time, the concentration was adjusted to 4.0 wt%, and the organic solar cell had the structure of ITO / PEDOT: PSS / photoactive layer / Al. The glass substrate coated with ITO was ultrasonically cleaned using distilled water, acetone, and 2-propanol, and the ITO surface was ozone-treated for 10 minutes and spin coated with PEDOT: PSS (baytrom P) Min. For the coating of the photoactive layer, the compound-PC71BM complex solution of formula 1-1-2 was filtered with a 0.45 μm PP syringe filter, and then spin-coated. Using a thermal evaporator under a vacuum of 3 × 10 -8 torr And Al was deposited to a thickness of 200 nm to produce an organic solar cell.

실험예Experimental Example 3. 유기 태양전지의 제조-3 3. Manufacturing of Organic Solar Cells -3

상기 실시예 7 에서 제조한 화학식 1-1-3의 헤테로환 화합물과 PC71BM 을 1:1 로 클로로벤젠(Chlorobenzene, CB)에 녹여 복합 용액(composit solution)을 제조하였다. 이때, 농도는 4.0 wt%로 조절하였으며, 유기 태양전지는 ITO/PEDOT:PSS/광활성층/Al 의 구조로 하였다. ITO 가 코팅된 유리 기판은 증류수, 아세톤, 2-프로판올을 이용하여 초음파 세척하고, ITO 표면을 10 분 동안 오존 처리한 후 45 nm 두께로 PEDOT:PSS(baytrom P)를 스핀코팅하여 120 ℃에서 10 분 동안 열처리하였다. 광활성층의 코팅을 위해서는 화학식 1-1-3의 화합물-PC71BM 복합용액을 0.45 μm PP 주사기 필터(syringe filter)로 여과한 다음 스핀코팅하여, 3x10-8 torr 진공 하에서 열 증발기(thermal evaporator)를 이용하여 200 nm 두께로 Al 을 증착하여 유기 태양전지를 제조하였다.A heterocyclic compound of Formula 1-1-3 and PC71BM prepared in Example 7 were dissolved in chlorobenzene (CB) at a ratio of 1: 1 to prepare a composite solution. At this time, the concentration was adjusted to 4.0 wt%, and the organic solar cell had the structure of ITO / PEDOT: PSS / photoactive layer / Al. The glass substrate coated with ITO was ultrasonically cleaned using distilled water, acetone, and 2-propanol, and the ITO surface was ozone-treated for 10 minutes and spin coated with PEDOT: PSS (baytrom P) Min. For the coating of the photoactive layer, the compound-PC71BM complex solution of Formula 1-1-3 was filtered with a 0.45 μm PP syringe filter, and then spin-coated, and then dried using a thermal evaporator under a vacuum of 3 × 10 -8 torr And Al was deposited to a thickness of 200 nm to produce an organic solar cell.

실험예Experimental Example 4. 유기 태양전지의 제조-4 4. Manufacture of organic solar cell -4

상기 실시예 8 에서 제조한 화학식 1-1-4의 헤테로환 화합물과 PC71BM 을 1:1 로 클로로벤젠(Chlorobenzene, CB)에 녹여 복합 용액(composit solution)을 제조하였다. 이때, 농도는 4.0 wt%로 조절하였으며, 유기 태양전지는 ITO/PEDOT:PSS/광활성층/Al 의 구조로 하였다. ITO 가 코팅된 유리 기판은 증류수, 아세톤, 2-프로판올을 이용하여 초음파 세척하고, ITO 표면을 10 분 동안 오존 처리한 후 45 nm 두께로 PEDOT:PSS(baytrom P)를 스핀코팅하여 120 ℃에서 10 분 동안 열처리하였다. 광활성층의 코팅을 위해서는 화학식 1-1-4의 화합물-PC71BM 복합용액을0.45 μm PP 주사기 필터(syringe filter)로 여과한 다음 스핀코팅하여, 3x10-8 torr 진공 하에서 열 증발기(thermal evaporator)를 이용하여 200 nm 두께로 Al 을 증착하여 유기 태양전지를 제조하였다.A heterocyclic compound of Formula 1-1-4 prepared in Example 8 and PC71BM were dissolved in chlorobenzene (CB) at a ratio of 1: 1 to prepare a composite solution. At this time, the concentration was adjusted to 4.0 wt%, and the organic solar cell had the structure of ITO / PEDOT: PSS / photoactive layer / Al. The glass substrate coated with ITO was ultrasonically cleaned using distilled water, acetone, and 2-propanol, and the ITO surface was ozone-treated for 10 minutes and spin coated with PEDOT: PSS (baytrom P) Min. For the coating of the photoactive layer, the compound-PC71BM complex solution of Formula 1-1-4 was filtered with a 0.45 μm PP syringe filter, then spin-coated, and then dried using a thermal evaporator under a vacuum of 3 × 10 -8 torr And Al was deposited to a thickness of 200 nm to produce an organic solar cell.

실험예Experimental Example 5. 유기 태양전지의 제조-5 5. Manufacture of organic solar cell -5

상기 실시예 10에서 제조한 화학식 1-1-5의 화합물과 PC71BM 을 1:1 로 클로로벤젠(Chlorobenzene, CB)에 녹여 복합 용액(composit solution)을 제조하였다. 이때, 농도는 4.0 wt%로 조절하였으며, 유기 태양전지는 ITO/PEDOT:PSS/광활성층/Al 의 구조로 하였다. ITO 가 코팅된 유리 기판은 증류수, 아세톤, 2-프로판올을 이용하여 초음파 세척하고, ITO 표면을 10 분 동안 오존 처리한 후 45 nm 두께로 PEDOT:PSS(baytrom P)를 스핀코팅하여 120 ℃에서 10 분 동안 열처리하였다. 광활성층의 코팅을 위해서는 화학식 1-1-5의 화합물-PC71BM 복합용액을 0.45 μm PP 주사기 필터(syringe filter)로 여과한 다음 스핀코팅하여, 3x10-8 torr 진공 하에서 열 증발기(thermal evaporator)를 이용하여 200 nm 두께로 Al 을 증착하여 유기 태양전지를 제조하였다.The compound of Formula 1-1-5 prepared in Example 10 and PC71BM were dissolved in chlorobenzene (CB) at a ratio of 1: 1 to prepare a composite solution. At this time, the concentration was adjusted to 4.0 wt%, and the organic solar cell had the structure of ITO / PEDOT: PSS / photoactive layer / Al. The glass substrate coated with ITO was ultrasonically cleaned using distilled water, acetone, and 2-propanol, and the ITO surface was ozone-treated for 10 minutes and spin coated with PEDOT: PSS (baytrom P) Min. For the coating of the photoactive layer, the compound-PC71BM complex solution of Formula 1-1-5 was filtered with a 0.45 μm PP syringe filter, followed by spin coating, using a thermal evaporator under a vacuum of 3 × 10 -8 torr And Al was deposited to a thickness of 200 nm to produce an organic solar cell.

상기 실험예 1 내지 5 에서 제조된 제조된 유기 태양전지의 광전변환특성을 100 mW/cm2(AM 1.5) 조건에서 측정하고, 하기 표 1 에 그 결과를 나타내었다.The photoelectric conversion characteristics of the organic solar cells prepared in Experimental Examples 1 to 5 were measured under the conditions of 100 mW / cm 2 (AM 1.5), and the results are shown in Table 1 below.

활성층Active layer VOC(V)VOC (V) JSC (mA/cm2)JSC (mA / cm 2) FF (%)FF (%) PCE(%)PCE (%) 실험예 1Experimental Example 1 화학식 1-1-1/PC71BM = 1:1Formula 1-1-1 / PC71BM = 1: 1 0.850.85 8.38.3 60.460.4 4.264.26 실험예 2Experimental Example 2 화학식 1-1-2/PC71BM = 1:1Formula 1-1-2 / PC71BM = 1: 1 0.840.84 3.23.2 48.248.2 1.301.30 실험예 3Experimental Example 3 화학식 1-1-3/PC71BM = 1:1Formula 1-1-3 / PC71BM = 1: 1 0.800.80 5.45.4 50.050.0 2.162.16 실험예 4Experimental Example 4 화학식 1-1-4/PC71BM = 1:1Formula 1-1-4 / PC71BM = 1: 1 0.790.79 7.67.6 61.061.0 3.663.66 실험예 5Experimental Example 5 화학식 1-1-5/PC71BM = 1:1Formula 1-1-5 / PC71BM = 1: 1 0.690.69 9.19.1 52.652.6 3.303.30

표 1 에서 총 두께는 유기 태양전지 내에서 활성층의 두께를 의미하며 Voc 는 개방전압을, Jsc 는 단락전류를, FF 는 충전율(Fill factor)를, PCE 는 에너지 변환 효율을 의미한다. 개방전압과 단락전류는 각각 전압-전류 밀도 곡선의 4 사분면에서 X 축과 Y 축 절편이며, 이 두 값이 높을수록 태양전지의 효율은 바람직하게 높아진다. 또한 충전율(Fill factor)은 곡선 내부에 그릴 수 있는 직사각형의 넓이를 단락전류와 개방전압의 곱으로 나눈 값이다. 이 세 가지 값을 조사된 빛의 세기로 나누면 에너지 변환 효율을 구할 수 있으며, 높은 값일수록 바람직하다. In Table 1, the total thickness means the thickness of the active layer in the organic solar cell, Voc means open voltage, Jsc means short-circuit current, FF means fill factor, and PCE means energy conversion efficiency. The open-circuit voltage and the short-circuit current are the X-axis and Y-axis intercepts in the fourth quadrant of the voltage-current density curve, respectively. The higher the two values, the higher the efficiency of the solar cell is. The fill factor is the width of the rectangle that can be drawn inside the curve divided by the product of the short-circuit current and the open-circuit voltage. The energy conversion efficiency can be obtained by dividing these three values by the intensity of the irradiated light, and a higher value is preferable.

101: 기판
102: 제1 전극
103: 정공수송층
104: 광활성층
105: 제2 전극
101: substrate
102: first electrode
103: Hole transport layer
104: photoactive layer
105: second electrode

Claims (17)

하기 화학식 1로 표시되는 A 단위; 및
적어도 하나의 B 단위를 포함하며,
상기 B 단위는 N, O 및 S 원자 중 1개 이상을 포함하는 단환 또는 다환의 치환 또는 비치환된 2가의 헤테로고리기; 단환 또는 다환의 치환 또는 비치환된 2가의 방향족 고리기; 및 N, O 및 S 원자 중 1개 이상을 포함하는 단환 또는 다환의 헤테로고리기와 단환 또는 다환의 방향족 고리가 축합된 2가의 치환 또는 비치환된 축합고리기로 이루어진 군에서 선택되는 것인 헤테로환 화합물:
[화학식 1]
Figure 112016122646338-pat00045

화학식 1에 있어서,
R1 내지 R4는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 니트릴기; 니트로기; 이미드기; 아미드기; 히드록시기; 에스터기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 알콕시기; 치환 또는 비치환된 아릴옥시기; 치환 또는 비치환된 알킬티옥시기; 치환 또는 비치환된 아릴티옥시기; 치환 또는 비치환된 알킬술폭시기; 치환 또는 비치환된 아릴술폭시기; 치환 또는 비치환된 알케닐기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 붕소기; 치환 또는 비치환된 알킬아민기; 치환 또는 비치환된 아랄킬아민기; 치환 또는 비치환된 아릴아민기; 치환 또는 비치환된 헤테로아릴아민기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 및 N, O 및 S 원자 중 1개 이상을 포함하는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기로 이루어진 군으로부터 선택되며,
Figure 112016122646338-pat00071
는 다른 치환기 또는 헤테로환 화합물 내의 단위와의 연결되는 부위이다.
An A unit represented by the following formula (1); And
At least one B unit,
The B unit is a monocyclic or polycyclic substituted or unsubstituted divalent heterocyclic group containing at least one of N, O and S atoms; A monocyclic or polycyclic substituted or unsubstituted divalent aromatic ring group; And a divalent substituted or unsubstituted fused ring group in which a monocyclic or polycyclic heterocyclic group containing at least one of N, O, and S atoms is condensed with a monocyclic or polycyclic aromatic ring, and a heterocyclic compound :
[Chemical Formula 1]
Figure 112016122646338-pat00045

In formula (1)
R1 to R4 are the same or different from each other, and each independently hydrogen; heavy hydrogen; A halogen group; A nitrile group; A nitro group; Imide; Amide group; A hydroxy group; Ester group; A substituted or unsubstituted alkyl group; A substituted or unsubstituted cycloalkyl group; A substituted or unsubstituted alkoxy group; A substituted or unsubstituted aryloxy group; A substituted or unsubstituted alkylthio group; A substituted or unsubstituted arylthio group; A substituted or unsubstituted alkylsulfoxy group; A substituted or unsubstituted arylsulfoxy group; A substituted or unsubstituted alkenyl group; A substituted or unsubstituted silyl group; A substituted or unsubstituted boron group; A substituted or unsubstituted alkylamine group; A substituted or unsubstituted aralkylamine group; A substituted or unsubstituted arylamine group; A substituted or unsubstituted heteroarylamine group; A substituted or unsubstituted aryl group; And a substituted or unsubstituted heterocyclic group containing at least one of N, O and S atoms,
Figure 112016122646338-pat00071
Is a moiety connected to a unit in another substituent or a heterocyclic compound.
청구항 1에 있어서,
상기 헤테로환 화합물은 하기 화학식 2로 표시되는 구조를 말단으로 포함하는 것인 헤테로환 화합물:
[화학식 2]
Figure 112014030880176-pat00046

화학식 2에 있어서,
a는 1 내지 5의 정수이고,
X은 CRR', NR, O, SiRR', PR, S, GeRR', Se 또는 Te이며,
R, R' 및 R5 내지 R7은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 니트릴기; 니트로기; 이미드기; 아미드기; 히드록시기; 알데하이드기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 알콕시기; 치환 또는 비치환된 아릴옥시기; 치환 또는 비치환된 알킬티옥시기; 치환 또는 비치환된 아릴티옥시기; 치환 또는 비치환된 알킬술폭시기; 치환 또는 비치환된 아릴술폭시기; 치환 또는 비치환된 알케닐기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 붕소기; 치환 또는 비치환된 알킬아민기; 치환 또는 비치환된 아랄킬아민기; 치환 또는 비치환된 아릴아민기; 치환 또는 비치환된 헤테로아릴아민기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 및 N, O 및 S 원자 중 1개 이상을 포함하는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기로 이루어진 군으로부터 선택된다.
The method according to claim 1,
Wherein the heterocyclic compound comprises a structure represented by the following formula (2) as a terminal:
(2)
Figure 112014030880176-pat00046

In formula (2)
a is an integer of 1 to 5,
X is CRR ', NR, O, SiRR', PR, S, GeRR ', Se or Te,
R, R 'and R5 to R7 are the same or different from each other, and each independently hydrogen; heavy hydrogen; A halogen group; A nitrile group; A nitro group; Imide; Amide group; A hydroxy group; Aldehyde group; A substituted or unsubstituted alkyl group; A substituted or unsubstituted cycloalkyl group; A substituted or unsubstituted alkoxy group; A substituted or unsubstituted aryloxy group; A substituted or unsubstituted alkylthio group; A substituted or unsubstituted arylthio group; A substituted or unsubstituted alkylsulfoxy group; A substituted or unsubstituted arylsulfoxy group; A substituted or unsubstituted alkenyl group; A substituted or unsubstituted silyl group; A substituted or unsubstituted boron group; A substituted or unsubstituted alkylamine group; A substituted or unsubstituted aralkylamine group; A substituted or unsubstituted arylamine group; A substituted or unsubstituted heteroarylamine group; A substituted or unsubstituted aryl group; And a substituted or unsubstituted heterocyclic group containing at least one of N, O and S atoms.
삭제delete 삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 B 단위의 HOMO 에너지의 절대값은 A 단위의 HOMO 에너지의 절대값보다 큰 것인 헤테로환 화합물.
The method according to claim 1,
Wherein the absolute value of the HOMO energy of the B unit is larger than the absolute value of the HOMO energy of the A unit.
청구항 1에 있어서,
상기 B 단위는 하기 구조 중 어느 하나를 포함하는 것인 헤테로환 화합물:
Figure 112014030880176-pat00047

Figure 112014030880176-pat00048

Figure 112014030880176-pat00049

Figure 112014030880176-pat00050

상기 구조에 있어서,
X1 내지 X12는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 CRaRb, NRa, O, SiRaRb, PRa, S, GeRaRb, Se 또는 Te이고,
Y1 내지 Y21은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 CRc, N, SiRc, P 또는 GeRc이이며,
R10 내지 R26, Ra, Rb 및 Rc는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 니트릴기; 니트로기; 이미드기; 아미드기; 히드록시기; 에스터기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 알콕시기; 치환 또는 비치환된 아릴옥시기; 치환 또는 비치환된 알킬티옥시기; 치환 또는 비치환된 아릴티옥시기; 치환 또는 비치환된 알킬술폭시기; 치환 또는 비치환된 아릴술폭시기; 치환 또는 비치환된 알케닐기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 붕소기; 치환 또는 비치환된 알킬아민기; 치환 또는 비치환된 아랄킬아민기; 치환 또는 비치환된 아릴아민기; 치환 또는 비치환된 헤테로아릴아민기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 및 N, O 및 S 원자 중 1개 이상을 포함하는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기로 이루어진 군으로부터 선택된다.
The method according to claim 1,
Wherein said B unit comprises any one of the following structures:
Figure 112014030880176-pat00047

Figure 112014030880176-pat00048

Figure 112014030880176-pat00049

Figure 112014030880176-pat00050

In the above structure,
NRa, O, SiRaRb, PRa, S, GeRaRb, Se or Te, and X1 to X12 are the same or different from each other,
Y1 to Y21 are the same or different from each other and each independently represents CRc, N, SiRc, P or GeRc,
R10 to R26, Ra, Rb and Rc are the same or different from each other, and each independently hydrogen; heavy hydrogen; A halogen group; A nitrile group; A nitro group; Imide; Amide group; A hydroxy group; Ester group; A substituted or unsubstituted alkyl group; A substituted or unsubstituted cycloalkyl group; A substituted or unsubstituted alkoxy group; A substituted or unsubstituted aryloxy group; A substituted or unsubstituted alkylthio group; A substituted or unsubstituted arylthio group; A substituted or unsubstituted alkylsulfoxy group; A substituted or unsubstituted arylsulfoxy group; A substituted or unsubstituted alkenyl group; A substituted or unsubstituted silyl group; A substituted or unsubstituted boron group; A substituted or unsubstituted alkylamine group; A substituted or unsubstituted aralkylamine group; A substituted or unsubstituted arylamine group; A substituted or unsubstituted heteroarylamine group; A substituted or unsubstituted aryl group; And a substituted or unsubstituted heterocyclic group containing at least one of N, O and S atoms.
청구항 1에 있어서,
R1 및 R2는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 탄소수 3 내지 20의 치환 또는 비치환된 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기인 것인 헤테로환 화합물.
The method according to claim 1,
And R < 2 > are the same or different from each other, and each independently is a substituted or unsubstituted linear or branched alkyl group having 3 to 20 carbon atoms.
청구항 1에 있어서,
상기 헤테로환 화합물은 하기 화학식 3 또는 화학식 4로 표시되는 단위를 포함하는 것인 헤테로환 화합물:
[화학식 3]
Figure 112014030880176-pat00051

[화학식 4]
Figure 112014030880176-pat00052

화학식 3 및 4에 있어서,
b는 1 내지 3의 정수이고,
R1 내지 R4는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 니트릴기; 니트로기; 이미드기; 아미드기; 히드록시기; 에스터기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 알콕시기; 치환 또는 비치환된 아릴옥시기; 치환 또는 비치환된 알킬티옥시기; 치환 또는 비치환된 아릴티옥시기; 치환 또는 비치환된 알킬술폭시기; 치환 또는 비치환된 아릴술폭시기; 치환 또는 비치환된 알케닐기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 붕소기; 치환 또는 비치환된 알킬아민기; 치환 또는 비치환된 아랄킬아민기; 치환 또는 비치환된 아릴아민기; 치환 또는 비치환된 헤테로아릴아민기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 및 N, O 및 S 원자 중 1개 이상을 포함하는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기로 이루어진 군으로부터 선택되며,
X5, X5', X7 및 X7'는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 CRaRb, NRa, O, SiRaRb, PRa, S, GeRaRb, Se 또는 Te이고,
Y4 내지 Y7 및 Y4' 내지 Y7'는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 CRc, N, SiRc, P 또는 GeRc이며,
R21, R22, R21', R22', Ra, Rb 및 Rc는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 니트릴기; 니트로기; 이미드기; 아미드기; 히드록시기; 에스터기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 알콕시기; 치환 또는 비치환된 아릴옥시기; 치환 또는 비치환된 알킬티옥시기; 치환 또는 비치환된 아릴티옥시기; 치환 또는 비치환된 알킬술폭시기; 치환 또는 비치환된 아릴술폭시기; 치환 또는 비치환된 알케닐기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 붕소기; 치환 또는 비치환된 알킬아민기; 치환 또는 비치환된 아랄킬아민기; 치환 또는 비치환된 아릴아민기; 치환 또는 비치환된 헤테로아릴아민기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 및 N, O 및 S 원자 중 1개 이상을 포함하는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기로 이루어진 군으로부터 선택된다.
The method according to claim 1,
Wherein the heterocyclic compound comprises a unit represented by the following general formula (3) or (4):
(3)
Figure 112014030880176-pat00051

[Chemical Formula 4]
Figure 112014030880176-pat00052

In formulas (3) and (4)
b is an integer of 1 to 3,
R1 to R4 are the same or different from each other, and each independently hydrogen; heavy hydrogen; A halogen group; A nitrile group; A nitro group; Imide; Amide group; A hydroxy group; Ester group; A substituted or unsubstituted alkyl group; A substituted or unsubstituted cycloalkyl group; A substituted or unsubstituted alkoxy group; A substituted or unsubstituted aryloxy group; A substituted or unsubstituted alkylthio group; A substituted or unsubstituted arylthio group; A substituted or unsubstituted alkylsulfoxy group; A substituted or unsubstituted arylsulfoxy group; A substituted or unsubstituted alkenyl group; A substituted or unsubstituted silyl group; A substituted or unsubstituted boron group; A substituted or unsubstituted alkylamine group; A substituted or unsubstituted aralkylamine group; A substituted or unsubstituted arylamine group; A substituted or unsubstituted heteroarylamine group; A substituted or unsubstituted aryl group; And a substituted or unsubstituted heterocyclic group containing at least one of N, O and S atoms,
NRa, O, SiRaRb, PRa, S, GeRaRb, Se, or Te, wherein each of X5, X5 ', X7 and X7' is the same or different,
Y4 to Y7 and Y4 'to Y7' are the same or different from each other and each independently CRc, N, SiRc, P or GeRc,
R21, R22, R21 ', R22', Ra, Rb and Rc are the same or different from each other and each independently hydrogen; heavy hydrogen; A halogen group; A nitrile group; A nitro group; Imide; Amide group; A hydroxy group; Ester group; A substituted or unsubstituted alkyl group; A substituted or unsubstituted cycloalkyl group; A substituted or unsubstituted alkoxy group; A substituted or unsubstituted aryloxy group; A substituted or unsubstituted alkylthio group; A substituted or unsubstituted arylthio group; A substituted or unsubstituted alkylsulfoxy group; A substituted or unsubstituted arylsulfoxy group; A substituted or unsubstituted alkenyl group; A substituted or unsubstituted silyl group; A substituted or unsubstituted boron group; A substituted or unsubstituted alkylamine group; A substituted or unsubstituted aralkylamine group; A substituted or unsubstituted arylamine group; A substituted or unsubstituted heteroarylamine group; A substituted or unsubstituted aryl group; And a substituted or unsubstituted heterocyclic group containing at least one of N, O and S atoms.
청구항 2에 있어서,
상기 R7은 치환 또는 비치환된 알킬기; 또는 치환 또는 비치환된 알케닐기인 것인 헤테로환 화합물.
The method of claim 2,
R7 is a substituted or unsubstituted alkyl group; Or a substituted or unsubstituted alkenyl group.
청구항 1에 있어서,
상기 헤테로환 화합물은 하기 화학식 1-1 내지 1-4 중 어느 하나로 표시되는 것인 헤테로환 화합물:
[화학식 1-1]
Figure 112014030880176-pat00053

[화학식 1-2]
Figure 112014030880176-pat00054

[화학식 1-3]
Figure 112014030880176-pat00055

[화학식 1-4]
Figure 112014030880176-pat00056

화학식 1-1 내지 1-4에 있어서,
a 및 a'는 각각 1 내지 5의 정수이고,
b는 1 내지 3의 정수이고,
R1 내지 R4, R21 내지 R26, R21' 및 R22' 는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 니트릴기; 니트로기; 이미드기; 아미드기; 히드록시기; 에스터기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 알콕시기; 치환 또는 비치환된 아릴옥시기; 치환 또는 비치환된 알킬티옥시기; 치환 또는 비치환된 아릴티옥시기; 치환 또는 비치환된 알킬술폭시기; 치환 또는 비치환된 아릴술폭시기; 치환 또는 비치환된 알케닐기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 붕소기; 치환 또는 비치환된 알킬아민기; 치환 또는 비치환된 아랄킬아민기; 치환 또는 비치환된 아릴아민기; 치환 또는 비치환된 헤테로아릴아민기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 및 N, O 및 S 원자 중 1개 이상을 포함하는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기로 이루어진 군으로부터 선택되며,
R5 내지 R7 및 R5' 내지 R7'은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 니트릴기; 니트로기; 이미드기; 아미드기; 히드록시기; 알데하이드기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 알콕시기; 치환 또는 비치환된 아릴옥시기; 치환 또는 비치환된 알킬티옥시기; 치환 또는 비치환된 아릴티옥시기; 치환 또는 비치환된 알킬술폭시기; 치환 또는 비치환된 아릴술폭시기; 치환 또는 비치환된 알케닐기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 붕소기; 치환 또는 비치환된 알킬아민기; 치환 또는 비치환된 아랄킬아민기; 치환 또는 비치환된 아릴아민기; 치환 또는 비치환된 헤테로아릴아민기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 및 N, O 및 S 원자 중 1개 이상을 포함하는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기로 이루어진 군으로부터 선택된다.
The method according to claim 1,
Wherein said heterocyclic compound is represented by any one of the following formulas (1-1) to (1-4):
[Formula 1-1]
Figure 112014030880176-pat00053

[Formula 1-2]
Figure 112014030880176-pat00054

[Formula 1-3]
Figure 112014030880176-pat00055

[Formula 1-4]
Figure 112014030880176-pat00056

In Formulas 1-1 to 1-4,
a and a 'are each an integer of 1 to 5,
b is an integer of 1 to 3,
R1 to R4, R21 to R26, R21 'and R22' are the same or different from each other, and each independently hydrogen; heavy hydrogen; A halogen group; A nitrile group; A nitro group; Imide; Amide group; A hydroxy group; Ester group; A substituted or unsubstituted alkyl group; A substituted or unsubstituted cycloalkyl group; A substituted or unsubstituted alkoxy group; A substituted or unsubstituted aryloxy group; A substituted or unsubstituted alkylthio group; A substituted or unsubstituted arylthio group; A substituted or unsubstituted alkylsulfoxy group; A substituted or unsubstituted arylsulfoxy group; A substituted or unsubstituted alkenyl group; A substituted or unsubstituted silyl group; A substituted or unsubstituted boron group; A substituted or unsubstituted alkylamine group; A substituted or unsubstituted aralkylamine group; A substituted or unsubstituted arylamine group; A substituted or unsubstituted heteroarylamine group; A substituted or unsubstituted aryl group; And a substituted or unsubstituted heterocyclic group containing at least one of N, O and S atoms,
R5 to R7 and R5 'to R7' are the same or different from each other, and each independently hydrogen; heavy hydrogen; A halogen group; A nitrile group; A nitro group; Imide; Amide group; A hydroxy group; Aldehyde group; A substituted or unsubstituted alkyl group; A substituted or unsubstituted cycloalkyl group; A substituted or unsubstituted alkoxy group; A substituted or unsubstituted aryloxy group; A substituted or unsubstituted alkylthio group; A substituted or unsubstituted arylthio group; A substituted or unsubstituted alkylsulfoxy group; A substituted or unsubstituted arylsulfoxy group; A substituted or unsubstituted alkenyl group; A substituted or unsubstituted silyl group; A substituted or unsubstituted boron group; A substituted or unsubstituted alkylamine group; A substituted or unsubstituted aralkylamine group; A substituted or unsubstituted arylamine group; A substituted or unsubstituted heteroarylamine group; A substituted or unsubstituted aryl group; And a substituted or unsubstituted heterocyclic group containing at least one of N, O and S atoms.
제1 전극; 상기 제1 전극과 대향하여 구비되는 제2 전극; 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 구비되고, 광활성층을 포함하는 1층 이상의 유기물층을 포함하고,
상기 유기물층 중 1층 이상은 청구항 1, 2 및 5 내지 10 중 어느 하나의 항에 따른 헤테로환 화합물을 포함하는 것인 유기 태양 전지.
A first electrode; A second electrode facing the first electrode; And at least one organic layer disposed between the first electrode and the second electrode and including a photoactive layer,
Wherein at least one of the organic material layers contains the heterocyclic compound according to any one of claims 1, 2, and 5 to 10.
청구항 11에 있어서,
상기 유기물층은 정공 수송층, 정공 주입층 또는 정공 수송과 정공 주입을 동시에 하는 층을 포함하고,
상기 정공 수송층, 정공 주입층 또는 정공 수송과 정공 주입을 동시에 하는 층은 상기 헤테로환 화합물을 포함하는 유기 태양 전지.
The method of claim 11,
Wherein the organic material layer includes a hole transporting layer, a hole injecting layer, or a layer simultaneously transporting holes and injecting holes,
Wherein the hole transporting layer, the hole injecting layer, or the layer simultaneously transporting the holes and the hole injecting layer comprises the heterocyclic compound.
청구항 11에 있어서,
상기 유기물층은 전자주입층, 전자 수송층 또는 전자 주입과 전자 수송을 동시에 하는 층을 포함하고,
상기 전자주입층, 전자 수송층 또는 전자 주입과 전자 수송을 동시에 하는 층은 상기 헤테로환 화합물을 포함하는 유기 태양 전지.
The method of claim 11,
Wherein the organic material layer includes an electron injection layer, an electron transport layer, or a layer that simultaneously performs electron injection and electron transport,
Wherein the electron injecting layer, the electron transporting layer, or the layer which simultaneously injects electrons and transports electrons comprises the heterocyclic compound.
청구항 11에 있어서,
상기 광활성층은 전자 주개 및 전자 받개로 이루어진 군에서 선택되는 1 또는 2 이상을 포함하고,
상기 전자 주개는 상기 헤테로환 화합물을 포함하는 것인 유기 태양 전지.
The method of claim 11,
Wherein the photoactive layer comprises one or more selected from the group consisting of an electron donor and an electron donor,
Wherein the electron donor comprises the heterocyclic compound.
청구항 14에 있어서,
상기 전자 받개는 플러렌, 플러렌 유도체, 바소쿠프로인, 반도체성 원소, 반도체성 화합물 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 것인 유기 태양 전지.
15. The method of claim 14,
Wherein the electron acceptor is selected from the group consisting of fullerene, a fullerene derivative, a heterocyclic compound, a semiconductor element, a semiconducting compound, and a combination thereof.
청구항 14에 있어서,
상기 전자 주개 및 전자 받개는 벌크 헤테로 정션(BHJ)을 구성하는 것인 유기 태양 전지.
15. The method of claim 14,
Wherein the electron donor and the electron acceptor constitute bulk heterojunction (BHJ).
청구항 11에 있어서,
상기 광활성층은 n형 유기물층 및 p형 유기물층을 포함하는 이층 박막(bilayer)구조이며,
상기 p형 유기물층은 상기 헤테로환 화합물을 포함하는 것인 유기 태양 전지.
The method of claim 11,
The photoactive layer is a bilayer structure including an n-type organic layer and a p-type organic layer,
Wherein the p-type organic compound layer comprises the heterocyclic compound.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN110214204A (en) * 2016-08-23 2019-09-06 杰森·D·阿祖莱 The narrowband gap conjugated polymer using cross conjugation donor for electronic device
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KR102064646B1 (en) * 2017-06-30 2020-01-09 주식회사 엘지화학 Organic light emitting device
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KR102120532B1 (en) * 2017-09-18 2020-06-16 주식회사 엘지화학 Organic transistor
US10711092B2 (en) 2017-09-21 2020-07-14 The University Of Southern Mississippi Gold catalyzed polymerization reactions of unsaturated substrates
KR102250385B1 (en) * 2017-10-18 2021-05-11 주식회사 엘지화학 Organic photodiode and organic image sensor comprising the same
WO2019078491A1 (en) * 2017-10-18 2019-04-25 주식회사 엘지화학 Organic photodiode and organic image sensor comprising same
EP3704176A1 (en) * 2017-11-02 2020-09-09 Merck Patent GmbH Organic semiconducting compounds
WO2020072100A1 (en) 2018-05-05 2020-04-09 Azoulay Jason D Open-shell conjugated polymer conductors, composites, and compositions
WO2020106361A2 (en) 2018-09-21 2020-05-28 Joshua Tropp Thiol-based post-modification of conjugated polymers
US11781986B2 (en) 2019-12-31 2023-10-10 University Of Southern Mississippi Methods for detecting analytes using conjugated polymers and the inner filter effect

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004339206A (en) * 2003-04-16 2004-12-02 Merck Patent Gmbh Method for producing disubstituted 9-alkylidene fluorene and derivative of the same
WO2013030325A1 (en) * 2011-09-02 2013-03-07 Basf Se Diketopyrrolopyrrole oligomers and compositions, comprising diketopyrrolopyrrole oligomers

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004339206A (en) * 2003-04-16 2004-12-02 Merck Patent Gmbh Method for producing disubstituted 9-alkylidene fluorene and derivative of the same
WO2013030325A1 (en) * 2011-09-02 2013-03-07 Basf Se Diketopyrrolopyrrole oligomers and compositions, comprising diketopyrrolopyrrole oligomers

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Macromolecules, 39(25), 8870-8872 (2006)
Synthetic Metals, 101(1-3), 482-483 (1999)

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